Устройство для поддержания уровня бурового раствора в скважине

(23) Приоритет Е 21 В 21/00 Гос 1 тдарстоеннн 1 й нометет СССР оо делам изобретений и открытей(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ УРОВНЯ БУРОВОГО РАСТВОРА В СКВАЖИНЕ15 Изобретение относится к устройствам для поддержания уровня бурового раствора в скважинеи может использоваться на буровых нефтяной,газовой промышленности и в геологии.Наиболее частой причиной тяжелыхаварий5при бурении нефтяных и газовых скважин, та.ких как открытые газовые фонтаны, являетсяпадение уровня бурового раствора в скважинепри подъеме из нее бурового инструмента. По.этому проблема поддержания заданного уровня.10бурового раствора является актуальной тем более, что известные технические решения не обеспечивают практическое ее разрешение,Известно устройство долива скважины промывочной жидкостью, имеющее соединенную сустьем скважины подводящими трубопроводами герметичную емкость, которая обеспечиваетподачу жидкости в скважину под действиематмосферного давления в момент пониженияраствора в скважине 11.20Недостатком этого устройства является то,что на буровой необходимо иметь громоздкиедоливочные емкости, транспортировка и установ.ка которых на достаточной высоте (для создания необходимого напора при самотеке) усложняет работу на буровой.Известно также устройство для поддержания уровня бурового раствора в скважине, имеющее дозировочную емкость с впускным клапаном, установленную в приемной емкости ниже уровня бурового раствора и соединенную воздухопроводом через регулятор давления с пневмосетью буровой установки, а трубопроводом через стояк - с устьем скважины 21.Известно применение такого устройства, когда дозировочная емкость помещена в приемную емкость циркуляционной системы, которая на. ходится ниже устья скважины, и раствор выдавливается сжатым воздухом от пневмосети бу. ров ой.Однако такое устройство при самотеке не достаточно эффективно (так как перепад высоты незначительный), а при выдавливании раствора сжатым воздухом давление в пневмосети падает до величины, могущей привести к авариям с шинно-пневматическими муфтами. Так, например, если объем дозировочной емкости 0,3 м, а давление в пневмосети 9 кгс/см, то3 69297за один цикл работы потребуется около 3 мвоздуха, что соответствует производительностикомпрессора за 30-40 с, А так как вытеснениераствора может произойти за 10-15 с, то объемарессивера пневмосети не хватит для удержаниядавления на допускаемом значении,Цель изобретения - уменьшение влияния раБоты устройства на сброс давления в пневмосети буровой установки и уменьшение потерь воздуха из пневмосети во время работы устройства, 0Это достигается тем, что устройство снабженопневмобаплоном с трехходовым краном, установленным в воздухопровод между регуляторомдавления и дозировочной емкостью, а стояк выполнен телескопическим.На фиг, 1 схематически изображено предлагаемое устройство для поддержания уровня бурового раствора в скважине; на фиг. 2 - попереч.ное сечение трехходового крана в исходном по.ложении; на фиг. 3 - его продольное сечение20в том же положении; на фиг. 4 - поперечноесечение крана в положении долива,Устройство имеет дозировочную емкость 1 свпускным клапаном 2 и трубопроводом 3, сое.25диняющим дозировочную емкость с устьем сква.жины через телескопический стояк 4 высотой2-3 м, что облегчает установку его на буровыхтак, чтобы буровой раствор мог стекать по трубо.проводу 3 в скважину самотеком.30Дозировочная емкость 1 помещается внутриприемной емкости 5, входящей в циркуляцион.ную систему буровой и заполненной буровымраствором, уровень которого обычно находитсявыше мерной емкости 1,35Устройство снабжено пневмобаллоном 6 стрехходовым краном 7, установленным в возду.хопровод 8 и соединяющим непосредственно до.зировочную емкость 1 через регулятор 9 давления воздуха с пневмосетью буровой, В воздухопроводе 8 установлены манометры 10, 11 и 12,предназначенные для контроля давления соответственно в пневмосети, в пневмобаллоне 6 ив мерной емкости 1.45Пробка 13 трехходового крана 7 имеет боко.вую прорезь 14 для поочередного подключенияпневмобаллона 6 или к пневмосети (см. фиг,2)или к дозировочной емкости 1 (см. фиг. 4),Прорезь 15 по образующей пробки 13 служит50для соединения дозировочной емкости 1 с атмосферой в исходном положении (см. фиг.2 и 3),Устройство работает следующим образом.. Когда уровень бурового раствора в скважиневыше заданного, пробка 13 находится в исход 55ном положении (см. фиг. 2 и 3): воздух изпневмосети через регулятор 9 заполняет пневмобаллон 6 до давления порядка 9 кгс/см, Дозировочная емкость 1 соепинена с атмосферой 6 4через прорезь 15 и заполняется череэ клапан 2буровым раствором иэ приемной емкости 5.Когда уровень бурового раствора в скважинеупадет, пробку 13 поворачивают в положениедолива (см. фиг. 4): сжатый воздух из пневмобаллона 6 поступает в дозировочную емкость 1и выдавливает из нее указанный раствор черезтелескопический стояк 4 и трубопровод 3 вустье скважины; прорезь 15 по образующейпробки 13 перекрывается.После долива бурового раствора в скважинупробку 13 поворачивают в исходное положение (см. фиг. 2).Эффективность настоящего устройства подтверждается следующим расчетом:Объем дозировочной емкости 1и стояка 4 0,3 мДавление начальное 10 атиДавление конечное 2 атиОбъем пневмобаллона"- --- 0,3 ф 0,06 м10Время заполнения пневмобаллона 6 при про.Ъизводительности компрессора 6 мз/мин равно9 ф 0,06---- 60 = 56 с)6Так как время наполнения и опорожнениядозировочной емкости 1 может быть допущенодо 3-10 мин (подъем 2-5 свечей), то время за.полнения пневмобаллона 6 может быть 60100 с. При этом отбор воздуха из пневмосетибудет в пределах 0,3-0,54 м/мин, что не повлияет на давление в пневмосети даже при большихскоростях спуско.подъемных операций и интенсивной работе шинно-пневматических муфт,Таким образом, в предлагаемом устройстверасход воздуха сокращается в 4-5 раз. Это практически исключает влияние работы устройствана сброс давления в пневмосети буровой, чтов свою очередь повышает надежность работышинно-пневматических муфт и тем самымисключает возможность возникновения аварийных ситуаций.Формула изобретения1. Устройство для поддержания уровня буро.вого раствора в скважине, имеющее дозировочную емкость с впускным клапаном, установлен.ную в приемной емкости ниже уровня буровогораствора и соединенную воздухопроводом через регулятор давления с пневмосетью буровойустановки, а трубопровоцом через стояк - сустьем скважины, отличающееся тем, что, сцелью уменьшения влияния работы устройствана сброс давления в пневмосети буровой установки и уменьшения потерь воздуха из пневмо.сети во время работы устройства, оно снабженопневмобаллоном с трехходовым краном, установленным в воздухопровод между регулятором1 авления и дозировочной емкостью,5 6929762, Устройство по п. 1, отличающееся тем,что стояк выполнен телескопическим,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Мо 157305,кл. Е 21 В 21/00, 1962. 2, Авторское свидетельство СССР И 309114,кл. Е 21 В 21/00, 1966 (прототип)."Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 657 ЦНИИПИ Государст по делам изоб 3035, Москва, Ж -Подписноеенного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб., д. 4