Ликвидация прихватов

   Ко  второму – гидроударные механизма  со ступенчатым (дифференциальным) поршнем, разделяющим цилиндр на две камеры, из которых только одна контролируется водораспределительным устройством.

   Рассмотрим  гидроударную машину относящуюся к  гидроударным механизмам одинарного действия с обратным активным ходом.

   Как правило, такие гидроударники выполняются  со связью надпоршневого пространства с затрубным через канал в бойке [1].

   1.3.1 Гидроударник фирмы  «Галф Ойл Корпорейшин»

   На  рис. 1.3.1 приведена принципиальная схема  гидроударника фирмы «Галф Ойл  Корпорейшин».

   Элементы  машины (рис. 1.3.1а) находятся в положении, соответствующему спуску гидроударника  в скважину. Наковальня находится в нижнем положении, удерживаясь на внутреннем выступе корпуса. Жидкость из колонны бурильных труб через переходник 1 свободно проходит через полости 3 и 5, боковые отверстия 14, канал16 в клапане 6, канал 19 в бойке 10 и каналы 20 и 21 в наковальне 11 и долоте 12. При таком положении элементов машина не работает.

   При постановке инструмента на забой (рис. 1.3.1б) долото с бойком и клапаном поднимаются, перекрывая проход жидкости через каналы 14. В камере 5 резко  повышается давление (по закону гидравлического удара). При давлении жидкости на нижнюю полость поршня 7 образуется подъемная сила, под влиянием которой боек 10 перемещается вверх. При этом сжимаются пружины 2 и 9. Когда клапан подходит к нижней кромке корпуса клапана 4, полость 15 через боковые каналы 17 сообщается с камерой пониженного давления 13, которая соединена с полостью скважины. Верхняя ступенька тарелки клапана 18 перекрывает камеру 15 и, под давлением жидкости на заплечики тарелки клапана 18 последний отрывается от поршня, освобождая проход жидкости в скважину. Этот период сопровождается резким падением давления в машине – фаза разгона бойка на холостом ходе.

   Боек  усилием предварительно сжатой пружины 9 падает вниз – фаза рабочего хода бойка.

   В крайнем нижнем положении боек наносит удар по наковальне 11, жестко связанной с долотом 12 . В это время клапан 6 усилием пружины 2 возвращается в нижнее исходное положение – фаза удара по наковальне и простоя в этом положении в ожидании закрытия клапана. Цикл повторяется [1].

   1.3.2 Гидроударник ЗУГ-1

   Гидроударник  ЗУГ-1 (рис. 1.3.2) имеет менее сложное распределительное устройство по сравнению с выше рассмотренным механизмом.

   Отличительной особенностью конструкции ЗУГ-1 является наличие клапана 3, расположенного в  седле 4, которое установлено в  неподвижном цилиндре 2, при этом клапан открывается ударом толкателя, крепленного на поршне 6.

   На  рис. 1.3.2 показан момент, когда клапан 3 закрыт, и под действием давления происходит подъем бойка 8.

   Рабочий цикл гидроударника состоит из четырех  фаз. Первая – закрытие клапана 3 под  действием обтекающего (скоростного) потока жидкости. Вторая – подъем бойка  вверх при закрытом клапане под  действием давления жидкости. Третья – движение бойка вверх по инерции после открытия клапана. Четвертая – рабочий ход бойка вниз и удар по наковальне 9 [1].

   2. Описание разработанного  механизма

   Гидравлическое  устройство (рис. 2), выполненное по схеме  гидроударника с обратным активным ходом бойка. Состоит из корпуса 2, в верхней части соединенного с переходником 1 на колонну бурильных труб. В корпусе установлен клапан 3 с перепускными (байпасными) каналами 5, подпружиненный посредством пружины 4, и боек 10 с боковыми каналами 9 и 12, подпружиненный посредством пружины 11.

   В клапане 3 и бойке 10 имеется осевой канал 6 для прохода жидкости. В хвостовике бойка установлена втулка с обратным клапаном 13. Фиксируется обратный клапан срезным штифтом 15. Обратный клапан 13 сбрасывается с поверхности с потоком бурового раствора.

   В нижней части корпус 2 присоединяется к переходнику 18 на колонковую трубу. Переходник 18 имеет выводные каналы 17 для выхода рабочей (промывочной) жидкости в затрубное пространство.

   Устройство  работает следующим  образом:

   Принцип действия

   При постоянном включении устройства в колонну бурильных труб шары 8 и 13 отсутствуют. Втулка 14 перекрывает боковые отверстия в бойке. При возникновении прихвата с потоком промывочной жидкости сбрасывают шар 13, который устанавливается во втулке 14 и перекрывают проход для промывочной жидкости. Боек 10 сжимая пружину 11 начинает двигаться вниз, при этом втулка 14 обратного клапана срезает штифт 15 и садится на упор 16 хвостовика бойка 10. Боковые каналы 12 бойка открываются, давление в системе падает и боек 10 за счет пружины 11 возвращается в исходное положение.

   С поверхности сбрасывают шарик 8, который  перекрывает осевой канал 6 бойка 10. Над клапаном 3 возрастает давление и клапан 3 вместе бойком 10 начинает двигаться вниз, сжимая пружины 4 и 11. При попадании перепускных каналов 5 клапана в полость низкого давления. Давление над клапаном падает и посредством пружины 4 клапан 3 возвращается в исходное положение. Боек 10 по инерции продолжает свое движение вниз до полной остановки. После чего пружиной 11 боек возвращается вверх и в конце рабочего хода наносит удар по наковальне 7. Над клапаном 3 возрастает давление и цикл повторяется.

   Заключение

   Преимущества  разработанного механизма

   Преимуществом данного устройства, является то, что  устройство включается в состав бурового снаряда, а также используется пусковой клапан вместо обратного. Это позволяет экономить время для пуска, так как не требуется развинчивать 2 раза колонну бурильных труб ( для сбрасывания шарика в обратный клапан и для спуска пробки, перекрывающей центральный канал ударника). Применение шарика вместо пробки с устройством для сбрасывания шарика не развинчивая колонну труб позволяет сразу отреагировать на прихват и запустить вибратор.

   Литература

1. Калиниченко О.И., Зыбинский П.В.. Забойные буровые  машины: Учебное пособие. – 2-е изд.,исправл. и доп.- Донецк: ДонНТУ, 2006
2. Коломоец А.В., Ветров А.К.Современные методы предупреждения и ликвидации аварий в разведочном бурении. – М.: Недра, 1977. – 200с.
3. Самотой А.К. Анализ эффективности способов ликвидации прихватов. - М.: ВНИИОЭИГ, 1983. - 67 с.
4. Инструкция по борьбе с прихватами колонн труб при бурении скважин. - М.: Недра, 1976. - 67 с.
5. Ясов В.Г., Мыслюк М.А. Осложнения в бурении: Справочное пособие. – М.:Недра, 1991.– 334 с.
6. Коломоец А.В. Предупреждение и ликвидация аварий в разведочном бурении. – М.;Недра,1985. – 224с.
7. Неудачин Г.И., Коломоец А.В., Калиниченко О.И., Пилипец В.И. Новые технические средства ликвидации аварий при бурении скважин // Уголь Украины. – 1981. – N10. – C.27–29.
8. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий и осложнений в бурении.– М.:Недра, 1987. – 238 с.
9. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. – М.:Недра Д 988. – 279 с.
10. Эпштейн Е.Ф., Ясов В.Г. Бурение скважин гидроударниками и пневмоударниками. - М.:Недра, 1967. - 168 с.