Предохранительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 21/О 511 ПИ ИЕ И ОБРЕТЕ ЕТЕПЬСТВ Р СКОМУ К ной научно-истут по технике л П ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный нефтяследовательский инстибезопасности(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьппленности и позволяет повысить надежность предотвращения открытых фонтанов при бурении скважин больших диаметров, Устройство состоит из корпуса 1 с камерой 2, заполненной несжимаемой жидкостью 3. В камере 2 размещен верхний конец внутренней подвижной втулки (ПВ) 6, выполненный снизу с посадочным седом 7 под обратный клапан 8. Причем ПВ, 6 жестко связана с дополнительной В 9, установленной на корпусе 1 вме1317093 сте с уплотнительным элементом (УЭ)4, Полость УЭ 4 связана с камерой 2.Один конец УЭ 4 закреплен на корпусе1, а другой - на ПВ 9. При проявлениях движущаяся от забоя пластоваяжидкость перекрывает клапаном 8 седло 7, а ПВ 6 и 9 поднимаются вверх,Конец ПВ б вытесняет из камеры 2 вполость УЭ 4 жидкость, Под действиемизбыточного давления УЭ 4 прижимает 1Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к бурению скважин.Целью изобретения является повышение надежности предотвращения открытых Фонтанов при бурении скважины больших диаметров.На фиг, 1 схематично изображено предохранительное устройство при нормальном процессе бурения; на Фиг.2 - то же, после его срабатывания при признаках начала фонтанирования.Предохранительное устройство состоит из корпуса 1 с камерой 2, заполненной несжимаемой жидкостью 3, полого уплотнительного элемента 4, канала 5, связывающего полость уплотнительного элемента 4 с камерой 2. В корпусе 1 размещена внутренняя подвижная втулка 6 с посадочным седлом 7 под обратный клапан 8, а на корпусе дополнительная подвижная втулка 9. Внутренняя подвижная втулка б винтами 10 жестко соединена с дополнительной подвижной втулкой 9.Корпус 1 снабжен уплотнительными кольцами 11, а внутренняя подвижная втулка б - уплотнительными кольцами 12, Уплотнительный элемент 4 одним концом жестко закреплен на корпусе, а другим - на дополнительной подвижной втулке.Устройство работает следующим образом.Устройство устанавливается на колонне бурильных труб в бурящейся скважине (на уровне обсаженной части ствола скважины). При нормальном процессе бурения устройство не оказывает влияния на процесс. Буровой раствор,ся к стенкам скважины, перекрываязатрубное пространство. Для возобновления бурения в трубы нагнетают буровой раствор, сжимающий УЭ 4 Приэтом ПВ 6 и 9 засасывают жидкость 3из полости УЭ 4 в камеру 2, а УЭ 4возвращается в исходное положение.Клапан 8 отходит от седла 7, и бурение можно возобновлять. 2 ил,2двигаясь от устья скважины к долодуна забое, проходит внутри устройствачерез посадочное седло обратного клапана 8, обтекает его, далее внутрибурильных труб проходит к долоту ичерез затрубное пространство - в систему очистки промывочной жидкости,т.е. циркуляция промывочной жидкостипроисходит в обычном порядке.При проявлениях из разбуриваемыхпластов жидкость (промывочная илипоступающая из пласта) начинает двигаться от забоя скважины к устью,т.е. в обратном направлении. Потоком 15 жидкости обратный клапан 8 поднимается и перекрывает проход посадочногоседла 7. При этом силой давления жидкости внутренняя подвижная втулка бперемещается вверх совместно с жест ко прикрепленной к ней винтами 10дополнительной подвижной втулкой 9,Конец внутренней подвижной втулки 6,перемещаясь в камере 2, вытесняет изнее через канал 5 жидкость в полостьполого уплотнительного элемента 4,который под действием избыточногодавления прижимается к стенкам скважины. Таким образом, при возникновении в бурильных трубах потока жидкос ти направлением с забоя скважины кее устью устройство срабатывает иперекрывает обратным клапаном проходное сечение бурильных труб, а полымуплотнительным элементом 4 - затруб ное (кольцевое) пространство междуколонной бурильных труб и стволомскважины, После срабатывания предлагаемого устройства буровая бригададолжна принять меры по дополнительной 40 герметизации устья скважины, Причем3 1317093 4 все работы проводятся в безопасных . полнительную подвижную втулку 9 и для персонала условиях с точки зрения засасывает несжимаемую жидкость 3 из возможности открытого фонтанирования полости полого уплотнительного элескважины, так как перекрытие ствола мента 4 через канал 5 в камеру 2. скважины (в том числе бурильных труб) 5 За счет этого полый уплотнительный предотвращает дальнейшее поступление элемент 4 возвращается в исходное жидкости из пласта, что не повышает положение и обратный клапан 8 отходит депрессию на пласт. от посадочного седла 7. Процесс буДля возобновления бурения необхо- рения можно возобновлять, так как димо с устья скважины в бурильные 10 проход бурильных труб и в кольцевом трубы нагнетать буровой раствор дав- пространстве освобождается, лением, равнымРэ 8 нР8 в1 15 где Р - давление нагнетания;Р - давление подполым уплотни 3тельным элементом 4 (еслиустройство установлено на забое скважины, то Р - забойное давление);Б - площадь внутреннего сеченияввнутренней подвижной втулки 6;Б - площадь наружного сечения 25нвнутренней подвижной втулки 6.При этом, так как 87 Я, то Р ) )Р, а также то, что давление в скважине стремится сжать полый уплотни- ЗО тельный элемент 4 (вернуть в исходное положение), внутренняя подвижная втулка 6 переместится в исходное положение. Перемещаясь, внутренняя подвижная втулка 6 увлекает с собой доФормула изобретения Предохранительное устройство, состоящее из корпуса с камерой, заполненной несжимаемой жидкостью, размещенного на корпусе полого уплотнительного элемента, полость которого связана с камерой корпуса обратного клапана, внутренней подвижной втулки, верхний конец которой размещен в камере и выполнен снизу с посадочным седлом под обратный клапан, о т - л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности предотвращения открытых Фонтанов при бурении скважин больших диаметров, оно снабжено дополнительной подвижной втулкой, установленной на корпусе и жестко связанной с внутренней подвижной втулкой, а уплотнительный элемент одним концом жестко закреплен на корпусе, а другим - на дополнительной под- вижной втулке.1317093 Щ/8 Составитель И,Белогрудактор М.Келемеш Техред Л. Олийнык. Коррект шетн аказ 2 писн водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн 27ВНИИПИ Государствепо делам изобр13035, Москва, ЖТираж 532 ного комитета СС тений и открытий Раушская наб.,