3.1 Разработка дросселирующего устройства для управления устьевым давлением

Как было показано ранее, применяющиеся в настоящее время дроссели с ручным или дистанционным управлением типа ДР-80х35, ДР-80Г*35 и другие обладают рядом конструктивных недостатков, существенно затруд- няющих регулирование величины затрубного давления при бурении скважин с герметизированным устьем.

нестабильность работы в условиях интенсивного выноса абразивного шлама; -

отсутствие оперативной обратной связи «давление на устье - степень открытия дросселя»;

- малый ресурс работоспособности.

Указанные обстоятельства диктуют необходимость создания нового дросселирующего устройства. При этом следует учитывать, что создаваемая конструкция должна вписываться в габаритные и присоединительные разме- ры существующего в отрасли блока дросселирования манифольда МПБ2- 80x35 без конструктивных изменений последнего. Это условие может быть выполнено за счет комплектации нового устройства из узлов и деталей ма- нифольда и задвижки с гидравлическим управлением ЗМГ-80*35. Таким об- разом останутся неизменными основные параметры и надежность на уровне требований, предъявляемых к обвязке противовыбросового оборудования. То есть основное внимание при конструировании нового устройства должно быть уделено проектированию запорного узла.

Оригинальное решение, отличающее предложенную конструкцию от известных дросселей, было найдено в применении резиновой запорной пары

«шар-седло», степень открытия которой регулируется величиной давления воздуха в приводном цилиндре дросселя.

Конструкция дросселя представлена на рисунке 5. Дроссель состоит из следующих составных частей: гидравлического цилиндра 1, присоединяемо- го к тройнику блока дросселирования 3 накидной гайкой 2.

Из конструктивных особенностей дросселирующей пары следует вы- делить следующее. Втулка выполнена двухсторонней резинометаллической, упирающейся в торец расточки тройника, что позволяет производить замену изношенной втулки без демонтажа дросселя..

Резиновый запорный шар выполнен методом литья под давлением, крепление его к штоку осуществляется закладной резьбовой втулкой. Такое исполнение шара позволяет ликвидировать шов, возникающий при его прес- совании и вулканизации в разъемной прессформе.

Дроссель работает следующим образом. В дроссель, установленный вместо тройника блока дросселирования манифольда МПБ-2х80-35 буровой раствор поступает из гасителя потока в запорную резиновую пару (втулка 7, шар 5). Заданная величина противодавления на устье устанавливается путем задания давления воздуха в цилиндре 1, что вызывает соответствующее из- менение зазора в дроссельной паре. При необходимости, установка величины зазора может быть произведена вручную путем перемещения штока гидро

с

цилиндра. Эта же операция позволяет уменьшить амплитуду автоколебаний в системе управления.

В случае образования шламовой пробки резиновый шар перемещается, увеличивая зазор в дроссельной паре. Шламовая пробка продавливается по- током бурового раствора в выкидную линию и далее на газосепаратор. После самоочистки устройства дроссельная пара автоматически возвращается в ра- бочее положение. Таким образом исключается закупорка дросселя шламовой пробкой, а, следовательно, необходимость прерывания процесса бурения для его очистки. мм 80 мм 70 мм 80 МПа 2,5 МПа 0-3,5 МПа 9,0 МПа ±0,05 дм3/с 32 кг/м3 1800 мм 40 к 373 час 8 Дроссель имеет следующие технические характеристики: -

Условный диаметр манифольда, -

Внутренний диаметр втулки дросселя, -

Наружный диаметр шара дросселя, -

Максимальное рабочее давление в системе управле- ния,

Рабочий диапазон регулирования величины устьево- го давления,

- Максимальная величина кратковременного устьевого давления,

Диапазон колебания величины устьевого давления при использовании дросселя, -

Производительность бурового раствора, -

Плотность бурового раствора, не более -

Размер шламовых частиц до -

Рабочая температура среды, не более -

Работоспособность дроссельной пары, не менее

Таким образом, разработанный дроссель обладает следующими пре- имуществами:

- автоматически поддерживает заданную величину устьевого давления при бурении скважин с герметизированным устьем в условиях интенсивного выноса шлама; -

обеспечивает пропуск шламовых пробок без существенного измене- ния величины устьевого давления; -

обеспечивает регулирование устьевого давления в процессе бурения системой пневматического управления; -

обеспечивает работоспособность в среде аэрированного и утяжелен- ного буровых растворов и пен; -

не требует внесения конструктивных изменений в стандартный блок манифольда МПБ-280-35; -

обеспечивает быструю замену дроссельной пары.