Вибратор

(57) Изобретение относитсяскважин и предназначено длции прихвата колонны в скв бур еню ликвица"жине. Цель - обеспечение возм зования вибратора для о прихваченных в скважине получения гидроимпульсо мощности механических к лый корпус 1 вибратора нагревательной полости ной и ряда дополнитальн женных под основной,гид СССР 1984. ССР 1984, ых,равб ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельствКф 1330301, кл, Е 21 В 31/11Авторское свидетельствоР 130849 1, кл. В 06 В 1/20,ЯО;1 2947 ожности исполь свобождения труб за счет в и повышения олебаний. По- состоит из (Нп) , основ"располоических ка1629476 5 3мер (ГК) 3 с радиальчо расположенными внутренними рабочими поверхностями (РП) 4 и входным для связи с НП 2 и выходным каналами. В ГК 3 размещены подпружиненные относительно них удар -5 ники 5 со сферическими РП для взаимодействия с РП 4. В корпусе 1 размещен струйный переключающий узел в виде .расположенной в .стенке корпуса 1 емО кости 6 с драсселем 7 в ее верхней части, гидравлически связанной ка - налом 8 управления с НП 2 корпуса 1 и каналом 9 обратной связи с предпоследнейснизу ГК 3 и канала 10 с обратным клапаном 11. Последний выполнен в корпусе 1 для связи в рабочем положении МП 2 и полости корпуса1 под ГК 3. В стенке корпуса 1 подГК 3 расположен. перепускной клапан14. Входной канал каждой последующей за основной дополнительной ГК 3связан с. выходным каналом предыдущихГК 3. При протекании жидкости черезГК 3 ударники 5 создают поперечныеколебания корпуса 1. Через него этиколебания передаются колонне бурильных труб, Последние, совершая поперечные колебания, способствуют освобождению колонны бурильных труб от .прихвата и восстановлению циркуляциипромывочной жидкости. 1 з.п.ф-лы,1 ил.Изобретение относится к бурению скважин и может быть использовано для ликвидации прихвата колонны вскважине. 25Целью изобретения является обеспечение возможности использования " вибратора для освобождения прихваченных в скважине труб.Н а чертеже представлена конструкция вибратора.Вибратор состоит из полого корпуса 1, нагнетательной полости 2, основной и ряда дополнительных, последовательно расположенных под основной гидравлических камер 3 с радиально расположенными внутренними рабочими поверхностями 4, ударников 5 подпру" жиненных относительно гидравлических камер и имеющих сферическую 4 О рабочую поверхность для взаимодействия с рабочей поверхностью гидравлических камер,В корпусе размещен струйный переключающий узел, выполненный в ви. де расположенной в стенке корпуса емкости 6 с дросселем 7 в ее верхней части, гидравлически связанной с нагнетательной полостью каналом управления 8 и с предпоследней снизу гидравлической камерой каналом обратной связи 9. Струйный переключающий узел содержит также канал 10 с обратным клапаном 11 для связи в рабочем положении нагнетательной полости с полостью 12 корпуса под гидравлическими.камерами.Каждая из гидравлических камер имеет входной и выходной каналы. Входной канал 13 основной гидравлической камеры связывает ее с нагнетательной полостью, при этом входнойканал каждой следующей за основнойдополнительной гидравлической камеры связан с выходом предыдущей гидравлической камеры,Для обеспечения работоспособности устройства при отсутствии циркуляции в скважине оно имеет перепускной клапан 14, расположенный встенке корпуса под гидравлическимикамерами.Вибратор работает следующим образом.Промывочная жидкость от насосаподается во входной канал 15 нагнетательной полости 2 и далее попадаетв канал 13 основной гидравлическойкамеры, из которой промывочная жидкость попадает в последующие гидравлические камеры и далее поступает вполость 12, т.е. на забой скважины.При протекании жидкости через гидравлические камеры ударники создают поперечные колебания корпуса 1, черезкоторый эти колебания передаютсяколонне бурильных труб, которые,совершая поперечные колебания, способствуют эффективному освобождению колонны бурильных труб от прихвата, и создают условия восстановленияциркуляции промывочной жидкости,если нарушение циркуляции имело место.Ударники 5 предназначены для создания поперечных, гармонических колебаний колонны бурильных труб.1629 10 15 20 5Ударник работает следующим образом. Жидкость из канала 13 поступает в гидравлическую камеру 3 и обтекает ударник 5, при этом эа ним возникает строго периодический срыв вихрей, вызывающий силовое воздействие на ударник в поперечном движению потока направлении.Поскольку при протекании жидкости через гидравлическую камеру ударник имеет две степени свободы в перпенди." кулярном оси корпуса направлении, то гармоническое силовое воздействие вызывает поперечные вынужденные колебания ударника.Амплитуда этих колебаний прапор циональна величине зазора между ударником и ограничивающей его движению рабочей поверхностью гидравлической камеры 3, а частота этих колебаний определяется частотой срыва вихрей, которая находится по следующей зависимости: 476 6 10 через обратный клапан 11 потокжидкости подается в полость "2 и далее на забой скважины или через клапан 14 в затрубное пространство 16Так как в канале 9 обратной связидавление снизится, то уменьшится и давление в канале 8 управления струйного переключающего, узла, при этом поток из канала 15 снова будет поступать в канал 13 и далее через гидравлические камеры 3 в полость 12. В последствии цикл повторится.Наличие канала, обратной связи 9, емкости 6 и дросселя 7 позволяет генерировать колебания потока промывочной жидкости, что создает пульсирующий поток промывочной жщкости и одновременно возбуждение поперечных колебаний колонны бурильных труб.Расположение канала обратной связи 9 предотвращает попадание жидкости из полости 12 в канал 8 управпения, Обратный клапан 11 предназна25 30 35 40 45 50 где БЬ - число Струхаля для данногоустройства, ориентировочноравное 0,.22;Ч - скорость потока жидкостиобтекающей ударникЙ - миделевое сечение ударника.Из приведенной формулы видно, что частота срыва вихрей пропорциональна скорости теченияжидкости, а следовательно, и расходу, Изменяя расход жидкости, поступающей в корпус, можно создать резонансный режим колебаний колонны бурильных труб, что существенно влияет на ум ньшение времени ликвидации прихвата.При отсутствии циркуляции через забой скважины давление в полости 16 повышается и срабатывает перепускной клапан 14, через который промывочная жидкость подается в затрубное пространство и далее выносится на поверхностьПри протекании жидкости через гидравлические камеры часть потока поступает по каналу обратной связи 9 в емкость 6 и через дроссель 7 течет по каналу 8 управления. Вытекающий из канала 8 поток жидкости отклоняет струю 5 вытекающую иэ канала 15 и суммарный поток поступает в канал 10, струй.ного переключающего узла. Из канала чен для предотвращения возникновения обратного тока жидкости из полости 12 в канал 10.Создание пупьсирующего потока промывочной яидкости в непосредственной близости от места прихвата существенно влияют на восстановление циркуляции, а наличие поперечных колебаний бурильной колонны с частотой, близкой к резонансной, позволяет более эффективно устранить прихватФормула изобрет ения1.Вибратор, включающий полый корпус с нагнетательной полостью и основной гидравлической камерой с внутренней рабочей поверхностью и каналами - входным для связи с нагнетательной полостью и выходным, размещенный в гидравлической камере и подпружиненный относительно нее ударник со сферической рабочей поверхностью, установленный с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью гидравлической камеры, о т л и ч а ю ш и й - с я тем, что, с целью использования вибратора для освобождения прихваченных в скважине труб за счет получения гидроимпульсов и повышения мощности механических колебаний, онснабжен разм .щенными в корпусе струйным переключающим узлом и рядом последовательно расположенных под основнойдополнительных гидравлических камер1629476 2, Вибратор по п,1. о т л и ч а ю. щ и й с я тем, что он снабжен перепускным клапаном, расположенньв в стенке корпуса под гидравлическими камерами. Составитель И.ЛевкоеваРедактор А.Мотыль Техред А.Кравчук,Корректор М.Поко ШВ 4 Ввещшт ш Ш ЮЗаказ 418 Тираж 350 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР 1130 Э 5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ЭПроизнодстненно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,10 с расположенными в них ударниками, входным и выходным каналами, причем входной канал каждой последующей за основной дополнительной камеры связан с выходньм каналом предыдущей, каждая из дополнительных гидравлических камер имеет внутреннюю рабочую поверхность, а размещенный в ней ударник - сферическую рабочую поверх 10 ность, установлен с возможностью взаимодействия в рабочем положении с рабочей поверхностью камеры и подпружинен относительно последней, струйный переключающий узел выполнен в виде расположенной в стенке корпусаемкости с дросселем в ее верхнейчасти, гидравлически связанной с нагнетательной полостью корпуса и предпоследней снизу гидравлической камерой, и канала с обратным клапаном,выполненного в корпусе для связи врабочем положении нагнетательнойполости и полости корпуса под гидравлическими камерами.