Струйный гидродиспергатор

Струйный гидродиспергатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii;977705 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 889833 ($1)M К,.1 з (22) Заявлено 17. 04. 80 (21) 2911539/22.-03

Е 21 В 33/13 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 3Н1.82. Бюллетень Йо 44 ($3) УДК 622. 245.. 42 (088.8) Дата опубликования описания 30. 11. 82

<В.И.Крылов, A H Ôóðìàíîâ, Н.И.Сухенко, С.М.Игнатов и М.С.Ткаченко . (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам. (71) Заявитель (54) СТРУЙНЫЙ ГИДРОДИСПЕРГАТОР

Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для ликвидации поглощений путем закачивания тампонажного раствора в скважину.

По основному авт.св ° 9 889833 известен струйный гидродиспергатор, . включающий корпус с седлом, съемйую

:пробку с насадком и фильтром и экран (1 ).

Недостатком устройства является. невысокая эффективность его работы, обусловленная влиянием гидростатического давления среды.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путем устранения влияния гидростатическо-. го давления жидкости в скважине и повышения надежности работы.

Поставленная цель достигается тем, что он снабжен подпружиненной относительно насадка втулкой с башмаком в нижней части и держателем подпружиненной втулки, жестко закрепленным на пробке, причем втулка установлена на держателе между насадком и экраном а башмак на торце, обращенном к экрану, выполнен с гиперболической поверхностью и установлен. относительно экрана на.расстоянии Д, определяе.мом из следующей зависимости:

Кае Р. Р

4D. 9р. P gH — (+() мм, где К вЂ” опытный безразмерный коэффициент;

6 — диаметр выходного от10 верстия насадка, мм1

D — удвоенное расстояние от оси втулки до точки определения зазора, MM и у - плотности жидкости соот. ветственно в трубах для спуска диспергатора и в скважине, г/см

P — давление нагнетания на

20 . . устье МПа

g - ускорение свободного .падения, м/с ;

Н вЂ” глубина установки диспергатора, м.

Такое выполнение устройства обеспечивает создание вакуума в полости патрубка и втулки при прокачивании через диспергатор тампонажного раствора в расчетном режиме, что снижает энергоемкость диспергирования твердой фазы и повышает закупориваю977705

40.н ка щую способность тампонажного раствора.

Вакуум в полости патрубка и втулки повышает перепад давления на насадке на величину гидростатического давления столба жидкости в трубах без изменения давления на устье, что интенсифицирует диспергирование твердой фазы. Все это повыаает эффективность изоляционных работ.

На чертеже изображен гидродиспер- Я гатор, общий вид.

Струйный гидродиспергатор содержит корпус l с седлом 2, съемную про-,. бку 3 с насадком 4 и фильтром 5 и экран 6, удаленный от насадка на

l2-16 внутренних диаметров насадка.

Диспергатор снабжен упорным патрубком

7 и упором 8, жестко связанным с нижней частью пробки, внутри которого подвижно размещена подпружинен- 20 ная пружиной 9 втулка 10 с башмаком

ll и наружным выступом 12, контактирующим с упором 8 патрубка, причем башмак по обращенной к экрану поверхности выполнен скругленным по гиперболе и расположен относительно . экрана с зазором, определяемым по формуле

d =- (— + — )

Ксй . P

4Р. у р,цН 30

Внутренний диаметр втулки 10 и башмака 11 находят из соотношения р дl Р

Наружный диаметр башмака 11 должен быть равен 2-Эвнутренним его диаметрам, т.е. !

D = (2 — 3)D

7,(Выполнение наружного диаметра патрубка 7 и башмака 11 должно обеспечивать свободное прохождение их через седло 2. 45

Диспергатор работает следующим образом.

При изоляции поглощающего пласта корпус диспергатора 1 с седлом 2 на трубах спускают в скважинУ. При этрм пробку 3 с насадком 4, фильтром 5 и патрубком 7 с подпружиненной втулкой 10 оставляют на поверхности, Проводят гидродинамические иследования и намыв наполнителей. тем в трубы бросают пробку 3, которую продавливают до посадки на седло 2.

Начальное давление нагнетания тампонажного. раствора с учетом конструкции устройства и условий работы находят по формуле где P — начальное давление нагнем тания, МПа.

По гидравлической характеристике насадка Q = f(Р) с учетом плотности тампонажного раствора находят соответствующий Р расход жидкости для определения потребного количества цементировочных агрегатов и режима их работы.

Приготовленный тампонажный раствор закачивают в скважину с найденным расходом. При этом давление нагнетания сначала возрастает до расчетного Р„, а затем падает на величину, равную гидростатическому давлению столба жидкости в трубах, и равно .

Это падение при,неизменном расхо. де связано с удалением жидкости из полости упорного патрубка 7 и втулки 10 струей из насадка 4 в зазор между башмаком 11 и экраном 6 с образованием вакуума.

Несмотря на падение давления нагнетания на устье, перепад давления на насадке сохраняется и равен расчетному P (при неизменном расхоН де), так как падение давления на устье компенсируется давлением столба жидкости в трубах. Например, при давлении нагнетания на устье 10 МПа (100 кгс/см ) и глубине спуска диспергатора 1000 м перепад давления на насадке при наличии воды в скважине составит более 20 МПа (200 кгс/см ). Истекая из насадка 4, струя тампонажного раствора,, не теряя энергии в вакуумированной полости патрубка и втулки, ударяет в экран, где происходит диспергирование с вытеснением полученной смеси в зазор между башмаком ll и экраном 6 с одновременным преодолением гидростатического давления жидкости в затрубном пространстве. После диспергирования тампонажный раствор вытесняется через каналы в экране б в скважину и в .зону поглощения. В случае возможного закупирования зазора между башмаком ll и экраном б крупными твердыми частицами тампонажного раствора возросшее внутри патрубка

7 и втулки 10 давление поднимает подвижную втулку 10, сжав пружину 9, что обеспечивает автоматическую очистку зазора. Диспергирование при низком давлении окружающей среды приводит к улучшению изолирующих свойств тампонажного раствора.

После окончания продавливания тампонажного раствора диспергатор поднимают на поверхность.

Предлагаемый диспергатор обеспечивает повышение эффективности изоляционных работ за счет улучшения

9.77705 изолирующих свойств тампонажного раствора, что позволяет сократить затраты времени и средств на проведение изоляционных работ. Ожидаемый экономический эффект от применения одного диспергатора составляет

20,3 тыс.руб. Ожидаемый годовой экономический эффект от максимального использования. предлагаемого изобретення составит около 508 тыс.руб.

Формула изобретения

Струйный гидродиспергатор по авт. св. 9 889833, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем устранения влияния гидростатического давления жидкости в сква- . жине и повышения надежности работы, я1 он снабжен подпружиненной относитель но насадка втулкой с башмаком в нижней части и держателем подпружиненной втулки, жестко закрепленным на пробке, причем втулка установлена на держателе между насадком и экра= ном, а бараках на торце, обращенном .к экрану, выполнен с гиперболической поверхностью и установлен отно сительно экрана на расстоянии ", определяемом из следующей зависимости: и — (-+ — ) мм, 4D р p gH где K — опытный безразмерный коэффициенту

d - диаметр выходного отверстия насадка, мм

D - удвоенное расстояние от оси втулки до точки определения зазора,мму и о — плотности жидкости соответственно в трубах для спуска диспергатора и в скважине, г/см ;

P - давление нагнетания на устье, МПа;

Д вЂ” усКорение свободного падения, м/с ;

Н .. — глубина установки диспергатора, м.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 889833,- кл. Е 21 В 33/13, 1979 (прототип) .