Главная страница ДонНТУ    Портал магистров ДонНТУ   

Гончарук Н.В.
ВДОСКОНАЛЕННЯ УДАРНОГО МЕХАНІЗМУ ДЛЯ ЛІКВІДАЦІЙ ПРИХВАТІВ БУРОВОГО СНАРЯДА.
Бурение. Сборник научных трудов студентов. - Донецк, ДонНТУ, 2006. - С.5-6.

Запропоновано вдосконалену конструкцію пристрою для ліквідації прихватів бурового снаряду в свердловині (рис. 1). До складу пристрою входять: корпус 1 із дренажними отворами 2, ковадлом 3 і перехідником 4, шток 5 із бойком 6, встановлені в корпусі 1, і втулка 7, в осьовому отворі якої встановлено шток 5 з проточками 8 і 9. У втулці 7 виконані радіальні отвори, у яких установлені фіксатори 10. Під перегородкою встановлено поршень 11. Пружина 12, розміщена під поршнем 11, спирається на перехідник 4. В осьовому каналі 13 поршня 11 встановлено порожнистий патрубок 14 із прорізами у верхній частині. Між поршнем 11 і патрубком 14 встановлено ущільнення 15, а в поршні 11 виконано сідло 16. В ковадлі 3 встановлені штифти 17, вставлені у прорізи 18 штока 5. У сідлі 16 розміщується запірний клапан 19.
Пристрій працює таким чином.
При використанні після виникнення прихвата в свердловині, він спускається до прихваченого об'єкта на бурильних трубах, з'єднаних зі штоком 5. При цьому промивання свердловини здійснюється через осьові канали пристрою. Ущільнення 15 запобігає перетіканню рідини у свердловину через дренажні отвори 2. При з'єднанні пристрою з прихваченим інструментом перехідником 4, до якого може додатково кріпитися ловильний інструмент, обертання від бурильних труб на корпус 1 передається через штифти 17, вставлені в прорізи 18 штока 5. Потім по бурильних трубах скидається запірний клапан 19, який розміщується у сідлі 16 і перекриває осьовий канал 13 у поршні 11.

Рис.1 - Конструкція ударного механізму для ліквідацій прихватів бурового снаряда.


При використанні після виникнення прихвата в свердловині, він спускається до прихваченого об'єкта на бурильних трубах, з'єднаних зі штоком 5. При цьому промивання свердловини здійснюється через осьові канали пристрою. Ущільнення 15 запобігає перетіканню рідини у свердловину через дренажні отвори 2. При з'єднанні пристрою з прихваченим інструментом перехідником 4, до якого може додатково кріпитися ловильний інструмент, обертання від бурильних труб на корпус 1 передається через штифти 17, вставлені в прорізи 18 штока 5. Потім по бурильних трубах скидається запірний клапан 19, який розміщується у сідлі 16 і перекриває осьовий канал 13 у поршні 11.
Далі дають натяг бурильним трубам і включають буровий насос. Під дією тиску поршень 11 переміщається униз, стискаючи пружину 12, при цьому рідина з під поршня 11 витискається в свердловину через дренажні отвори 2. Це дає можливість використовувати пристрій навіть в ситуації, коли при прихваті немає перетікання рідини через вибій свердловини. Під дією сили зі сторони штока 5, обумовленою натягом бурильних труб, фіксатори 10, переміщуються в отворах втулки 7, виходять із проточки 8. Звільнений шток 5 за рахунок сили пружної деформації бурильних труб переміститься вгору і завдасть бойком 6 потужний удар по ковадлу 3. Одночасно запірний клапан 19 контактує з порожнистим патрубком 14 і сідло 16 разом з поршнем 11 переміщується вниз, відкриваючи доступ промивальній рідини на вибій свердловини через прорізи й порожнину патрубка 14. Якщо немає перетікання рідини через вибій, запірний клапан 19 відкриється при переміщенні поршня 11 ще до контакту з патрубком 14 за рахунок рідини в осьовому каналі 13, яка не стискається і тому вдержує запірний клапан 19 на місці. Таким чином рідина під тиском подається на вибій свердловини - у цьому випадку може відновитися нормальна циркуляція рідини.
Коли шток 5 рухається вгору, проточка 9 безперешкодно проходить повз фіксатори 10, оскільки поршень 11 або ще рухається вниз, або вже утримується в нижньому положенні за рахунок перепаду тиску на щілині між запірним клапаном 19 і поршнем 11. Крім того, для переміщення фіксаторів 10 у проточку 9 і заклинювання їх там, поршню 11 необхідно переміститися нагору на деяку відстань. Проте, оскільки переміщення штока 5 відбувається зі значною швидкістю, то добором жорсткості пружини 12 і перепаду тиску на зазорі між клапаном 19 і поршнем 11 неважко домогтися того, щоб переміщення поршня 11 за час проходження проточки 9 повз фіксаторів 10 було незначним або взагалі було відсутнє.
Для нанесення удару вниз скидають тиск рідини у порожнині бурильних труб і повільно опускають їх до суміщення проточки 9 з отворами у втулці 7. При цьому за рахунок пружини 12 поршень 11 переміститися вгору, заводячи фіксатори 10 у проточку 9, і зафіксує їх там. Після цього створюють осьове навантаження на бурильні труби і включають насос. За рахунок тиску рідини поршень 11 переміщається вниз, фіксатори 10 під дією сили зі сторони штока 5 виходять із проточки 9. Під дією пружної сили стиснутих бурильних труб шток 5 переміщається вниз і завдає потужний удар бойком 6 по втулці 7. При цьому поршень 11 за рахунок перепаду тиску на зазорі між ним і клапаном 19 буде утримуватися в нижньому положенні. При цьому рідина подається на вибій свердловини по порожнині патрубка 14. Після цього насос виключають, поршень 11 повертається у вихідне положення, заводячи фіксатори 10 у проточку 8. Потім цикл роботи повторюється. Удари, які передаються на прихвачений снаряд під час роботи пристрою, призводять до звільнення снаряду від прихвата. У процесі нанесення ударів на вибій свердловини також періодично подається промивальна рідина, яка розмиває шламові пробки або породи, що обсипалися, і створює нормальну циркуляцію в свердловині.
Для нанесення ударів тільки в одному з напрямків необхідно лишати насос включеним до повернення штоку 5 в положення, при якому відбувається накопичення енергії в бурильних трубах для удару в необхідному напрямку.
Пристрій також може включатися до складу бурового снаряда. При цьому в процесі буріння свердловини обертальний момент на вибій передається штифтами 17, зусилля навантаження - бойком 6 на втулку 7, а зусилля розвантаження - фіксаторами 10 на втулку 7. У випадку виникнення прихвата запірний клапан 19 скидають по бурильних трубах і він сідає у сідло 16. Подальша робота пристрою аналогічна.
Главная страница ДонНТУ    Портал магистров ДонНТУ