Способ образования и регулирования обратного потока и устройство для его осуществления

(5 ГОСУД АРСТВЕННЫИПО ИЭОБРЕТЕНПРИ П(нт СССР НОМИТЕТОТКР)ТИ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ органи- жидкос.б. ис - повышение прож. При способеования обратно(21) 4339836/23-03(71) Центрально-Казахское производственное геологическое объединение "Центрказгеология"(56) Дерусов В.П. Обратная промывка при бурении геологоразведочных скважин. - М,: Недра, 1984, с. 108-109.Авторское свидетельство СССР В 1255709, кл . Е 21 В 21/ОО, 1985.(54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ОБРАТНОГО ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУГ 1 ЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к горнойпромьипленности, в частности кэации циркуляции промывочнойти при бурении скважин. Оно мпользовано в снарядах, оснащенныхгидроударником. Цельизводительности бурен)образования и регулир го потока внутри бурильной колоннытруб 4 и вне ее создают циркуляциюпромывочной ющкости (ПЖ) . В керноприемнике 1 с клапаном (К) 2 путемпериодического создания перепада давления в зоне К 2 образуют обратнуюциркуляцию. Периодическое созданиеперепада давлений в зоне К 2 осуществляют воэбуадением волнового процесса в ПЖ. Длина вол)ы 3 численноравна длине керноприемникаот нщв.,-.него его торца до К 2, увеличеннойв 8/5-3 раз. При этом К 2 установленв боковой стенке керноприемника .Между последним и колонной бурильныктруб 4 размещен гидроударник 3. Наколонковой трубе 6, связанной с кернолриемником 1, установлен породоразрушающий наконечник 5. Спускают керноприемник 1 в скващину. После создания циркуляции ПЖ устанавливают нагрузку на забой с целью включениягидроударника в работу для воэбукдения волнового процесса. 2 с.п. ф-лы,1 ил150606 Изобретение относится к горной иромшлеиост в частности к Организации циркуляции промывочной жидкости при бурении скважин, н может быть использовано в снарядах, Оснащенных гидроударннком.Цель изобретения - повышение производительности бурения .Иа чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.Способ осуществляется следующим образом.Создают циркуляцию промывочной жидкости внутри бурильной колонны и вне ее, образуют обратную циркуляцию в керноприемнике с клапаном путем периодического создания перепада давления в зоне клапана возбукдением 20 волнового процесса в промывочной жидкости, возникновение которого обусловлено работой гидроударника. При еч ; жидкости 80 00 л,мин (д45 Гц.Устанавливается расход жидкостиО: /мин и замеряется частота. Если80Она ниже 45 Гц, расход промывочнойжидкости увеличивают до тех пор пока , на не станет равной 45 Гц. Приработе гидроударника с такой частотой волна огибает керноприемник 5 ираспространяется вием до клапана (, Вмомент когда давление за клапаномминимальное и равно (-А), внутри керноприемника оно будет максимальнымФ 15 т.е. равно (+А), образуя перепад дав- ленийй численно равна длине керноприемника 25 от нижнего его торца до клапана, увеличенной в 8/5-8 раз .Устройство для образования и регулирования обратного потока включает керноприемник 1 с клапаном , ус таовленньм в верхней его части, гидроударник 3, размещенный между керноприемником 1 и колонной бурильных труб 4, и породоразрушающинаконечник 5, установленный на кОлОнковой трубе 6, связанной с кернопрнемником 1 и колонной бурильной трубы 4 посредством переходника 7.Измеряют длину керноприемника от нижнего его торца до клагана 2, про изводят спуск кернопрнемника н скваэтом длина волны волнового процесса жину, включив при этом, в компановку гидроударник создают циркуляцию проювочной жидкости внутри бурильной колонны и в пространстве за ней и устанавливают нагрузку на забой с целью включения гидроударника в работу для возбуждения волнового процесса.Частота колебаний определяется по известной формуле50 сЯ =где % - длина волны, м;с - скорость распространения вол 55нового процесса для Одьс=1450 м/ч м/с,Согласно паспортной характеристике гидроударннка прн расходе промы- . Р = (+А) - (-А) = 2 А.Со гласно характерис тике гидроударника его амплитуда 4 ат, поэтому перепад давлений составляет 2 А248 ат.Этот перепад вызывает переток жидкости иэ керноприемника наружу.Таким образом, получают максимальный перепад давлений.Чтобы изменить перепад давленийвызывающий обратный поток, длину волы Ъ следует изменить эа счет изменения расхода промывочной жидкости.При этом наибольший перепад давлей будет при длине волны 9равной., Для доказательства этого расчетным путем берутся длины волныравные 81.; 41, 8/31. 21. 8/51Волновой процесс описывается следующим известным уравнением:2 1Р = Аэмапуъ угде Р - давление;А - амплитуда;длина волны;у - координата,Если считать, что в начальный момент в точке с координатой у = О давление ынимальоето необходимо ввести начальную фазу 37/2 тогда уравнение принимает вид3РА э 1 п( у + ) .Ъ2Рассмотрим давление с координатой у = О и у = 2 Е т.е. точку эа керноприемником у клапана и внутри керноприемника у клапана. Тогда перепад давлений ЬР определяется из уравне- ния 2 36 Р = А э 1 п( 2 Е + )Ъ 22 Й 3А з 1 п(О + -- -)Ъ 2506066 к.;м образом, регуди;, етс% обратныйпоток,упростив получаем2 н ЗиАР А в 1 п( 21. + ) + АЪ 2Вычисляем ДР для выбранных длинволн ф в интервале изменения 8 Ь до8/5 Ь. Эти длины волн ОЬ, 4 Ь, 8/ЗЬ2 Ь, 8/5 Ь.Для длины волны 8 Ь2 ю 3 3ДРА в 1 п( -2 Ь + - ) + А8 Ь 2 Формул а изобретения ф А.Дпя длины волны 4 Ь2 нДРА в 1 п( -2 Ь +8 Ь ЗТя) + А 2 Составитель А.МеньшиковТехред М.Ходанич Корректор Т.Малец Редактор Г.Волкова Заказ 5400/31 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат Патент , г .Ужгород, ул . Гагарина, 101 А.Для длины волны 2 Ь2 3ДРА в 1 п(- -- 2 Ь + -- -) + А =О.2 Ь 2Дпя длины волны 8/5 Ь2 ц 3ЬРА в 1 п( - 2 Ь +- ) + А А,8 2Ь5Отсюда видно, что максимальный пе. репад давлений АР получаем при длине волны , равной 4 Ь, при этом он равен удвоенной амплитуде (2 А), но если его нздо уменьшить то для этого уменьшают частоту колебаний, уменьшая расход промывочной жидкости. Та 1. Способ образования н регулирования обратно го потока, включаюпрйсоздание циркуляции промывочной жидкости внутри бурильной колонны и внеее, образование обратной циркуляциив керноприемнике с клапаном путем периодического создания перепада давления в зоне клапана, возбуждение вол нового процесса в промывочной жидкости, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности бурения, периодическое создание перепада давления в зоне клапа О на осуществляют возбуждением волнового процесса в промывочной жидкости с длиной волны Я , численно равной длине керноприемника от нижнегоего торца до клапана, увеличенной в 8/5-8 раз.2. Устройство для образования ирегулирования обратного потока,включающее керноприемник с клапаном,установленным в верхней его части, ЗО гидроударник, размещенный междукерноприемником и колонной бурильныхтруб, и породораэрушающий наконечник,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтоклапан установлен в боковой стенкекерноприемника.