КОЛЛЕКТОР ДЛЯ БУРОВОГО РАСТВОРА
MUD FLUID MANIFOLD

Область техники
Изобретение относится к коллектору для бурового раствора. Более конкретно, оно относится к коллектору для бурового раствора, вытекающего из трубы при ее отсоединении от колонны труб, причем коллектор в своем активном положении окружает зону трубного соединения. Собирающий объем коллектора содержит пористый материал.
Область техники
Далее все указания на направления соответствуют рабочему положению коллектора, как правило, на буровой площадке.
Когда колонна труб, например буровых труб, должна быть поднята из скважины, по мере извлечения колонны необходимо отсоединять трубу или группу соединенных труб ("свечу") от колонны труб.
Отсоединение часто производят посредством так называемых приводных трубных ключей. Удерживающий трубный ключ захватывает часть буровой колонны, выступающую над буровой площадкой, а рабочий трубный ключ, поворачивающийся вокруг продольной оси трубы, захватывает отсоединяемую трубу. Рабочий трубный ключ ослабляет сцепление трубы с колонной труб, а затем вывинчивает резьбовую часть трубы, вращая ее, из муфты на колонне труб, в то время как рабочий трубный ключ смещается вверх относительно удерживающего трубного ключа.
Извлекаемые колонны труб часто бывают заполнены буровым раствором. Труба, которую нужно отсоединить от колонны труб, в типичном случае содержит несколько сотен литров бурового раствора, который вытекает из зоны присоединения трубы, когда резьбовая часть трубы (ниппель) вывинчивается из соответствующей муфты. При выливании из трубы буровой раствор, вследствие наличия давления столба жидкости в трубе, имеет значительную скорость.
Вытекающий буровой раствор загрязняет рабочую зону и окружающее пространство. В дополнение, он является относительно дорогостоящим. Поэтому обычно буровой раствор собирают с помощью соответствующих средств.
В соответствии с уровнем техники при отсоединении трубы от колонны труб вокруг зоны трубного соединения располагают собирающий контейнер. Этот контейнер (коллектор) снабжен необходимыми уплотнениями и заслонками, чтобы уменьшить скорость вытекающей жидкости и произвести сбор бурового раствора. Вследствие большого размера такого коллектора необходимо отодвигать от него приводной трубный ключ, имеющий U-образную форму, после того как сцепление трубы с колонной труб будет ослаблено, чтобы обеспечить достаточное пространство для собирающего контейнера. Отвинчивание трубы производят, например, посредством вращающего механизма с верхним приводом, когда собирающий контейнер охватывает зону трубного соединения. Собранный буровой раствор сливают из собирающего контейнера через выпускное отверстие.
Необходимость удаления приводного трубного ключа, чтобы освободить место для собирающего контейнера, существенно замедляет работу по отсоединению труб от колонны труб в случае использования обычного U-образного приводного трубного ключа.
Когда используется полностью охватывающий трубу трубный ключ, так называемый трубный ключ на 360°, обычно применяют составной коллектор, снабженный необходимыми уплотнениями, который устанавливают между удерживающим и рабочим трубными ключами.
Раскрытие изобретения
Задача, решаемая изобретением, состоит в устранении или ослаблении, по меньшей мере, одного недостатка, присущего известным решениям.
Данная задача решена созданием изобретения, признаки которого раскрыты в нижеследующем описании и в прилагаемой формуле изобретения.
Согласно изобретению коллектор для бурового раствора, вытекающего из трубы в процессе ее отсоединения от колонны труб, в своем активном положении охватывающий зону соединения указанной трубы с колонной труб, характеризуется тем, что весь собирающий объем коллектора или его части заполнен (заполнены) пористым материалом.
Пористый материал может иметь различную пористость в различных частях собирающего объема коллектора. Может, в частности, оказаться желательным, чтобы пористый материал, который находится ближе всего к зоне соединения (т.е. к трубному замку), имел меньшую плотность, чем материал, расположенный ближе к стенкам коллектора.
Пористый материал может быть образован, например, волокнистым материалом или пеноматериалом с открытыми порами, или комбинацией двух названных материалов.
Пригодными материалами являются натуральные волокна, например пакля или пенька, а также синтетические волокна, например арамидные. Некоторые синтетические вещества становятся пригодными для осуществления изобретения после их вспенивания (т.е. преобразования в пеноматериалы).
Коллектор снабжен вырезом, проходящим от отверстия коллектора до одной из его боковых частей. Благодаря этому коллектор может раздвигаться в радиальном направлении, охватывая трубу или трубный замок. Вырез предпочтительно имеет неплоский профиль, чтобы предотвратить выплескивание бурового раствора через этот вырез.
Пористый материал предпочтительно является относительно гибким. В связи с этим целесообразно установить коллектор на относительно жесткую пластину-поддон, снабженную, по меньшей мере, одним выпускным отверстием. Это, по меньшей мере, одно выпускное отверстие сообщается с выходным каналом (сливным патрубком). В волокнистом материале могут быть предусмотрены коллекторные каналы, ведущие к выпускному отверстию.
Чтобы препятствовать утечкам через боковые части коллектора, эти части снабжены (перекрыты) гибкими пластинами, например резиновыми. Желательно также снабдить относительно жесткой покрывающей пластиной верхнюю сторону коллектора.
Коллектор может быть присоединен к верхней стороне удерживающего трубного ключа. При этом коллектор будет расположен между удерживающим и рабочим трубными ключами. Когда нужно ослабить трубное соединение, коллектор вместе с удерживающим трубным ключом устанавливают в положение, соответствующее охвату трубного замка, при этом вырез упруго раскрывается для ввода в него трубного замка. Вырез снова смыкается, когда трубный замок оказывается внутри вертикального отверстия. Когда рабочий трубный ключ смещают в сторону удерживающего трубного ключа, коллектор подвергается определенному сжатию.
Когда резьбовая часть трубы (ниппель) вывинчивается из муфты на колонне труб, буровой раствор вытекает через трубный замок в пористый материал коллектора, причем в процессе заполнения пористого материала буровым раствором скорость этого раствора снижается.
Одновременно буровой раствор вытекает через, по меньшей мере, одно выпускное отверстие в пластине-поддоне и далее по сливному патрубку, например, в приемную емкость (приемный чан).
Когда в процессе отведения рабочего трубного ключа его отводят вверх относительно удерживающего трубного ключа, коллектор, сохраняя свое герметизирующее положение, расширяется с охватом трубного замка до тех пор, пока буровой раствор не вытечет из трубы.
Таким образом, изобретение обеспечивает создание коллектора для бурового раствора, который особенно эффективен при использовании с U-образными приводными трубными ключами. Изобретение существенно упрощает операции, выполняемые при отсоединении трубы от колонны труб. Кроме того, по сравнению с уровнем техники коллектор согласно изобретению требует существенно меньших капитальных затрат.
Краткое описание чертежей
Далее, в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, будет описан предпочтительный вариант изобретения
На фиг.1 в перспективном изображении, с частичным разрезом, изображен коллектор согласно изобретению.
На фиг.2 схематично, в уменьшенном масштабе, показан коллектор, установленный между удерживающим и рабочим трубными ключами во время отсоединения трубы от колонны труб.
Осуществление изобретения
На чертежах коллектор по изобретению обозначен как 1. Собирающий объем 2 коллектора 1 заполнен пористым и гибким волокнистым материалом 4. Волокнистый материал 4 может представлять собой пеноматериал.
Коллектор 1 снабжен отверстием 6, которое в рабочем положении коллектора является вертикальным. Это отверстие согласовано по размерам с размерами зоны трубного замка 10, т.е. зоны соединения трубы 30 с колонной 8 труб. От отверстия 6 в радиальном направлении отходит, по существу, вертикальный вырез 12, выходящий на боковую часть 14 коллектора. Вырезу 12 придан волнообразный профиль, чтобы предотвратить выплескивание бурового раствора через этот вырез.
С нижней стороны коллектора 1 установлена относительно жесткая пластина-поддон 16, тогда как герметизирующая, гибкая пластина 18 перекрывает боковые части коллектора 1. Верхняя сторона коллектора 1 снабжена покрывающей пластиной 20. В пластине-поддоне 16 и в верхней пластине 20 выполнены U-образные вырезы 19, ширина которых превышает максимальный используемый диаметр трубы. Пластина-поддон 16 снабжена выпускным отверстием 21.
Коллектор 1 устанавливается в свое рабочее положение между удерживающим трубным ключом 22 и рабочим трубным ключом 24 (см. фиг.2), и в этом положении он охватывает трубный замок 10.
Выпускное отверстие 21 в пластине-поддоне 16, которое предпочтительно сообщается с коллекторным каналом 26, имеющимся в волокнистом материале 4, подведено к сливному патрубку 28. Сливной патрубок 28 в предпочтительном варианте связан с удерживающим трубным ключом 22.
Когда требуется отсоединить трубу 30 от колонны 8 труб, трубные ключи 22, 24 вместе с коллектором 1 подводятся к трубному замку 10 на колонне труб таким образом, что вырез 12 раскрывается, а затем, после того как трубный замок 10 войдет в отверстие 6 коллектора 1, закрывается.
Удерживающий трубный ключ 22 захватывает колонну 8 труб и фиксирует ее от поворота вокруг своей оси, тогда как рабочий трубный ключ 24 захватывает трубу 30 и ослабляет сцепление резьбовой части (ниппеля) 32 трубы 30 с муфтой 34 колонны 8 труб. Ниппели 32 и муфты 34 совместно образуют трубные замки 10 на колонне 8 труб.
Когда ниппель 32 вывинчен из муфты 34, рабочий трубный ключ 24 смещают вверх относительно удерживающего трубного ключа 22. Коллектор 1, находившийся до этого в сжатом состоянии, расширяется, заполняя пространство между трубными ключами 22, 24.
Одновременно из трубного замка 10 в пористый материал 4, находящийся в собирающем объеме 2 коллектора, начинает затекать буровой раствор. Когда собирающий объем 2 коллектора будет заполнен, скорость поступления бурового раствора уменьшится. Одновременно буровой раствор вытекает по коллекторным каналам 26 и через выпускное отверстие 21 в сливной патрубок 28. На фиг.2 поток бурового раствора обозначен стрелками.
Коллектор 1 предотвращает утечку бурового раствора в окружающую среду, поскольку герметично охватывает, во время выливания бурового раствора, трубный замок 10. При этом коллектор все время находится между трубными ключами 22, 24, так что нет необходимости убирать эти ключи во время операции отсоединения трубы.