Устройство для заполнения колонны бурильных труб жидкостью

Союз СоветскикСоциалистическихРеслублик ОП ИСАНИЕИЗОЬРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 15.05.80. Бюллетень18Дата опубликования описания 25.05.80 по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОЛОННЫ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ЖИДКОСТЬЮИзобретение относится к устройствам, применяемым при испытании скважин трубными пластоиспытателями для частичного заполнения жидкостью колонны пустых труб с целью предотврашения смятия их и создания заданной депрессии на пласт.Известно устройство для заполнения колонны бурильных труб жидкостью, включающее корпус и втулку, перекрывающую каналы корпуса 1 .Недостатком его является потребность в дополнительных технических средствах для закрытия впускных отверстий созданием давления в трубах.Известно также устройство для заполнения колонны бурильных труб жидкостью при испытании скважин, содержащее корпус с радиальными каналами, установленную в нем дифференциальную втулку с фиксирующим элементом 2.К недостаткам прототипа относится неточность заполнения труб, достигающая +30% от расчетного уровня (нижний уровень - результат преждевременного срезания шпилек под влиянием инерционных сил давления жидкости в трубах при посадках и подъемах инструмента на устье в процессе наращивания труб, а верхний уровень из-за чрезмерно прочных шпилек); неудобство в эксплуатации, так как требуется дополнительная затрата времени и сил, чтобы разобрать устройство, подобрать, оттарировать шпильки на расчетное срезное усилие и установить их.Целью изобретения является повышениенадежности работы устройства путем предотвращенияя срабатывания его при кратковременном повышении внутритрубного дав ления.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено размегценными в корпусе верхним дифференциальным и нижним полыми штоками, связанными между собой резьбой, причем над верхним штоком установлена пружина, а нижний выполнен с кольцевой проточной для взаимодействия с фиксатором и свободным концом выведен за габариты корпуса.При этом между верхним штоком и корго пусом установлено гидротормозное реле, адифференциальная втулка выполнена подпружиненной.На чертеже показано устройство для заполнения колонны бурильных труб жидко5 оИ стью в транспортном положении, в процессе спуска в скважину.Устройство содержит корпус 1 с радиальными каналами 2.Внутри корпуса помещен в уплотнениях дифференциальный верхний полый шток 3 с гидротормозным реле времени 4 и плавающими поршнями 5 и 6. Полый шток 3 образует с корпусом 1 рабочие полости: а - воздушная камера; б и в - масляные камеры; г - полость, сообщающаяся с затрубным давлением.С одного конца полый шток 3 поджат регулировочной пружиной 7, другим концом связан резьбой с перфорированным нижним полым штоком 8. Последний имеет кольцевую проточку д, щели е и выходит из корпуса с нанесенными на поверхности конусными делениями.Внутри корпуса помещена запорная дифференциальная втулка 9 с кольцевой проточкойи с уплотнениями, поджатая возвратной пружиной 10 и фиксированная в упорной гильзе 11 стальными шарами 12 - фиксирующими элементами.Корпус 1 образует с запорной дифференциальной втулкой 9 воздушную камеру ж и указатель 13.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Перед спуском в скважину устройство регулируется на требуемый уровень заливки. Для этого полый шток 8 вращают в резьбе дифференциального полого штока 3 и устанавливают соответствующее заданному уровню заливки деление полого штока против указателя 13 в торце корпуса 1.При этом кольцевая проточка д устанавливается на расстояние 1 от гнезда с шарами 12 упорной гильзы 11. Это расстояние соответствует ходу штока 3 вверх, поджимаемого пружиной 7 с силой, равной давлению уровня залитой жидкости в трубах на дифференциальную площадь в уплотнениях 14.Во время спуска устройства в скважину затрубная жидкость через каналы 2 заполняет внутреннюю полость труб.По мере углубления нарастающее давление на дифференциальную площадь в уплотнениях 14 движет полый дифференциальный шток 3 вместе с полым штоком 8 вверх (благодаря наличию воздушной камеры а), преодолевая сопротивление регулировочной пружины 7. При этом движение полого штока 3 осуществляется плавно и замедленно за счет принудительного перетока масла в камере б сверху вниз через капиллярный канал гидротормозного реле 4, который в этот момент прижат своим торцом к кольцевому выступу штока 3. Этим предотвращается преждевременный выбор хода т, при кратковременных индукционных перегрузках от давления жидкости в трубах, многократных подьео 15 2 о и зо з 4 О 45 емах и посадках инструмента на ротор впроцессе наращивания труб,В момент совмещения кольцевой проточки д штока 8 с шарами 12 последние выдавливаются в эту проточку запорной дифференциальной втулкой 9, которая также находится под авлением жидкости, передающейсячерез полость г и плавающий поршень 6 вмасляной камере в.Освобожденная от шаров 12 запорнаядифференциальная втулка 9, неуравновешенная в уплотнениях 15 движется вниз, преодолевая сопротивление пружины 10, и перекрывает канал 2. С этого момента спуск устройства продолжается на пустых трубах.При подъеме инструмента выше устройства давление внутри труб и в затрубномпространстве уменьшается и достигает величины, когда его сила на запорную втулку9 становится меньше силы сжатой пружины 10. Под действием этой пружины запорная втулка перемещается вверх, каналы готкрываются, внутренняя кольцевая проточка 3 совмещается с шарами 12, которыевыдавливаются в эту проточку под действием давления штока 3, возвращающегосяв исходное положение сжатой пружиной.Устройство на поверхности автоматически готово к повторному спуску, если не меняется уровень заливаемой жидкости.При изменении, уровня заливки, необходимо вращать регулировочный полый шток10, устанавливая ход Г Увеличение 8 ссютветствует большему уровню заливки, уменьшение - . меньшему уровню.Формула изобретения1. Устройство для заполнения колонныбурильных труб жидкостью при испытаниискважин, содержащее корпус с радиальными каналами, установленную в нем дифференциальную втулку с фиксирующим элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем предотвращения срабатывания его прикратковременном повышении внутритрубного давления, устройство снабжено размещенными в корпусе верхним дифференциальным и нижним полыми штоками, связанными между собой резьбой, причем над верхним штоком установлена пружина, а нижний выполнен с кольцевой проточкой длявзаимодействия с фиксатором и свободнымконцом выведен за габариты корпуса.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что между верхним штоком и корпусомустановлено гидротормозное реле.3. Устройство по п. 1, отличающееся"тем, что дифференциальная втулка выполнена подпружиненной.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР251508, кл. Е 21 В 47/06, 1966.2. Авторское свидетельство СССР206477, кл. Е 21 В 49/02, 1966 (прототип).Госуделам исква,Патен арственного комитета ССС зобретений н открытийЖ - 35, Раушская наб., д. тэ, г. Ужгород, ул. Проек Составитель Ф. КамаловТехред К.Шуфрич Корректор Ю.Макаренко Тираж 626 Подписное