устройство для автоматического долива скважины промывочной жидкости

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДОЛИВА СКВАЖИНЫ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ, включающее доливной насос, связанный всасывающим патрубком с расходной емкостью и нагнетательным патрубком - с устьем скважины, оборудованным сливным желобом, и датчик контроля уровня промывочной жидкости с блоком сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено поплавковым электроконтактным датчиком уровня, размещенным в расходной емкости, и блоком записи процесса долива, при этом датчик контроля уровня промывочной жидкости выполнен поплавковым электроконтактным и размещен в сливном желобе устья скважины, а блок записи процесса долива электрически связан с обоими поплавковыми электроконтактными датчиками уровня промывочной жидкости и с блоком сигнализации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и используется для автоматического долива скважины буровым раствором при спуско-подъемных операциях, а также других возможных остановках циркуляции жидкости в процессе бурения путем периодического долива в скважину через задаваемые интервалы времени, определяемые геологическим разрезом, глубиной скважины и скоростью подъема бурильной колонны. Известна наиболее современная разработка для автоматического долива раствором скважины на основе радиоактивного метода измерения уровня бурового раствора в скважине [1].

Недостатком данного метода является то, что применяется радиоактивный датчик, требующий для монтажа и демонтажа датчика и приемника вызывать специальную бригаду специалистов, что ведет к большим материальным затратам и потере рабочего времени.

Известно также устройство по способу долива скважины буровым раствором в процессе подъема бурового инструмента [2].

Недостатком этого устройства является то, что привод насоса для подачи бурового раствора осуществляется от вала барабана лебедки через коробку передачи. Такой способ и устройство усложняет подбор передаточного числа коробки для увязки производительности насоса при смене диаметра буровых колонок и геологии грунтов. Плюс к этому имеются большие перепады уровней раствора в скважине.

Целью изобретения является создание автоматического поддержания постоянного уровня промывочной жидкости в скважине при подъеме буровой колонки с сигнализацией этого уровня независимо от диаметра колонок и скорости их подъема, а также осуществление аварийной сигнализации и записи технологического процесса при подъеме штанги и упрощение системы контроля с использованием существующих емкостей.

Поставленная цель достигается тем, что при подъеме инструмента из скважины уровень раствора замеряется двумя поплавковыми датчиками уровня, один из которых установлен в жолобе раствора и подключен к блоку управления и сигнализации, подключающему насос подпитки при включении нижнего контакта поплавка жолоба и отключающему насос при замыкании верхнего контакта. При этом производительность насоса не связана ни со скоростью подъема колонны, ни с ее диаметром. Второй поплавковый датчик уровня установлен в одном из расходных баков раствора и подключен к блоку управления для стрелочного показания уровня расхода жидкости в емкостях расхода и для записи процесса на ленту.

Сущностью изобретения является устройство автоматического поддержания уровня раствора в скважине при подъеме буровой колонки за счет заполнения раствором скважины от дополнительной подпитки отдельным независимым насосом, который включается автоматически при падении уровня промывной жидкости в жолобе слива и отключается при переполнении скважины раствором. Кроме того, подпитка скважины раствором осуществляется не от отдельной емкости с раствором, а от емкостей рабочих растворов, и контроль за процессом осуществляется с одного пульта управления датчиками поплавковой системы одного из расходных баков промывной жидкости и наклонного жолоба - от поплавкового датчика.

На чертеже изображена общая схема буровой установки.

Работа устройства автоматического долива скважины раствором осуществляется отдельным насосом из действующих питательных емкостей с двумя поплавковыми датчиками, установленными в одной из расходных емкостей и наклонном жолобе слива. Буровая установка 1 имеет подъемно-спусковое устройство 2, головку привода буровой установки 3, шланг подачи раствора 4, колонку подачи раствора 5, главного насоса подачи раствора при бурении 7, приводную головку 6, несколько расходных емкостей бурового раствора 8, блок очистки раствора 9. Все это известное устройство. Далее, вновь введенный подпиточный насос 10, поплавковый датчик уровня 11, стрелочный прибор непосредственно в расходной емкости 12, стрелочный прибор на пульте управления, сигнализации и записи процесса 13, блок управления и сигнализации устройства долива промывной жидкости 14, поплавковый датчик 15 в жолобе слива 16, контакт нижнего уровня 17, контакт верхнего уровня 18, запорная заслонка 19, трубопровод подпитки раствора 20, основной трубопровод возврата раствора при бурении 21.

Принцип работы: при обычном бурении приводная головка 6 вращает буровую штангу, а насос 7 подает раствор через колонку 5, шланг 4 непосредственно в скважину. Из скважины раствор возвращается по наклонному жолобу 16, через задвижку 19, по трубе 21 к блоку очистки раствора 9 и снова в расходные емкости 8. Это обычный процесс бурения, при котором расход бурильной жидкости относительно невелик и расход этого уровня фиксируется стрелочным прибором от поплавкового датчика 11 на стрелочном приборе 12 и 13. В случае остановки бурения и необходимости подъема бурильной колонки в скважину необходимо залить дополнительно раствор на объем по мере выхода объема бурильной колонки. При остановке бурильной колонки останавливается и насос 7, циркуляция раствора прекращается, а при подъеме бурильной колонки уровень раствора в наклонном жолобе 16 падает и поплавок замыкает контакт 17, который через блок управления и сигнализации устройства долива промывочной жидкости 14 подключает насос 10, который подает из расходной емкости буровую жидкость к жолобу 16 для заливки раствора в скважину в обратной циркуляции. При переполнении скважины раствором поплавок замыкает контакт 18, и насос 10 отключается. По мере подъема колонки жидкость будет сливаться в скважину, при этом задвижка 19 закрыта и у ровень жидкости в жолобе падает. В это время поплавок касается контакта 17, и насос 10 снова включается. При этом при закрытой задвижке 19 подъем бурильной колонки осуществляется циклично, т.е. повторный подъем колонки осуществляется после включения насоса 10. Если при остановленной от подъема колонки насос 10 не отключается, то включается аварийная сигнализация, что осуществляется через реле времени для подключения звуковой сигнализации известным способом. Экономическая эффективность данного устройства заключается в том, что для него не требуются дополнительные емкости для бурильного раствора, осуществляется полная независимость от диаметра бурения скважины, не требуется радиоактивных датчиков, что опасно для здоровья людей, а это значительно сокращает простои и упрощает обслуживание. В целом экономическая эффективность не подсчитывалась, но она очевидна на экономии от простоев.