SU1656112A1 - Стенд дл испытани бурильного инструмента при высоких давлени х - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию дл  исследований работоспособности бурильного инструмента, в частности к конструкци м стендов. Цель - расширение технологических возможностей стенда за счет увеличени  диапазона моделировани  давлени . Стенд включает испытательную камеру (К) 1 с крышкой 2, соединенной посредством шлицевого вала 3 с поршнем 4 узла 5 нагружени , раздел ющим К 1 на масл ную А и бурового раствора Б полости. После сборки К 1 с блоком горной породы 10 в К 1 устанавливаетс  компоновка в составе: бурильный инструмент 9, забойный двигатель 8, насос (Н) 7 бурового раствора и элек- тродвигатель 6 и узел 5 нагружени . Полости А и Б и св занные с ними напорной 17 и сливной 22 магистрал ми полости В и Г гидроразделител  (ГР) 13 заполн ютс  соответствующими жидкост ми. В полости В размещен Н 15 низкого давлени  с электроприводом 16, а на напорной магистрали 17 Н 15 установлен обратный клапан 18, управл емый редукционный клапан 19 с соединенной с полостью В сливной магистралью 20. Напорна  магистраль 17 Н 15 сообщена с полостью над узлом 5 нагружени . При осевом перемещении компоновки (осуществление процесса бурени ) поддержание заданного перепада и величин давлени  в полост х К 1 и ГР 13 происходит автоматически за счет движени  поршн  4 ГР 13 к верхнему положению и изменени  расхода масла, поступающего в К 1 через клапан 19 из масл ной полости В. 1 ил. 10 с о ел о

Description

ю

Изобретение относитс  к исследовани м работоспособности бурильного инструмента , в частности к конструкци м стендов, обеспечивающих испытани  забойных двигателей дл  бурени  скважин в услови х повышенных давлений и температур.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей стенда за счет

увеличени  диапазона моделировани -давлени .

На чертеже представлена конструкци  стенда дл  испытани  бурильного инструмента при высоких давлени х.

Стенд содержит испытательную камеру 1 с крышкой 2, соединенной посредством шлицевого вала 3 с поршнем 4 узла нагруженил 5, радел ющим камеру на масл ную А и бурового раствора Б полости, и размещенными в полости Б электродвигателем 6 с насосом 7, забойным двигателем 8 с бурильным инструментом 9, а также блоком горной породы 10, насос 11 высокого давлени  с напорной магистралью 12, гидроразделитель 13 с поршнем 14, разобщающим гидроразделитель на масл ную В и бурового раствора Г полости, и размещенными в полости В насосом 15 низкого давлени  с электроприводом 16 ч и установленным на напорной магистрали 17 насоса 15 обратным клапаном 18, управл емый редукционный клапан 19 с соединенной с полостью В сливной магистралью 20 и дифманометр 21 высокого давлени , св зывающий напорную магистраль 17 и сливную магистраль 22 камеры 1 высокого давлени .

Стенд работает следующим образом.

После сборки камеры 1 с блоком горной породы 10 в камеру устанавливаетс  компоновка в составе; бурильный инструмент 9 - забойный двигатель 8 - насос 7 бурового раствора - электродвигатель 6 - узел 5 на- гружени  - верхн   крышка 2 камеры 1, Крышка 2 камеры соедин етс  с корпусом камеры 1, и соединены герметизируетс . Полости камеры А и Б, образованные в ней поршнем 4 узла нагружени  5, и св занные с ними напорной 17 и сливной 22 магистрал ми полости В и Г гидроразделител  13 заполн ютс  через штуцеры (на чертеже не показаны) соответствующими жидкост ми: полости А и В - трансформаторным маслом, полости Б и Г - буровым раствором. Заполнение ведетс  до полного вытеснени  из полостей воздуха и по влени  сплошных струй жидкостей из соответствующих воздушников (на чертеже не показаны). Опережающее заполнение - полостей Б и Г.

После заполнени  воздушники закрываютс  и создание высокого давлени  в полост х стенда осуществл етс  подачей масла от насоса 11 в полость В гидроразде личел  13, поршень 14 которого после заполнени  полостей находитс  в крайнем верхнем положении.

По мере заканчивани  масла в полость В гидроразделител  13 давление в этой полости повышаетс  и на поршне 14 возникает усилие, создающее соответствующее давление в подпоршневых полост х Г и Б гидроразделител  13 и камеры 1. Одновременно благодар  избыточному давлению масло поступает через обратный клапан 18 в напорную магистраль 17 камеры 1 и создает то же давление в полости А камеры 1.

Поршень 14 гидроразделител  13 при этом постепенно перемещаегс  в нижнее

положение, компенсиру  сжимаемость масла и бурового раствора, а также деформацию корпусов камеры 1 и гидроразделител  13 при увеличении давлени .

При достижении в камере 1 заданной

величины давлени  насос 11 высокого давлени  отключаетс , а его напорна  магистраль 12 герметично перекрываетс  запорным вентилем (на чертеже не показан ).

Далее работа установки может происходить а трех режимах: холостого хода, осевого нагружени  (износные испытани ) и осевого нагружени  с перемещением компоновки (процесс бурени ).

Холостой ход работы установки возникает при включении электродвигател  8, привод щего во вращение насос 7. Насос 7 засасывает буровой раствор из подпоршнсвой полости Б камеры и подает его в забойный двигатель 8, который совместно с установленным на его валу бурильным инструментом 9 приводитс  во вращение. Буровой раствор при этом из двигател  проходит

через буровой инструмент 9 и, омыва  забой , возвращаетс  в подпоршневую полость Б камеры.

Осевое нагружение бурового инструмента создаетс  заданной разностью давлений на поршне 4 узла нагружени  5 и передаетс  к инструменту 9 силовым контуром компоновки. Разность давлений при этом возникает вследствие работы погружного насоса низкого давлени  15, обратного клапана 18 и управл емого редукционного клапана высокого давлени  19. При включении электропривода 16 насос 15 подает масло из надпоршневой полости В гидроразделител  13 в напорную

магистраль 17. Обратный клапан 18 при этом закрываетс , и масло поступает к редукционному клапану 19, который обеспечи- вает заданную разность давлени , перепуска  часть масла обратно в полость В

и гидроразделител  13. Контроль за величиной перепада давлени  на поршень 4 и управление настройкой редукционного клапана 19 осуществл етс  по показани м дифманометра высокого давлени  21, подсоединенного к магистрал м подачи масла 17 и слива бурового оаствора 22 камеры 1.

При осевом перемещении компоновки (осуществление процесса бурени ) поддер- жание заданного перепада и величии давлени  в полост х камеры 1 и гидроразделител  13 происходит автоматически за счет движени  поршн  4 гидроразделител  к eepxHGMV положению и изменени  расхода масла, поступающего в камеру 1 через

клапан 19 из масл ной полости В гидроразделител  13.

По окончании процесса бурени  электропривод 16 насоса 15 низкого давлени  выключаетс , давление из полостей установки стравливаетс  через масл ную полость В гидроразделител  13, камера 1 разгерметизируетс  и компоновка с испытанным объектом извлекаетс  из камеры 1- дл  дефектации и переборки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стенд дл  испытани  бурильного инструмента при высоких давлени х, содержащий испытательную камеру с размещенными в ней узлом нагружени , погружным электродвигателем с насосом,

   бурильным инструментом, например забой- ; ным двигателем, блоком горной породы, и гидроразделитель с масл ной полостью, насос высокого давлени , напорные и сливные

   магистрали, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей стенда за счет увеличени  диапазона моделировани  давлени , он снабжен размещенным в масл ной полости

   гидроразделител  погружным насосом низкого давлени  с обратным и редукционным клапанами в напорной магистрали, причем масл на  полость гидроразделител  сообщена с напорной магистралью обратного

   клапана и со сливной магистралью редукционного клапана, а напорна  магистраль насоса низкого давлени  сообщена с полостью над узлом нагружени .