Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин

Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Реслублик (n>1002511 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 889826 (22) Заявлено 050881 (21)3332638/22-03 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет—

Опубликовано 070383 Бюллетень Мо 9

Дата опубликования описания 070383

Р1 М Кп з е 21 В 21/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений.. и открытий ($$) УДК 622 ° 243 °.14(088.8) с

Б.А. Носырев, В.Н. Калашников и В А

Ф (72) Авторы изобретения

Свердловский ордена Трудового Красного. Знамени1:го1 йь1й институт им. В.В. Вахрушева - . / с (71) Заявитель

1 (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ

ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Изобретение относится к горномуделу, а именно к промывке буровых скважин.

По основному авт..св. 1» 889826 известен способ создания приэабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин путем периодического повышения и снижения уровня промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб с одновременным улавливанием .частиц выбуренной породы в шламосборнике, в котором при этом повышение и снижение уровня промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб осуществляются периодическим отсасыванием воздуха из внутренней полости и последующим сообщением последней с атмосферой с одновременным сообщением полости колонны бурильных труб с затрубным пространством над шламосборником $1) Недостатком указанного способа является малая скорость восстановления уровня промывочной жидкости в полости колонны бурильных труб при ее сообщении с атмосферой, что приводит к снижению интенсивности промывки и, как следствие, к недостаточной очистке забоя скважины и охлаждению породоразрушающего инструмента. Это объясняется тем, что повышение уровня промывочной жидкости при отсасывании воздуха иэ внутренней полости колонны бурильных труб не может быть выше 10 м, т.е ° при сообщении полости колонны бурильных труб с атмосферой перепад давлений в полости труб и затрубном пространстве не более 1 атм, следовательно время, затрачиваемое на выпуск промывочной жидкости из полости колонны бурильных труб, достаточно . велико. Производительность такой

1 . промывки, особенно при бурении алмазным породоразрушающим инструмен" том на больших (порядка 800 об/мин1 скоростях вращенгя, оказывается недостаточной.

gp Цель изобретения — интенсификация процесса призабойной циркуляции промывочной жидкости.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу создания призабойной циркуляции промывочной жидкости, после сообщения полости бу рильных труб с атмосферой ее изолируют от воздействия атмосферы и в нее нагнетают воздух.

На фиг. 1 показана схема движения жидкости в призабойной зоне скважины

1002511 и колонковом снаряде в период отсасывания воздуха из внутренней полости колонны бурильных труб; на фиг.

2 — то же, в период соединения внутренней полости колонны бурильных труб с атмосферой; на фиг. 3 — то 5 же, н период восстановления уровней промывочной жидкости в колонне бурильных труб и в эатрубном пространстве путем нагнетания в полость труб воздуха. 10

Оборудовани е при и споль зов ании способа состоит из колонкового снаряда 1 с внутренней шламовой трубой

2 и породоразрушающим наконечником

3. Другим концом колонковый снаряд

1 герметично соединен с колонной бурильных труб 4 посредством клапанного переходника 5, имеющего входные б и выходные 7 клапаны. Отверстия вхсдных клапанов б соединяют внутренние полости колонкового снаряда 1 и клапанного переходника 5. Отнерстия выходных клапанов 7 соединяют внутреннюю .полость клапанного перехсздника 5 с затрубным пространством сква-. жины 8. Ка поверхности внутренняя

25 полость колонны бурильных труб 4 через сальник-вертлюг 9 и ноздухораспределитель 10 герметично соединена с входным патрубком вакуум-насоса 11.

Выходной патрубок 12 вакуум-насо- 30 са 11 соединен через воздухораспределитель 10 с внутренней полостью колонны бурильных труб 4 и патрубком

13 с атмосферой °

Приэабойную обратную циркуляцию промывочной жидкости осуществляют, следующим образом.

Вакуум-насосом 11 при положении ноздухораспределителя 10 скважинавакуум-насос-атмосфера (фиг. 1) через 10 сальник-вертлюг 9 из внутренней полости колонны бурильных труб 4 отсасывают воздух. При этом за счет пониженного давления во внутренней полости клапанного переходника 5 от- 45 крываются входные клапань б. Промывочная жидкость за счет разности давлений во внутренней полости колонны бурильных труб 4 и затрубном пространстве скважины 8, омывая породораэрушающий наконечник 3, устремляется из затрубного пространства 8 во внутреннюю полость колонкового снаряда 1. Крупные частицы шлама, выносимые потоком промывочной жидкости иэ-под торца породоразрушающего наконечника 3, оседают во внутренней шламовой трубе 2. Проходя через отверстия входных клапанов б, промывочная жидкость поднимается дальше по внутренней полости колонны 60 бурильных труб 4. При этом происходит понижение уровня промывочной жидкости в затрубном пространстве скважины В по сравнению с уровнем в колонне бурильных труб 4, 65

По достижении заданной степени вакуумиэации воздухораспределитель

10 устанавливают в положение атмосфера-скважина (фиг. 2), и воздух из атмосферы устремляется по патрубку 13 воздухораспределителя 10 через сальник-вертлюг 9 Во внутреннюю полость колонны бурильных труб, За счет разности уровней промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб 4 и затрубном пространстве скважины 8 происходит закрытие входных труб б и открытие выходных 7 клапанов. Промывочная жидкость иэ внутренней полости колонны бурильных труб 4 отводится в затрубное пространство скважины 8.

В момент, когда давление воздуха но внутренней полости колонны бурильных труб 4 сравняется с атмосферным, т.е. когда промывочная жидкость из внутренней полости колонны бурильных труб 4 начинает отводиться в эатрубное пространство скважины 8, производят переключение воэдухораспределителя 10 в положение атмосфера-вакуум-насос (в режиме компрессора) скважина (фиг. 3) . При таком положении .воздухораспределителя 10 воздух из атмосферы через патрубок 13 засасывается вакуум-насосом 11 и подi давлением по ныходному патрубку 12 через воздухораспределитель 10 и сальник-вертлюг 9 .подается во внутреннюю полость бурильных труб 4. В результате процесс восстановления уровней промывочной жидкости в затрубном пространстве скважины 8 и колонне бурильных труб 4 ускоряется в 3-4 раза. После восстановления уровней процесс вакууйиэации периодически повторяется.

Интенсификация процесса призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении геологоразведочных скважин в крепких породах (7-10 категории по буримости) позноляет увеличить ресурс работы породоразрушающего наконечника, так как применение данного способа улучшает очистку забоя скважины от шлама и увеличивает ныход керна.

Время на удаление промывочной жид- . кости из полости бурильных труб сокращается в 3-4 раза и более, а интенсинность промывки повышается в

1.4-1.7 раза.

Применяемые вакуум-насосы марки

ВВН-12 м для отсасывания воздуха из внутренней полости колонны бурильных труб могут работать как в режиме вакуум-насоса, так и в режиме компрессора. Последнее позволяет достичь поставленную цель с минимальными материальными затратами (совершенствование воздухораспределительного устройства) без пливлечения дополнительного оборудования.

1002511

Данный способ существенно улучшает стабильность работы клапанной системы в буровом снаряде из-за увеличения в нем величины перепадов давления.

Экономический эффект от применения данного способа промывки только эа счет увеличения ресурса работы породоразрушающего инструмента составляет 52 тыс. руб..в год.

Формула изобретения 10

Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при буренин скважин по авт, св.9 889828, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса призабойной циркуляции промывочной жидкости, после сообщения полости бурильных труб с атмосферой ее изолируют от воздействия атмосферы и в нее нагнетают воздух, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР "

У 889826, кп. E 21 В 21/00, 1980 (прототип) .

1002511

100?511

Составитель В. Акслер

Редактор Н. Ивыдкая Техред М.Тепер Корректор С. Шекмар

Заказ 1484/3 Тираж б01 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4