Струйный гидродиспергатор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублико;977705(22) Заявлено 17. 04. 80 (21) 2911539/22.-03 Е 21 В 33/13 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30,11.82 В.И.Крылов, А.Н.фурманов, Н.И.Сухенко, С.М.Игнатов и М.С.Ткаченко(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно исследовательский институтпо креплению скважин и буровым растворам(54) СТРУЙНЫЙ ГИДРОДИСПЕРГАТОР 15 Изобретение относится к бурению скважин, в частности к устройствам для ликвидации поглощений путем закачивания тампонажного раствора в скважину.По основному авт.св9 889833 известен струйный гидродиспергатор, . включающий корпус с седлом, съемйую :пробку с насадком и фильтром и экран ,1.Недостатком устройства является невысокая эффективность его работы, обусловленная влиянием гидростатического давления среды. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путем устранения влияния гидростатического давления жидкости в скважине и повышения надежности работы.Поставленная цель достигается тем, что он снабжен подпружиненной относительно насадка втулкой с башмаком в нижней части и держателем подпружиненной втулки, жестко закрепленным на пробке, причем втулка установлена на держателе между насадком и экраном а башмак на торце, обраЩенном к экрану, выполнен с гиперболической поверхностью и установлен. относительно экрана на.расстоянии Д, определяе,мом из следующей зависимости:КафР54 Р, 9 р. Р 9 НК= - ( +( ) мм,где К - опытный безразмерныйкоэффициент;6 - диаметр выходного от 10 верстия насадка, мм 10 - удвоенное расстояниеот оси втулки до точки определения зазора,мм е 3и у - плотности жидкости соответственно в трубахдля спуска диспергатора и в скважине, г/см 1Р - давление нагнетания наустье, МПа;д. - ускорение свободногопадения, м/с;Н - глубина установки диспергатора, м.Такое выполнение устройства обеспечивает создание вакуума в полостипатрубка и втулки при прокачиваниичерез диспергатор тампонажного раствора в расчетном режиме, что снижает энергоемкость диспергированиятвердой фазы и повышает закупориваю 977705щую способность тампонажного раствора.Вакуум в полости патрубка и втулки повышает перепад давления на насадке на величину гидростатическогодавления столба жидкости в трубах 5без изменения давления на устье, чтоинтенсифицирует диспергирование твердой Фазы, Все это повьааает эффективность изоляционных работ.На чертеже изображен гидродиспергатор, общий вид.Струйный гидродиспергатор содержит корпус 1 с седлом 2, съемную про-,.бку 3 с насадком 4 и Фильтром 5 иэкран 6, удаленный от насадка на12-16 внутренних диаметров насадка.Диспергатор снабжен упорным патрубком7 и упором 8, жестко связанным снижней частью пробки, внутри которого подвижно размещена подпружиненная пружиной 9 втулка 10 с башмаком11 и наружным выступом 12, контактирующим с упором 8 патрубка, причембашмак по обращенной к экрануповерхности выполнен скругленным погиперболе и расположен относительноэкрана с зазором, определяемым поФормулеЮ= ( - + - )КЙ , Р4 П ь р дН 30Внутренний диаметр втулки 10 ибашмака 11 находят из соотношения,(ь,35Наружный диаметр башмака 11 должен быть равен 2-Эвнутренним егодиаметрам, т.е.0 = (2 - 3)Р7Выполнение наружного диаметрапатрубка 7 и башмака 11 должно обеспечивать свободное прохождение ихчерез седло 2. 45Диспергатор работает следующимобразом.При изоляции поглощающего пласта корпус диспергатора 1 с седлом 2на трубах спускают в скважинУ Приэтом пробку 3 с насадком 4, фильтром 5 и патрубком 7 с подпружиненной втулкой 10 оставляют на поверхности,Проводят гидродинамические иследования и намыв наполнителей.тем в трубы бросают пробку 3, кото"рую продавливают до посадки на седло 2.Начальное давление нагнетания тампонажного. раствора с учетом конструкции устройства и условий работынаходят по Формуле 40 Рн = Кйф где Р - начальное давление нагнемтания, МПа.По гидравлической характеристике насадка 0 = 1(Р) с учетом плотности тампонажного раствора находят соответствующий Р расход жидкости для определения потребного количества цементировочных агрегатов и режима их работы.Приготовленный тампонажный раствор закачивают в скважину с найденным расходом. При этом давление нагнетания сначала возрастает до расчетного Р, а затем падает на величину, равную гидростатическому давлению столба жидкости в трубах, и равно,Это падение при,неизменном расхо. де связано с удалением жидкости из полости упорного патрубка 7 и втулки 10 струей из насадка 4 в зазор между башмаком 11 и экраном 6 с образованием вакуума.Несмотря на падение давления нагнетания на устье, перепад давления на насадке сохраняется и равен расчетному Р (при неизменном расхоНде), так как падение давления на устье компенсируется давлением столба жидкости в трубах. Например, при давлении нагнетания на устье 10 МПа (100 кгс/см) и глубине спуска диспергатора 1000 м перепад давления на насадке при наличии воды в скважине составит более 20 МПа (200 кгс/см). Истекая из насадка 4, струя тампонажного раствора не теряя энергии в вакуумированной полости патрубка и втулки, ударяет в экран, где происходит диспергирование с вытеснением полученной смеси в зазор между башмаком 11 и экраном 6 с одновременным преодолением гидро- статического давления жидкости в затрубном пространстве. После диспергирования тампонажный раствор вытесняется через каналы в экране б в скважину и в .зону поглощения. В случае возможного закупирования зазора между башмаком 11 и экраном б крупными твердыми частицами тампонажного раствора возросшее внутри патрубка 7 и втулки 10 давление поднимает подвижную втулку 10, сжав пружину 9, что обеспечивает автоматическую очистку зазора. Диспергирование при низком давлении окружающей среды приводит к улучшению изолирующих свойств тампонажного раствора.После окончания продавливания тампонажного раствора диспергатор поднимают на поверхность.Предлагаемый диспергатор обеспечивает повышение эффективности изоляционных работ за счет улучшенияизолирующих свойств тампонажного раствора, что позволяет сократить затраты времени и средств на проведение изоляционных работ. Ожидаемый экономический эффект от применения одного диспергатора составляет 20,3 тыс,руб. Ожидаемый годовой экономический эффект от максимального использования предлагаемого изобретення составит около 508 тыс,руб.Формула изобретенияСтруйный гидродиспергатор по авт. св, 9 889833, о т л и ч а ю щ и й - 15 с я тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем устранения влияния гидростатического давления жидкости в сква- .жине и повышения надежности работы, я 1 он снабжен подпружиненной относитель но насадка втулкой с башмаком в нижней части и держателем подпружиненной втулки, жестко закрепленным на пробке, причем втулка установлена д 5на держателе между насадкой и экра-.ном, а бараках на торце, обращенном к экрану, выполнен с гиперболической поверхностью и установлен относительно экрана на расстоянии Д", определяемом из следующей зависимости:К- - ( + - ) мм,4 Ор ЧНгде Е - опытный безразмерныйкоэффициент;й - диаметр выходного от"верстия насадка, мм0 - удвоенное расстояниеот оси втулки до точки определения зазора,ммуи о - плотности жидкостисоответственно в трубах для спуска диспергатора и в скважине, г/смф;Р - давление нагнетанияна устье, МПа;Я - усКорение свободногопадения, м/сф.;Н- глубина установкидиспергатора, м.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 889833, кл. Е 21 В 33/13, 1979