Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин

Способ создания призабойной циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (n)SS9S26

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ К аВт. СВид-Ву (22) Заявлено 260380 (21)2900185/22-03 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 1 51 281 ЬюллетеHb "@ 46

Дата опубликованию описания 15. l 2. 81 (53)М. Кл

Е 2l В 21/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (5З) УДК Ь22.243.13 (088 ° 8)

В.Н.Калашников и В.A.Áoáðoâ, (72) Авторы изобретения

Свердловский ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. В.В.Вахрушева (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ ПРОМЫВОЧНОЙ

ЖИДКОСТИ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Изобретение относится к горному делу, а именно к промывке буровых скважин, и может найти применение при бурении скважин различного назначения (геологораэведочных, гидрогеологических, скважин на нефть и газ) .

Известен способ создания приэабойной периодической обратной циркуляции промывочной жидкости за счет расхаживания колонны бурильных труб, жестко соединенной с колонковым снарядом в стволе буровой скважины

Данный способ осуществляется путем периодического повышения уровня про= t5 мывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб. При подъеме колонкового снаряда над забоем скважины создается поршневой эффект, отверстие, соединяющее 20 внутренние полости колонкового снаряда и колонны бурильных труб, перекрывается клапаном . В результате в колонковой трубе образуется зона пониженного давления, и промывочная жидкость из наружного кольцевого зазора перемещается в колонковую трубу, очищая забой от частиц выбуренной породы и охлаждая коронку. При движении колонково o снаряда к эабо 30 скважины клапан под давлением жидкости открывается, и жидкость через отверстие, расположенное выше клапана, изливается обратно в скважину (1).

Недостатками данного способа промывки скважин являются: ограниченная глубина бурения скважин, так как при большой длине бурового снаряда трудно поддерживать оптимальную величину расхаживания; сокращение ресурса работы породораэрушающего „ наконечника из-за восприятия им час. тых кратковременных знакопеременных нагрузок, а также большие затраты физического труда независимо от того, каким способом выполняется расхаживание.

Известен также 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 уменьшением частиц внутренней породы в шламосборнике. Данный способ осуществляется путем нагнетания в полость колонны бурильных труб газа с последующим перепусканием его в затрубное прост889826 ранство. В результате возникает движение промывочной жидкости в призабойной зоне то внутри бурильной колон. ны, то в затрубном пространстве с одновременньм улавливанием шлама во внутреннем и внешнем шламосборни ках (2) .

Недостатком данного способа является то, что в процессе промывки промывочная жидкость со шламом циркулирует через забойную зону дважды, из эатрубного пространства в бурильную колонну и обратно, тем самым вызывая повышенный износ долота, а иэ-за переизмельчения шлама снижается скорость бурения, повышается износ долота.

Цель изобретения — повышение эффективности промывки скважины эа счет предотвращения переизмельчения шлама на забое скважины.

Указанная цель достигается тем, что повышение и снижение уровня промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб осуществляют путем периодического отса- сывания воздуха из внутренней полости и последующего сообщения последней с атмосферой с одновременным сообщением полости колонны бурильных:труб с затрубным пространством над шламосборником.

На фиг. 1 показана схема движения жидкости в призабойной зоне скважины и колонковом снаряде в период отса-сывания воздуха иэ внутренней полости колонны бурильных труб; на фиг.2-то же, в период восстановления с поверхности атмосферного давления во внутренней полости колонны бурильных труб.

Оборудование при использовании предлагаемого способа состоит иэ 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 входных клапанов б соединяют внутренние полости колонкового снаряда 1 и клапанного переходника 5. Отверстия клапанов 7 .соединяют внутреннюю полость .клапанного переходника 5 с эатрубным пространством скважины 8. На поверхности внутренняя полость колонны бурильных труф 4 через сальник-вертлюг 9 и .

:воздухораспределитель 10 герметично соединена с входным патрубком вакуумнасоса 11.

Призабойную обратную циркуляцию промывочной жидкости осуществляют следующим образом.

Вакуум-насосом 11 при положении воздухораспределителя 10 скважинавакуум-насос (фиг. 1) через сальник-вертлюг 9 иэ внутренней полости колонны бурильных труб 4 отсасывают воздух. При этом за счет пониженного давления во внутренней полости клапанного переходника 5 открываются входные клапаны б. Промывочная жидкость эа счет разности давлений во внутренней полости колонны бурильных труб 4 и затрубном пространстве скважины 8, омывая породораэрушающий наконечник 3, устремляется из затрубного пространства во внутреннюю полость колонкового снаряда 1.

Крупные частицы шлама, выносимые поТоком промывочной жидкости из-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 бурильных труб 4. При этом происходит пониже20 ние уровня промывочной жидкости в затрубном пространстве скважины 8 по сравнению с уровнем в колонне бурильных труб 4. По достижении заданной степени вакуумизации (велид чины поднятия столба промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб 4) воздухораспределитель 10 устанавливают в положение атмосфера-скважина (фиг.2) . За счет разности уровней промывочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб 4 и затрубном пространстве скважины 8 происходит закрытие входных 6 и открытие выходных 7 клапанов . Промывочная жидкость из внутренней полости колонны бурильных труб 4 отводится в затрубное пространство скважины 8 до восстановления уровней, после чего процесс вакуумизации периодически повторяет40 ся.

Создание призабойной обратной циркуляции с помощью вакуум-насосов позволяет эффективно очищать забой скважины от частиц выбуренной породы, охлаждать породоразрушающий наконечник и увеличивать ресурс егб работы, повышать выход керна.

Применение вакуум-насосов, например, марок ВВН-12M, ВВН-3 или ВВН-3H для отсасывания из внутренней полости колонны бурильных труб и создание периодичности отсасывания воздухораспределителем полностью автоматизирует процесс создания призабойной циркуляции промывочной жидкости в буровых скважинах, устраняет привлечение дополнительных материальных и трудовых затрат, повышает производительность на буровых работах.

d0

Формула изобретения

Способ создания призабойной циркуяяции промывочной жидкости при буре889826 фиг. 7

Корректор В. Никулин

Редактор Л.Копецкая Техред И. Гайду Коррек тор С . Щомак

Эаказ 10917/50 Тираж 630 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 нии скважин путем периодического повышения и снижения уровня промывочной жидкости во виутренней полости колонны бурильных труб.с одновременным улавливанием частиц выбуренной породы в шламосборнике, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения "эффективности промывки скважины за счет предотвращения переизмельчения шлама на забое скважины, повышение и снижение уровня промы- tO вочной жидкости во внутренней полости колонны бурильных труб осуществляют путем периодического отсасывания воздуха из внутренней полости и последующего сообщения последней с атмосферой с одновременным сообщением полости колонны бурильных труб с .затрубныч пространством над шламосборником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авруцкий A.A. Справочник мастера колонкового бурения . М., Гостоптехиздат, 1960, с. 308-310..

2. Авторское свидетельство СССР

В 626191, кл. Е 21 В 21/00, 1970 (прототип) .