Сигнализатор расхода

(51) Е 21 В 33/03 (2010.01) Е 21 В 34/00 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ кровлю и днище штоком, снабжнным верхним и нижним опорными элементами, клапан, средства регулирования положения штока с клапаном и прибор подачи сигнала о повышении расхода обратного потока текучей среды с включателем,установленным с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего опорного элемента,снабжен прибором подачи сигнала о понижении расхода обратного потока текучей среды, нижний опорный элемент установлен с возможностью перемещения с фиксированием его положения относительно штока, между днищем и нижним опорным элементом установлена пружина сжатия,верхний опорный элемент снабжен включателем прибора подачи сигнала о снижения расхода текучей среды и снабжн ограничителем хода штока,выполненным в виде элемента,установленного в кронштейне корпуса с возможностью продольного перемещения и фиксации в заданном положении относительно верхнего опорного элемента.(76) Латыпов Авис Самигуллинович Латыпова Юлия Ависовна(57) Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к сигнализаторам изменения расхода бурового раствора в канале обратного потока. Технический результат изобретения расширение области применения сигнализатора изменения расхода текучей среды в потоке,выходящем из скважины. Для этого сигнализатор расхода, включающий вертикально установленный корпус с каналами ввода и вывода текучей среды, расположенными горизонтально по концам корпуса, во внутренней полости которого, выполненной в форме усечнного конуса, расположен с возможностью продольного перемещения совместно с пропущенным через 23530 Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к сигнализаторам изменения расхода бурового раствора в канале обратного потока. Известен сигнализатор расхода (Патент 12221, Е 21 В 33/03, бюл. 11, 15.11.2004),включающий вертикально установленный корпус с каналами ввода и вывода текучей среды,расположенными горизонтально по концам корпуса,во внутренней полости которого, выполненной в форме усечнного конуса,расположен с возможностью продольного перемещения совместно с пропущенным через кровлю и днище штоком,снабжнным верхним и нижним опорными элементами,диск,средства регулирования положения штока с диском и прибор подачи сигнала о повышении расхода обратного потока текучей среды с включателем,установленным с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего опорного элемента. Основным недостатком известного сигнализатора расхода является то обстоятельство,что в нм не предусмотрена сигнализация о снижении расхода текучей среды в обратном потоке, связанном с входом долота в поглощающий текучую среду горизонт. Задачей изобретения является разработка сигнализатора расхода, позволяющего фиксировать вход долота как в пласт с аномально высоким пластовым давлением (в дальнейшем - АВПД), так и в поглощающий горизонт, то есть расширить область применения. Для этого сигнализатор расхода, включающий вертикально установленный корпус с каналами ввода и вывода текучей среды, расположенными горизонтально по концам корпуса, во внутренней полости которого, выполненной в форме усечнного конуса, расположен с возможностью продольного перемещения совместно с пропущенным через кровлю и днище штоком, снабжнным верхним и нижним опорными элементами, клапан, средства регулирования положения штока с клапаном и прибор подачи сигнала о повышении расхода обратного потока текучей среды с включателем,установленным с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего опорного элемента,снабжен прибором подачи сигнала о понижении расхода обратного потока текучей среды, нижний опорный элемент установлен с возможностью перемещения с фиксированием его положения относительно штока, между днищем и нижним опорным элементом установлена пружина сжатия,верхний опорный элемент снабжен включателем прибора подачи сигнала о снижения расхода текучей среды и снабжн ограничителем хода штока,выполненным в виде элемента,установленного в кронштейне корпуса с возможностью продольного перемещения и фиксации в заданном положении относительно верхнего опорного элемента. Изобретение поясняется графическим приложением, на котором представлен продольный разрез сигнализатора расхода. Сигнализатор расхода 2 состоит из корпуса 1, установленного в вертикальном положении и имеющего канал ввода 2 и канал вывода 3 текучей среды. Сигнализатор расхода монтируется в разрыве трубопровода (не показанного на рисунке) выхода обратного потока текучей среды. Внутренняя стенка 4 корпуса имеет форму усечнного конуса, во внутренней полости которого расположен диск 5, закреплнный на пропущенном соосно через кровлю 6 и днище 7 корпуса 1 на штоке 8, имеющем возможность продольного перемещения и снабжнном верхним 9 и нижним 10 опорными элементами,расположенными за пределами корпуса 1. Нижний опорный элемент 10 установлен с возможностью продольного перемещения и фиксации его положения относительно штока 8 после поджатия пружины 11, расположенной над нижним опорным элементом 10 и упирающимся другим концом в днище 7. Фиксация может быть резьбовой,клиновой, шпоночной или иной конструкции. Верхний опорный элемент 9 имеет постоянно разомкнутые контакты 12 и 13 включения приборов 14 и 15 для подачи сигнала о повышении (14) или понижении (15) расхода обратного потока текучей среды соответственно. Над верхним опорным элементом 9 установлен элемент регулирования хода штока 8 с диском 5, например, в виде винта 16,ввернутого в кронштейн 17, необходимого для формирования заданной площади поперечного сечения кольцевого дросселя 18, повышающего давление текучей среды в стволе скважины для предотвращения поступления текучей среды в ствол скважины при АВПД. Для исключения произвольного отвинчивания винт 16 снабжн контргайкой 19. На фиг. стрелками показано направление движения текучей среды, а штрихами показано положение диска 5 для формирования кольцевого дросселя 18. Эксплуатация сигнализатора расхода происходит следующим образом. Сигнализатор расхода монтируют в разрыве трубопровода потока текучей среды, возвращающейся с забоя скважины. Канал 2 соединяют с участком трубопровода, соединнного с устьем скважины, а канал 3 соединяют с участком трубопровода, отводящим текучую среду на сепарацию. Первоначально определяют необходимый размер кольцевого дросселя 18 и устанавливают винт 16 в положение,обеспечивающее получение заданного размера дросселя 18 и фиксируют его в этом положении контргайкой 19. По мере перехода на режим подачи текучей среды в соответствии заданным режимом расхода е при бурении скважины диск 5 со штоком 8 поднимаются до момента взаимодействия верхнего опорного элемента 9 с нижним торцом винта 16, а затем осуществляют поджатие пружины 11 путем перемещения нижнего опорного элемента 10 в верхнем направлении относительно штока 8 до тех пор, пока диск 5 не установится ниже основания конусной части внутренней стенки 4 корпуса 1. При этом усилие динамического воздействия потока текучей среды снизу на диск 5 будет уравновешиваться усилием сжатой пружины 11, а 23530 между наружной поверхностью кровли 6 и нижней поверхностью верхнего опорного элемента 9 образуется зазор, необходимый для установки включателя 13 прибора 15, срабатывающего при снижении расхода потока текучей среды,возвращающейся из скважины, так как ввиду снижения динамического усилия потока текучей среды на диск 5 снизу сжатая пружина 11 опускает шток 8, а нижний торец верхнего опорного элемента 9 воздействует на включатель 13 прибора 15,подающего сигнал о входе долота в поглощающий пласт. В случае входа долота в горизонт с АВПД будет наблюдаться возрастание динамического усилия потока текучей среды за счет поступления в не текучей пластовой продукции, увеличивающей суммарный расход текучей среды, проходящей через сигнализатор расхода, вследствие чего увеличивается динамическое воздействие на диск 5 в верхнем направлении и шток 8 начнет перемещаться в верхнем направлении с последующим воздействием на включатель 12 прибора 14, подающего сигнал о возрастании расхода текучей среды. При наличии АВПД движение диска со штоком ограничивается винтом 16, в который упирается верхний опорный элемент 9, вследствие чего формируется кольцевой дроссель 18, повышающий давление текучей среды в стволе скважины, следствием чего является снижение поступления текучей среды из пласта с АВПД,вплоть до полного прекращения. В дальнейшем дроссель, имеющийся на части трубопровода для отвода текучей среды на сепарацию (не показанной на фиг.) устанавливают в режим, соответствующий режиму,полученному сигнализатором. Это приведт к тому, что диск 5 опустится вниз, в положение которое он занимал до входа долота в пласт с АВПД, если был правильно произведен расчет положения винта 8. Если же этого не произойдт, то закрывая канал упомянутого дросселя необходимо обеспечить снижение расхода для повышения давления в стволе скважины,предотвращающего поступление в ствол скважины текучей среды из вскрытого пласта. Таким образом,предлагаемый сигнализатор расхода позволяет буровой бригаде получить сигнал о гидродинамических изменениях в стволе скважины,которые могут быть причиной возникновения аварийной ситуации. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сигнализатор расхода,включающий вертикально установленный корпус с каналами ввода и вывода текучей среды, расположенными горизонтально по концам корпуса, во внутренней полости которого, выполненной в форме усечнного конуса, расположен с возможностью продольного перемещения совместно с пропущенным через кровлю и днище штоком, снабжнным верхним и нижним опорными элементами, клапан, средства регулирования положения штока с клапаном и прибора подачи сигнала о повышении расхода обратного потока текучей среды с включателем,установленным с возможностью взаимодействия с верхним торцом верхнего опорного элемента,отличающийся тем, что он снабжен прибором подачи сигнала о понижении расхода обратного потока текучей среды, нижний опорный элемент установлен с возможностью перемещения с фиксированием его положения относительно штока,между днищем и нижним опорным элементом установлена пружина сжатия, верхний опорный элемент снабжен включателем прибора подачи сигнала о снижения расхода текучей среды и снабжн ограничителем хода штока, выполненным в виде элемента, установленного в кронштейне корпуса с возможностью продольного перемещения и фиксации в заданном положении относительно верхнего опорного элемента.