Забойный сепаратор

(11) 23168 Сс оз Советскй Сеииалистическа Республик(22) Заявлен нием заявки М присое(23) ПрпоритеОпубликованоДата опублико осударственнын нами Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 3) УДК 622.243.5. О, Межлумов, И. В. Белей и Т. ф, Рустамбеков Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени аучно-исследовательский институт буровой техник) ЗАБОЙНЫЙ СЕПАРАТОР,тсяльИзобретение относится к области буровойтехники, а именно к конструкциям забойныхсепараторов, предназначенных для разделения аэрированной жидкости на газообразнуюи жидкую фазы,Известен забойный сепаратор,корпус с каналами для отвода жочистного агента в затрубное прподачи газовой фазы к породораинструменту 11.Недостатком этого сепаратора являемалая эффективность его работы при испозовании аэрированной жидкости.Наиболее близким по своей техническойсущности и достигаемому результату при егоиспользовании является забойный сепаратор,включающий корпус с каналами для отводажидкой фазы очистного агента в затрубноепространство и подачи газовой фазы к породоразрушающему инструменту и расположенную внутри корпуса крыльчатку.Однако в таком сепараторе отсутствуетпредохранительное устройство, автоматическиисключающее работу долота на забое безциркуляции через нето рабочего агента.Целью изобретения является предотвращение работы породоразрушающего инструмента без циркуляции через него очистногоагента.Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве внутри корпуса ниже крыльчаткп установлен подпружиненный поршень со сквозным продольным каналом, переменного сечения.На фиг. 1 изображен предлагаемый забойный сепаратор, общий вид; на фиг. 2 - сечение по А - А на фиг. 1; на фиг, 3 - сечение по Б - Б на фиг. 1.Забойный сепаратор включает корпус 1,соединенный с переводником 2, и трехлопастную крыльчатку 3, жестко соединенную с корпусом и служащую для передачи вращения от него потоку смеси. Лопасти крыльчатки 3 соединены между собой кольцами 4 и 15 обтекателем 5.В нижней части корпус 1 соединен с ниппелем 6 сепаратора, внутри которого находится узел автоматического предохранительного устройства. В стенках ниппеля 6 име ются каналы 7 для вывода жидкой фазы взатрубное пространство. В нижней части ниппеля 6 расположены съемные кожух 8 для выьода жидкой фазы в затрубное пространство на минимальном расстоянии от долота 25 и муфта-отражатель 9 для придания жидкойфазе направления движения вверх и создания эжекционного эффекта, распространяющегося на заоой скважины. Съемная муфта-отражатель 9 с внутренней проточкой снаружи ар мирована твердосплавными вставками и мо.45 50 55 жет перемещаться в осевом направлении для установки ее в нужном положении по отношению к кожуху 8.Узел автоматического предохранительного устройства состоит из подпружиненного поршня 10 с центральным каналом 11 и сменной насадкой 12 для пропуска газовой фазы к долоту и создания перепада давления на поршне 10, расположенном внутри ниппеля 6, и пружины 13.Предлагаемое устройство работает следующим образом.В забойный сепаратор, установленный в нижней части бурильного инструмента над долотом 14 и передающий последнему вращение от бурильной колонны 15 (или от вала забойного двигателя при бурении с забойными двигателями), поступает аэрированная жидкость.Поток аэриров анной жидкости, проходя внутри вращающегося, корпуса 1 сепаратора и вращаясь в нем вместе с крыльчаткой 3 с одинаковой с ней угловой скоростью, под действием центробежных сил разделяется на жидкую и газовую фазы,жидкая фаза, как более тяжелая, отбрасывается к периферии и движется вниз у стенок корпуса 1, а газовая фаза проходит через центральную часть сепаратора. В нижней части сепаратора газовая фазапроходит по центральным каналам 11 поршня10 предохранительного устройства и ниппеля6 сепаратора и дальше, через долото 14, поступает на забой скважины.)Кидкая фаза из кольцевой:камеры 16, образованной верхней частью поршня 10 и ниппелем 6, по каналам 7 через кожух 8 поступает в муфту-отражатель 9, где меняет направление движения на противоположное ивыходит над долотом 14 в затрубное пространство, минуя забой скважины.Для обеспечения течения газовой и жидкойфаз только по соответствующим им каналамперепады давления в них должны быть равны между собой, что достигается установкойнасадки 12 с расчетным диаметром отверстия.Газовая фаза, выходя из долота 14 и очищая забой скважины от выбуренной породы,устремляется вместе с ней в область выходав затрубное пространство жидкой фазы и, соединяясь с ней снова, образует аэрированнуюжидкость, которая выносит выбуренную породу па поверхность,Съемная муфта-отражатель 9 по отношенгпо к кожуху 8 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить при истечении жидкойфазы в затрубное пространство получения 10 15 20 25 30 35 40 эжекционного эффекта, способствующего лучшей очистке забоя скважины от шлама,При нормальном режиме работы забойного сепаратора жидкая фаза очистного агента направляется в затрубное пространство, а газовая фаза - на забой. При движении газовой фазы по центральному каналу 11 и через насадку 12 возникает перепад давления на поршне 10, необходимая величина которого создается путем установки сменной насадки 12 соответствующего диаметра. В результате этого усилие, воздействующее снизу на нижнюю поверхность поршня 10, меньше, чем на верхнюю. Под действием этой разности усилий поршень 10, сжав, пружину 13, передвигается в крайнее нижнее положение, при котором кольцевая камера 16 через каналы 7 сообщается с затрубным пространством.В случае зашламования промывочных отвертий в долоте или образованиия на нем сальника движение газовой фазы через долото и, тем самым, через центральные каналы 11 поршня 10 и ниппеля б прекращается, При этом клапан автоматически закрывается, так как исчезает перепад давления, вызванный движением газовой фазы по каналу 11 и насадке 12, а поршень 10 под действием сжатой пружины 13 .передвигается в крайнее верхнее положение, разобщая при этом кольцевую камеру 16 с каналами 7 ниппеля 6. Поступление циркуляционного агента в затрубное пространство, минуя долото и забой скважины, при этом исключается.Применение предлагаемого забойного сепаратора позволяет повысить эффективность работы породоразрушающего инструмента при бурении с использованием аэрированных жидкостей за счет исключения его работы без циркуляции через него очистного агента. Ф ор мул а изобретения Забойный сепаратор, включающий корпус с каналами для отвода жидкой фазы очистного агента в затрубное пространство и подачи газовой фазы к породоразрушающему инструменту и расположенную внутри корпуса крыльчатку, отличающийся тем, что, с целью предотвращения работы породоразрушающего инструмента без циркуляции через него очистного агента, внутри корпуса ниже крыльчатки установлен подпружиненный поршень со сквозным продольным каналом переменного сечения. Источникп информации, принятыс во внимание при экспертизе. 1. Лвт. св. Мо 289185, кл. Е 21 В 3/12,18.11.69,823168 Риг 2 4 ри оставитель Н. Панин хред А. Камышникова Котова едактор 3, Ходакова Корректо зд,1516дарственного кпо делам изобр113035, Москва, ЖИ ПИ Гасу