Фильтр гидравлического забойного двигателя для бурения скважин

Полезная модель относится к устройствам для очистки промывочной жидкости от шлама и может быть использована при бурении скважин гидравлическими забойными двигателями. Фильтр содержит корпус с верхними и нижними переводниками на концах для присоединения к элементам бурильной колонны, фильтрующий элемент, выполненный в виде пружины сжатия, нижний конец которой размещен в расточке переходника с отверстиями для прохода отфильтрованной промывочной жидкости. Переходник соединен со стержнем, на котором размещены центрирующие элементы, выполненные в виде ребер. Стержень размещен в полости пружины. Верхний конец пружины закреплен в обтекателе, который центрируется в расточке корпуса. Переходник соединен с нижним переводником посредством трубчатого элемента. Обтекатель по периметру снабжен наклонными лопатками или наклонными отверстиями. Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность трубчатого элемента образуют шламосборную камеру. Использование полезной модели обеспечивает повышение степени очистки промывочной жидкости. 1 н.п.ф., 2 з.н.ф., 4 ил.

Полезная модель относится к устройствам для очистки промывочной жидкости от шлама и может быть использована при бурении скважин гидравлическими забойными двигателями.

В качестве прототипа принято описание изобретения «Фильтр для гидравлического забойного двигателя» к патенту РФ 2451162, E21B 43/08, опубл. 20.05.2012. Упомянутый фильтр содержит цилиндрический корпус, соединенный с муфтовой частью (верхний переводник) и с ниппельной частью (нижний переводник). В корпусе расположен фильтрующий элемент, выполненный в виде пружины сжатия, нижний конец которой размещен в соединенном с ниппельной частью (нижний переводник) фильтра опорном элементе (нижней опоре). Нижняя опора выполнена в виде цилиндрической детали с отверстиями для прохода жидкости, связана с трубой, сочлененной с нижним переводником. На трубе жестко установлен проходящий в полости пружины стержень, снабженный центрирующими элементами, выполненными в виде реберных пластин с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью пружины. Верхний конец пружины установлен в опорно-регулирующем элементе (верхней опоре), закрепленном на верхнем конце стержня с помощью разъемного соединения, при этом в опорном и опорно-регулирующих элементах выполнены пазы для установки торцов пружины.

Признаки, являющиеся общими для прототипа и заявляемого устройства, состоят в наличии у полезной модели цилиндрического корпуса, установленного между элементами бурильной колонны с помощью верхнего и нижнего переводника, в котором расположен фильтрующий элемент в виде пружины сжатия, верхний конец которого установлен в верхней, а нижний - в нижней опоре. Общим является также то, что нижняя опора состоит из цилиндрической детали (переходник) с отвертиями, соединенный с трубчатым элементом, установленным в нижнем переводнике, и при этом на цилиндрической детали закреплен стержень с центрирующими элементами в виде реберных пластин с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью пружины сжатия.

Причина, препятствующая получению технического результата в прототипе, который обеспечивается полезной моделью, заключается в том, что в прототипе отсутствуют дополнительные средства, повышающие степень очистки от шлама промывочную жидкость.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении эффективности работы гидравлического забойного двигателя.

Технический результат, обеспечивающий решение указанной задачи, состоит в повышении степени очистки промывочной жидкости от шлама.

Достигается результат тем, что в фильтре для гидравлического забойного двигателя, включающего цилиндрический корпус, установленный между элементами бурильной колонны с помощью верхнего и нижнего переводников, в котором расположен фильтрующий элемент в виде пружины сжатия, верхний конец которой установлен в верхней опоре, а нижний - в нижней опоре, состоящей из переходника с отверстиями, соединенного с трубчатым элементом, установленным в нижнем переводнике, при этом на переходнике закреплен стержень с центрирующими элементами в виде реберных пластин с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью пружины сжатия, согласно полезной модели верхняя опора выполнена в виде обтекателя, снабженного по периметру наклонными направляющими элементами, а направление навивки пружины сжатия выполнено навстречу наклону направляющих элементов.

Достигается технический результат также и тем, что направляющие элементы направляющего аппарата выполнены в виде наклонных лопаток или наклонных отверстий, а также тем, что обтекатель выполнен конусным.

Выполнение верхней опоры в виде обтекателя, например, конусного, позволяет эффективнее направить поток промывочной жидкости к наклонным направляющим элементам.

Наличие направляющих элементов по периметру обтекателя и выполнение их в виде наклонных лопаток или наклонных отверстий обеспечивает закручивание потока промывочной жидкости, которая под действием центробежных сил отбрасывает фракции шлама к стенкам цилиндрического корпуса, и под действием гравитационных сил шлам оседает.

Выполнение направления навивки пружины сжатия противоположным наклону направляющих элементов позволяет изменить направление движения промывочной жидкости, а изменение направления движения связано с потерей скорости движения жидкости, что приводит к усилению выпадения шлама в осадок.

Новые признаки заявленного технического решения заключаются в выполнении верхней опоры в виде обтекателя, выполненного, например, конусным, и снабженного по периметру наклонными элементами в виде, например, наклонных лопаток или наклонных отверстий. Новым признаком является выполнение направления навивки пружины сжатия навстречу наклону направляющих элементов обтекателя.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где

на фиг.1 - показан общий вид фильтра в разрезе;

на фиг.2 - показан вид сверху на направляющий аппарат с лопатками;

на фиг.3 - показан вид сверху на направляющий аппарат с отверстиями;

на фиг.4 - показано сечение А-А на фиг.3.

Фильтр содержит корпус 1 с верхним и нижним переводниками 2, 3 на концах для присоединения к элементам бурильной колонны, фильтрующий элемент, выполненный в виде пружины сжатия 4, нижний конец которой размещен в расточке 5 переходника 6 с отверстиями 7 для прохода отфильтрованной промывочной жидкости. Переходник 6 жестко соединен со стержнем 8, на котором размещены центрирующие элементы, выполненные в виде ребер 9. Стержень 8 размещен в полости пружины 4. Верхний конец пружины 4 размещен в расточке 10 обтекателя 11, который центрируется в расточке корпуса 1. Обтекатель 11 навинчен на стержень 8. Переходник 6 соединен с переводником 3 посредством трубчатого элемента 12. Обтекатель 11 снабжен по периметру наклонными элементами в виде наклонных лопаток 13 или наклонных отверстий 14. Внутренняя поверхность корпуса 1 и наружная поверхность трубчатого элемента 12 образуют шламосборную камеру 15. Навивка пружины 4 выполнена навстречу наклону лопаток 13 или отверстий 14 обтекателя 11.

Устройство работает следующим образом. При подаче промывочной жидкости к забойным механизмам шлам, находящийся в бурильной колонне, опускается вниз с промывочной жидкостью, доходит до фильтра, где обтекатель 15 конусной формы рассредоточивает поток на наклонные лопатки 13 или наклонные отверстия 14. Наклонные лопатки 13 или наклонные отверстия 14 закручивают поток со шламом, который под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса 1, где под действием гравитационных сил выпадают в осадок фракции шлама, которые скапливаются в шламосборной камере 15. При этом на входе промывочной жидкости в межвитковый зазор пружины ее скорость падает из-за изменения направления движения промывочной жидкости. Падение скорости вызывает дополнительное осаждение шлама в шламосборную камеру 15.

Для очистки шламосборной камеры 15, фильтр поднимают из скважины, разбирают, удаляют шлам, регулируют межвитковый зазор, посредством навинчивания обтекателя, вновь собирают и затем вместе с забойными механизмами опускают в скважину.

1. Фильтр для гидравлического забойного двигателя, включающий цилиндрический корпус, установленный между элементами бурильной колонны с помощью верхнего и нижнего переводников, в котором расположен фильтрующий элемент в виде пружины сжатия, верхний торец которой установлен в верхней, а нижний - в нижней опоре, состоящий из переходника с отверстиями, соединенного с трубчатым элементом, установленным в нижнем переходнике, при этом на переходнике закреплен стержень с центрирующими элементами в виде реберных пластин с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью пружины сжатия, отличающийся тем, что верхняя опора выполнена в виде обтекателя, снабженного по периметру наклонными направляющими элементами, а направление навивки пружины сжатия выполнено навстречу наклону направляющих элементов.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что направляющие элементы обтекателя выполнены в виде наклонных лопаток или наклонных отверстий.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что обтекатель выполнен конусным.