Стенд для испытания бурильного инструмента при высоких давлениях

;,",.5.я ";, 1," ОБР И ОЛИСА К АВТОРСКОМ ЕНИ ВИДЕТЕЛ ЪСТВ ится к исследованибурильного инструнструкциям стендов, тания забойных двиважин в условиях по- температур,- расширение технотей стенда за счет ия даврукциянстру мертвомагру ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Пермский филиал Всесоюзного научноисследовательского института буровой техники(56) Бутырев Н.М., Корчаженко К.К, К вопросу создания стенда, имитирующего условияработы забойного двигателя в скважине глубиной до 15-20 тыс.метров, - Труды ВНИИБТ, вып, 51, М 1981, с.120-127,(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ(57) Изобретение относится к оборудованию для исследований работоспособности бурильного инструмента, в частности к конструкциям стендов. Цель - расширение технологических возможностей стенда эа счет увеличения диапазона моделирования давления. Стенд включает испытательную камеру (К) 1 с крышкой 2, соединенной поИзобретение относ ям работоспособности мента, в частности к ко обеспечивающих испы гателей для бурения ск вышенных давлений и Цель изобретения логических воэможнос.Ы 2 1656112 А средством шлицевого вала 3 с поршнем 4 узла 5 нагружения, разделяющим К 1 на масляную А и бурового раствора Б полости. После сборки К 1 с блоком горной породы 10 в К 1 устанавливается компоновка в составе: бурильный инструмент 9, забойный двигатель 8, насос(Н) 7 бурового раствора и электродвигатель 6 и узел 5 нагружения. Полости А и Б и связанные с ними напорной 17 и сливной 22 магистралями полости В и Г гидроразделителя (ГР) 13 заполняются соответствующими жидкостями. В полости В размещен Н 15 низкого давления с электроприводом 16, а на напорной магистрали 17 Н 15 установлен обратный клапан 18, управляемый редукционный клапан 19 с соединенной с полостью В сливной магистралью 20. Напорная магистраль 17 Н 15 сообщена с полостью над узлом 5 нагружения, При осевом перемещении компоновки (осуществление процесса бурения) поддержание заданного перепада и величин давления в полостях К 1 и ГР 13 происходит автоматически за счет движения поршня 4 ГР 13 к верхнему положению и изменения расхода масла, поступающего в К 1 через клапан 19 из масляной полости В. 1 ил. увеличения диапазона моделирован лен ия.На чертеже представлена конс стенда для испытания бурильного мента при высоких давлениях.Стенд содержит испытательную 1 с крышкой 2, соединенной поср шлицевого вала 3 с поршнем 4 узлВ гидроразделителя 13 давление в этой поласти повьшается и на поршне 14 возникает усилие, создающее соответствующее давление в подпоршневых полостях Г и Б гидроразделителя 13 и камеры 1, Одновременно благодаря избыточному давлени 1 о масло поступает через обратный клапан 18 в напорную магистраль 17 камеры 1 и создает то же давление в полости А камеры 1,Поршень 14 гидроразделителя 13 при этом постепенно перемещается в нижнеежвния 5, раделяющим камеру на масляную А и бурового раствора Б полости, и размещенными в полости Б электродвигателем 6 с насосом 7, забойным двигателем 8 с бурильным инструментом 9, а также блоком горной породы 10, насос 11 высокого давления с напорной магистралью 12, гидроразделитель 13 с поршнем 14, разобщающим гидроразделитель на масляную В и бурового раствора Г полости, и размещенными в полости В насосом 15 низкого давления с электроприводом 16 ч и установленным на напорной магистрали 17 насоса 15 обратным клапаном 18, управляемый редукционный клапан 19 с соединенной с полостью В сливной магистралью 20 и дифманометр 21 высокого давления, связывающий напорную магистраль 17 и сливную магистраль 22 камеры 1 высокого давления,Стенд работает следующим образом; После сборки камеры 1 с блоком горной породы 10 в камеру устанавливается компоновка в составе; бурильный инструмент 9 - забойный двигатель 8 - насос 7 бурового раствора - электродвигатель 6 - узел 5 нагружения - верхняя крышка 2 камеры 1, Крышка 2 камеры соединяется с корпусом камеры 1, и соединены герметизируется, Полости камеры А и Б, образованные в ней поршнем 4 узла нагрукения 5, и связанные с ними напорной 17 и сливной 22 магистралями полости В и Г гидроразделителя 13 заполняются через штуцеры на чертеже не показаны) соответствующими жидкостями; полости А и В - трансформаторным маслом, полости Б и Г - буровым раствором. Заполнение ведется до полного вытеснения из полостей воздуха и появления сплошных струй жидкостей из соответствующих воздушников (на чертеже не показаны). Опере. жающее заполнение - полостей Б и Г,После заполнения воздушники закрываются и создание высокого давления в полостях стенда осуществляется подачей масла от насоса 11 в полость В гидроразделителя 13, поршень 14 которого после заполнения полостей находится в крайнем верхнем полокении,По мере заканчивания масла в полость 5 10 15 20 30 35 40 полокение, компенсируя сжимаемость масла и бурового раствора, а также деформацию корпусов камеры 1 и гидроразделителя 13 при увеличении давления.При достижении в камере 1 заданной величины давления насос 11 высокого давления отключается, а его напорная магистраль 12 герметично перекрывается запорным вентилем (на чертеже не показан).Далее работа установки может происходить в трех режимах; холостого хода, осевого нагружения износные испытания) и осевого нагрукения с перемещением компоновки (процесс бурения).Холостой ход работы установки возникает при включении электродвигателя 6, приводящего во вращение насос 7. Насос 7 засасывает буровой раствор из подпоршневой полости Б камеры и подает его в забойный двигатель 8, который совместно с установленным на его валу бурильным инструментом 9 приводится во вращение, Буровой раствор при этом из двигателя проходит через буровой инструмент 9 и, омывая забой, возвращается в подпоршневую полость Б камеры.Осевое нагружение бурового инструмента создается заданной разностью давлений на поршне 4 узла нагружения 5 и передается к инструменту 9 силовым контуром компоновки, Разность давлений при этом возникает вследствие работы погружного насоса низкого давления 15, обратного клапана 18 и управляемого редусционного клапана высокого давления 19, При включении электропривода 16 насос 15 подает масло из надпоршневой полости В гидроразделителя 13 в напорную магистраль 17. Обратный клапан 18 при этом закрывается, и масло поступает к редукционному клапану 19, который обеспечивает заданную разность давления, перепуская часть масла обратно в полость В и гидроразделителя 13. Контроль за величиной перепада давления на поршень 4 и управление настройкой редукционного клапана 19 осуществляется по показаниям дифманометра высокого давления 21, подсоединенного к магистралям подачи масла 17 и слива бурового раствора 22 камеры 1. При осевом перемещении компойовки (осуществление процесса бурения) поддержание заданного перепада и величин давления в полостях камеры 1 и гидроразделителя 13 происходит автоматически за счет движения поршня 4 гидроразделителя к верхнему положению и изменения расхода масла, поступающего в камеру 1 через1656112 Формула изобретения Составитель А. Хромин Редактор Г. Мозжечкова Техред М.Моргентал Корректор И. МускаЗаказ 2306 Тираж 366 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 клапан 19 иэ масляной полости 8 гидроразделителя 13.По окончании процесса бурения элекг-ропривод 16 насоса 15 низкого давления выключается, давление иэ полостей уста новки стравливается через масляную полость В гидроразделителя 13, камера 1 раэгерметиэируется и компоновка с испытанным объектом извлекается из камеры 1 для аефектации и переборки. 10 Стенд для испытания бурильного инструмента при высоких давлениях, содер жащий испытательную камеру с размещенными в ней узлом нагружения, погружным электродвигателем с насосом,бурильным инструментом, например забой-: ным двигателем, блоком горной породы, и гидроразделитель с масляной полостью, насос высокого давления, напорные и сливные магистрали, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей стенда за счет увеличения диапазона моделирования давления, он снабжен размещенным в масляной полости гидроразделителя погружным насосом низкого давления с обратным и редукционным клапанами в напорной магистрали, причем масляная полость гидроразделителя сообщена с напорной магистралью обратного клапана и со сливной магистралью редукционного клапана, а напорная магистраль насоса низкого давления сообщена с полостью над узлом нагружения.