Устройство для долива скважины жидкостью

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик! «985248 (61) Допс«лнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 070881 (21) 3325062/22-03

И}М Ки з

Е 21 В 21/08 с присоединением заявки Йо—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритвт—

Опубликовано 30.12,82. Бюллетень М 48

t 53} УДК6 22 ° 24 3 ° .13(088.8) Дата опубликования описания 03.01.83 (72) Авторы изобретения

Б.A. Кирш и М.В. Агаев (71) заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЛИВА СКВАЖИНЫ ЖИДКОСТЬЮ

Изобретение относится к нефтега" зодобывающей промышлен«кзсти, в частности к области, связанной с предот.вращением снижения гидростатического давления на пласт, приводящего к выбросам и газонефтеводопроявлениям при подъеме инструмента иэ скважины при бурении, текущем и капитальном ремонте нефтяных, газовых и газоконденоатных скважин путем долива .жидкости в последнкяо.

Известно устройство для долива скважины при подъеме бурового инстру мента, состоящее из бака с расположенным в нем цилиндром с двумя отверстиями, в. котором перемещается плунжер-золотник, приводимый в движение пневмоцилиндром, включаемым с помощью реверсивного пневмопереключателя (1 ).

Недостатками данного устройства являются невозможность дозировки объема раствора в зависимости от наружного и внутреннего диаметров труб и длины свечи, сложность изготовления золотникового клапана и отсутствие принудительной продавки жидкости воздухом.

Известно также устройство для долива скважины жидкостью, состоящее из доэировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов, сливной линии, соединенной с устьем

5 скважины, и системы пневмоуправления (2 1.

Процесс долива жидкости в скважину с помощью устройства из дозировочной емкости осуществляется под давлением сжатого отработанного воздуха. Дозировочная емкость снабжена всасывающим и нагнетательным клапа" нами. Через всасывающий клапан жидкость поступает в дозировочную емкость иэ емкости для долива самотеком.

После заполнения дозировочной емкости всасывающий клапан закрывается и открывается нагнетательный, при этом жидкость принудительно поступает в затрубное пространство скважины.

Однако это устройство не обеспечивает надежного долива жидкости в скважину при подъеме инструмента, вследствие чего происходит резкое снижение уровня промывочной жидкости в ней. Причиной этого является появление "поршневого" эффекта. Физическую сущность последнего можно объяснить следукщим образом. При

985248 подъеме инструмента вокруг долота образуется глинистый сальник или ны буренная порода, уменьшается зазор между долотом и стенкой скважины, образуя своего рода поршень (то же самое происходит при подъеме насоснбкомпрессорных труб с пакером), пере метающийся в скважине вверх, де скважина является цилиндром. Обследование открыто фонтанирующих скважин показало, что в 20% случаев газо-10 проявлению скважин предшествовал

"поршневой" эффект. Это объясняется тем, что при "поршневании" под долотом (или пакером) возникает разряжение, которое вызывает приток жид- 15 кости из пласта в скважину. Явление еще более усугубляется в случае забивания отверстий долота продукцией разбуренной породы. В этом случае столб жидкости в затрубном пространстве бурильных труб не будет проникать в нижнюю часть скнажииы и заполнять ее, что еще более будет способствовать проявлению скважины.

Цель изобретения — повышение надежности долина при подъеме бурильных или насосно-компрессорных труб, а также определение момента проявления скважины.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для долина сква жины жидкостью, состоящее из дозировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов, сливной линии, соединенной с устьем скважины, и системы пневмоупранления, снабжено герметизирующим устье сква жины полым корпусом с самоуплотняющейся манжетой, соединенным cäîçèðîночной емкостью и расположенным на устье скважины концентрично буриль- 40 ным или насосно-компрессорным трубам, и двумя или более обратными клапанами, установленными на бурильных или насосно-компрессорных трубах и.за соединяющими затрубное прост- 45 ранстно с внутритрубным.

Для определения момента проявления скважины устройство снабжено установленным на корпусе стояком с подпружиненным штоком и поршнем, 50 пространство под которым сообщено с: эатрубным пространством скважины.

На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройстно, разрез той части устройства, которая смонтирована на бурильных трубах; на фиг. 2— схема наземной части предлагаемого устройства; на фиг. 3 — сечение

A-A на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение

Б-Б на фиг. 1. 60

Устройство состоит из "плавающего" в горизонтальной плоскости уплотненного полого корпуса 1, присоединенного к фланцу 2 обсадной колонны труб на резьбе или фланценом 65 соединении. Корпус 1 с одной стороны имеет отвод, к которому присоединена труба 3 с гибким шлангом, идущая к доэироночной емкости, а с другой стороны — стопор, состоящий иэ оси 4 с петлей 5, пружины 6, поджимаемой навинченным на патрубок 7 колпачком 8. Внутри корпуса 1 вставлена самоуплотняющаяся манжета 9, вгумированная в кольцо 10 с боковой канавкой под стопор. Внизу бурильных труб на некотором расстоянии от долота выполнено отверстие 11, сообщающее эатрубное пространство бурильных или насосно-компрессорных труб с внутритрубным. Отверстие закрывается шариком 12 клапана. Шарик перемещается в градуированном канале 13 переходника 14, имеющего боковые отверстия 15. Верхняя и нижняя части переходника соединены между собой каналом 16. Сам переходник выполнен литым по выплавляемым моделям. Проходное сечение его еще больше, чем проход трубы-свечи и бурильных или насосно-компфессорных труб. Образуемый в скважине 17 сальник 18 расположен над долотом 19.

Подкладываемая под элеватор 20 муфты трубы вставка состоит из двух вилок 21 и 2.2, между которыми приварена стойка 23 с рукояткой 24.

Вставка свободно проходит н отверстие ротора 25, установленного на полу 26 буровой.

К корпусу 1 присоединен стояк 27, в котором перемещается поршень 28, подпружиненный пружиной 29, шток

30 которого выступает наружу. Стояк закрывается навинчивающимся на него колпачком 31, в который упирается штифт 32, ограничивающий движение штока.

Наземная часть устройства состоит из доэировочной емкости 33, которая соединена с нижней частью основной емкости 34. Для лучшего перемешивания промывочной жидкости вывод

35 из емкости предусмотрен наклонным. Емкость 33 имеет цилиндрический прилив, в котором расположен поршень (не показан) для изменения объема долина в зависимости от диаметра длины и толщины свечи.

Внутри дозировочной емкости установлена тяга 36, открывающая или закрывающая клапаны 37 и 38, расположенные в боковинах емкости.

Система приводится в действие силоным цилиндром 39, к которому подведена пневмолиния 40. Внутри цилиндра помещена возвратная пружина 41. Пневмолиния 42 через задвижку 43 соединена с атмосферой. Используется кран 44 включения пненмомуфты ШПМ-1070 буровой лебедки 45

985248 и разрядник 46. На отводе линии от пневмомуфты установлена задвижка 47.

Сливной клапан 37 соединен сливной линией 48 с трубой 3.

По пневмолинии 49 от компрессор.ной установки поступает сжатый воздух в кран 44. Между задвижкой 47 и цилиндром 39 установлены клапан-разрядник 50 и дополнительный пневмобаллон 51. Выкид разрядника 50 соединен с вспомогательным баллоном 10

52. На выкидной линии 53 установлена задвижка 54 для слива жидкости в емкость 55.

Принцип работы предлагаемого устройства заключается в следующем.

Перед началом подъема труб из скважины в зависимости от диаметра, толщины .стенки труб бурильной свечи и ее длины устанавливают устройство на определенный объем долива, после чего задвижкой 47 включают пневмосистему, связанную с линией включения пневмомуфты лебедки. При этом в период включенной пневмомуфты силовой цилиндр через тягу закрывает клапан 38 и открывает клапан 37.

Жидкость через клапан 37 поступает

В скважину.

После выключения пневмомуфты воздух из цилиндра выходит, силой пру- З0 жины 41 клапан 37 закрывается, а кла.пан 38 открывается для очередного заполнения скважины и т.д.

Дозировочная емкость сообщается с атмосферой через кран 50 двойного 35 действия, который в процессе заполнения емкости открывается в атмосферу, а при доливе жидкости в скважину сообщается с пневмолинией для обеспечения продавливания последней. 40

Система обеспечивает принудительную подачу жидкости в скважину с помощью сжатого воздуха следующим образом.

После выключения пневмомуфты ле- 45 бедки и соединения клапаном-разрядником 46 пневмолинии до клапана-разрядника 50 с атмосферой поршень пневмоцилиндра силой пружины 41 начинает вытеснять воздух из пневмоцилиндра.

При создании в межтрубном пространстве выше долота повышенного давления от "поршневания" сила давления и не вмосистемы продавливает доливаемую жидкость в скважину в количестве, не допускающем образования "пустоты" в скважине. При этом жидкость в район под долото или поступает через затрубное пространство, разрушая при этом образовавшийся вокруг долота глинистый сальник, или проходит в клапан, а так как шарики клапана при этом поднимаются, закрывая проход вверх, то она устремляется по внутритрубному пространству вниз, разрушая глинистую пробку внутри труб и про-, 65 бывая сопла долота, или двигается обоими путями (часть ее двигается по межтрубному, а часть — по внутритрубному пространству. В целом, ка доливаемая жидкость, так и жидкость

I содержащаяся в скважине, уже не могут перелиться через край скважины, так как межтрубное пространство закрыто манжетой. В случае износа манжета может быть легко заменена.

Для определения нормальной рабо. ты скважины, т.е. отсутствия проявления, периодически останавливают подъем инструмента при включенной муфте шПМ. Если после того, как воздух в доливной системе выйдет, через клапан не покажется жидкость, то проявления нет. Уход же жидкости в пласт отмечается неподвижностью опущенного вниз штока 30. Остановка штока в верхнем положении говорит о проявлении скважины. Периодические перемещения штока свидетельствуют о нормальной работе скважины.

Годовой зкономический эффект склацывается из экономии, получаемой за счет сокращения времени долива, а также работ, связанных с ликвидацией возникших осложнений в процессе бурения.

Формула изобретения

1. Устройство для долива скважины жидкостью, состоящее из дозировочной емкости, всасывающего и нагнетательного клапанов, сливной линии, соединенной с устьем скважины, и системы .пневмоуправления, о т л и" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности долива при подъеме бурильных или насосно-компрессорных труб, оно снабжено герметизирующим устьем скважины полым корпусом с самоуплотняющейся манжетой, соединенным с дозировочной емкостью и расположенным на устье скважины концентрично бурильным или насосно-компрессорным трубам, и двумя или более обратными клапанами, установленными на бурильных или насосно-компрессорных трубах и соединяющими затрубное пространство с внутритрубным.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью определения момента проявления скважины, оно снабжено установленным на корпусе стояком с подпружиненным штоком и поршнем, пространство под которым сообщено с затрубным пространством скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 112255221144, кл. E 21 В 21/08, 1959.

2. Авторское свидетельство СССР

9 256686, кл. Е 21 В 21/08, 1966 (прототип}.