Забойный сепаратор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (ti) 523168

Ссъаз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.02.71 (21) 1618073/03 с присоединением заявки № (51) М. Кл.- зЕ 21В 39, 00

Совета Министров СССР по делам изобретений и отиръ тир

Опубликовано 30,07.76. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 03.08.76 (53) УДК 622.243.54 (088.8) (72) Авторь1 изобретения

A. О. Межлумов, И. В. Белей и Т. Ф. Рустамбеков

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ СЕПАРАТОР, Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области буровой техники, а именно к конструкциям забойных сепараторов, предназначенных для разделения аэрированной жидкости на газообразную и жидкую фазы.

Известен забойный сепаратор, включающий корпус с каналами для отвода жидкой фазы очистного агента в затрубное пространство и подачи газовой фазы к породоразрушающему инструменту (1).

Недостатком этого сепаратора является малая эффективность его работы при использовании аэрированной жид|кости.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату при его использовании является забойный сепаратор, включающий корпус с каналами для отвода жидкой фазы очистного агента в затрубное пространство и подачи газовой фазы |к породоразрушающему инструменту и расположенную внутри корпуса крыльчатку.

Однако в таком сепараторе отсутствует предохранительное устройство, автоматически исключающее работу долота на забое без циркуляции через нето рабочего агента.

Целью изобретения является предотврашение работы породоразрушающего инструмента без циркуляции через него очистного агента.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве внутри корпуса ниже крыльчаткп установлен подпружиненный поршень со сквозным продольным каналом, переменного сечения.

На фиг. 1 изображен предлагаемый забойный сепаратор, общий вид; на фиг. 2 — сечение по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение по Б — Б на фиг. 1.

Забойный сепаратор включает корпус 1, соединенный с .переводником 2, и трехлопастную крыльчатку 3, жестко соединенную с корпусом и служащую для передачи вращения от него потоку смеси. Лопасти крыльчатки 3 соединены между собой кольцами 4 и

15 обтекателем 5.

В нижней части корпус 1 соединен с ниппелем 6 сепаратора, внутри которого находится узел автоматического предохранительного устройства. В стенках ниппеля 6 име20 ются каналы 7 для вывода жидкой фазы в затрубное пространство. B нижней части ниппеля 6 расположены съемные кожух 8 для выьода жидкой фазы в затрубное пространство на минимальном расстоянии от долота

25 и муфта-отражатель 9 для придания жидкой фазе направления движения вверх и создания эжекционного эффекта, распространяющегося на заоой скважины. Съемная муфта-отражатель 9 с внутренней проточкой снаружи ар30 мирована твердосплавными вставками и мо523168

55 жет перемещаться в осевом направлении для установки ее в нужном положении по отношению к кожуху 8.

Узел автоматического предохранительного устройства состоит из подпружиненного поршня 10 с центральным каналом 11 и сменной насадкой 12 для пропуска газовой фазы к долоту и создания перепада давления на поршне 10, расположенном внутри ниппеля

6, и пружины 13.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В забойный сепаратор, установленный в нижней части бурильного инструмента над долотом 14 и передающий последнему вращение от бурильной колонны 15 (или от вала забойного двигателя при бурении с забойными двигателями), поступает аэрированная жидкость.

Поток аэриров анной жидкости, проходя внутри вращающегося, корпуса 1 сепаратора и вращаясь в нем вместе с крыльчаткой 3 с одинаковой с ней угловой скоростью, под действием центробежных сил разделяется на жидкую и газовую фазы. жидкая фаза, как более тяжелая, отбрасывается к периферии и движется вниз у стенок корпуса 1, а газовая фаза проходит через центральную часть сепаратора.

В нижней части сепаратора газовая фаза проходит по центральным каналам 11 поршня

10 предохранительного устройства и ниппеля

6 сепаратора и дальше, через долото 14, поступает на забой скважины. ,жидкая фаза из кольцевой:камеры 16, образованной верхней частью поршня 10 и ниппелем 6, по каналам 7 через кожух 8 поступает в муфту-отражатель 9, где меняет направление движения на .противоположное и выходит над долотом 14 в затрубное пространство, минуя забой скважины.

Для обеспечения течения газовой и жидкой фаз только по соответствующим им каналам перепады давления в них должны быть равны между собой, что достигается установкой насадки 12 с расчетным диаметром отверстия.

Газовая фаза, выходя из долота 14 и очищая забой скважины от выбурвнной породы, устремляется вместе с ней в область выхода в затрубное пространство жидкой фазы и, соединяясь с ней снова, образует аэрированную жидкость, которая выносит выбуренную породу на поверхность, Съемная муфта-отражатель 9 по отношенгпо к кожуху 8 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить при истечении жидкой фазы в затрубное пространство получения

15 20

40 эжекционного эффекта, способствующего лучшей очистке забоя скважины от шлама.

При нормальном режиме работы забойного сепаратора жидкая фаза очистного агента направляется в затрубное пространство, à газовая фаза — на забой. При движении газовой фазы по центральному каналу 11 и через насадку 12 возникает перепад давления на поршне 10, необходимая величина которого создается путем установки сменной насадки

12 соответствующего диаметра. В результате этого усилие, воздействующее снизу на нижнюю поверхность поршня 10, меньше, чем на верхнюю. Под действием этой разности усилий поршень 10, сжав, пружину 13, передвигается в крайнее нижнее положение, при котором кольцевая камера 16 через каналы 7 сообщается с затрубным пространством.

В случае зашламования промывочных отвертий в долоте или образованиия на нем сальника движение газовой фазы через долото и, тем самым, через центральные каналы 11 поршня 10 и ниппеля б прекращается.

При этом клапан автоматически закрывается, та к как исчезает перепад давления, вызванный движением газовой фазы по каналу 11 и насадке 12, а поршень 10 под действием сжатой пружины 13 .передвигается в крайнее верхнее положение, разобщая при этом кольцевую камеру 16 с каналами 7 ниппеля 6. Поступление циркуляционного агента в затрубное пространство, минуя долото и забой скважины, при этом исключается.

Применение предлагаемого забой ного сепаратора позволяет повысить эффективность работы породоразрушающего инструмента при бурении с иопользованием аэрированных жидкостей за счет исключения его работы без циркуляции через него очистного агента.

Ф ор мул а изобретен ия

Забойный сепаратор, включающий корпус с каналами для отвода жидкой фазы очистного агента в затрубное пространство и подачи газовой фазы к породоразрушающему инструменту и расположенную внутри корпуса крыльчатку, отличающийся тем, что, с целью предотвращения работы породоразрушающего инструмента без циркуляции через него очистного агента, внутри корпуса ниже крыльчатки установлен подпружиненный поршень со сквозным продольным каналом переменного сечения.

И сточникн информации, принятыс во внимание при экспертизе.

1. Лвт. св. Мю 289185, кл. Е 21В 3/12, 18.11.69. о 23 168

Риг 2

Корректор Л. Котова

Редактор 3. Ходакова

Заказ 1681/4 Изд. № 1516 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

12

1д

Составитель Н. Панин

Техред А. Камышникова