Циркуляционный клапан

 

1.ЦИРКУЛЯ1ЩОННЬЙ КЛАПАН, содержащий полый корпус с радиальными каналами,и внутренним кольцевым выступом, замковый элемент, телескопически установленный относительно корпуса полый переводник и полый дифференциальный подпружиненный относительно корпуса шток-поршень, выполгненные с проточками под замковый элемент , отличающийся тем, 4Td, с цельюрасширения функциональных возможностей за счет обеспечения частичной заливки труб скважинной жидкостью в процессе спуска клапана., шток-поршень-размещен в осевом канале переводника, а переводник выполнен в нижней части с аксиальными каналами, в которых установлены подпружиненные упоры с кольцевыми проточками под замковый элемент и с хвостовиками.для взаимодействия с кольцевым выступом корпусу, расположенным под аксиальными канаi лами перевод1шка. I 2. Клапан по п. 1, о т л и ч а ю (Л щ и и с я тем, что:пр6странствб, ограниченное переводником, корпусом С и дифференциальным штоком поршнем, заполнено тормозной жидкостью и в нем установлена подпружиненная перепускная шайба.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (29) (222

4 (51) Е 21 В 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

;1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3577339/22-03. (22) 08.04.83 (46) 30.01.85. Вюл.1Ф 4 (72) Ф.Х.Камалов и В.И.Портнов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (53) 622.245.4(088.8) (56) 1. Варламов П. Г. Испытатели пластов многоциклового действия, М., "Недра", 1982„ с. 114-120.

2. Авторское свидетельство СССР. по заявке N 3461055, кл. Е 21 В 49/OQ, 1982 (прототип). (54) (57) 1.ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН, содержащий полый корпус с радиальными каналами,и внутренним кольцевым выступом„ замковый элемент, телескопически установленный относительно корпуса полый переводник и полый дифференциальный подпружиьенный относительно корпуса шток-поршень, выпол ; ненные с проточками под замковыйэлемент, отличающийся тем, чтб, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения частичной заливки труб сква" жинной жидкостью в процессе спуска клапана., шток-поршень размещен в осевом канале переводника, а переводник выполнен в нижней части с ак- * сиальными каналами, в которых установлены подпружиненные упоры с кольцевыми проточками под замковый эле- мент и с хвостовиками для взаимодействия с кольцевым выступом корпуса, расположенным под аксиальными каналами переводника. ф

2. Клапан по п.1; о т л и ч а ю " шийся тем, что,пространство, ограниченное переводником, корпусом и дифференциальным штоком поршнем, заполнено тормозной жидкостью и в нем установлена подпружиненная перепускиая шайба.

1137192

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к циркуляционным клanанам для сообщения полости труб, на которых спускается в скважину испытатель пластов, с затрубным пространством с целью частичного заполнения труб скважинной жидкостью, а также с целью ооеспечения прямой и обратной циркуляции.

Известен клапан универсальный, 10 предназначенный для указанной цели.

Клапан состоит из верхних и нижних переводников, жестко соединенных с корпусом. Внутри корпуса по центру размещен клапанный механизм, сос тоящий из план-шайбы с выступом и пробки с герметизирующими кольцами в верхней части с фигурными пазами в. нижней части.

Взаимодеиствие выступа план-шайбы с фигурными пазами пробки при создании давления в трубах с последующим сбросом давления обеспечивает закрытие или открытие радиального кана ла в к,орпусе для сообщения с затруб:ным пространством Я .

Недостатком известного клапана

1 является то, что при использовании его с испытательным оборудованием

;невозможно передать при необходимос" ти в подпакерное пространство избы точное давление, так как пробка кла пана при этом срабатывает на открытие радиального клапана. Недостатком также является отсутствие в клапане центрального сквозного канала,через который можно было бы при необ ходимости пропустить любой малогаба,ритный геофизический прибор или дру-, гие предметы.

Известен также циркуляционный кла.пан, содержащий полый корпус с радиальным каналом и внутренним коль- цевым выступом замковый элемент, :телескопически установленный относи" тельно корпуса полый переводник и полый дифференциальный подпружичен:ный относительно корпуса шток-поршень, выполненные с прОточнами под ,замковый элемент j2), Клапан позволяет обеспечить пря" мую и обратную циркуляцию жидкости, создать избыточное давление для доставки жидкости под пакер, пропускать, кабель через сквозной канал, Однако клапан не обеспечивает час-55 тичной заливки труб скважинной жидкостью в процессе спуска испытатель" ного инструмента.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения частичной заливки труб скважинной жидкостью в процессе спуска клапана.

Поставленная цель достигается тем,,что в циркуляционном клапане, содер- .

:жащем полый корпус с радиальными каналами и внутренним кольцевым высту.пом, замковый элемент телескопичесI ки установленный относитель корпуса

:полый переводник и полый дифферен циальный подпружиненный относитель но корпуса шток-поршень, выполненные с проточками под замковый эле.мент, шток-поршень размещен в осевом канале переводника, а переводник выполнен в нижней части с аксиальными каналами, в которых установлены подпружиненные упоры с кольцевыми проточками под замковый элемент и с

;хвостовиками для взаимодействия с кольцевым вытупом корпуса, расположенным под аксиальными каналами переводника.

Пространство, ограниченное переводником, корпусом и дифференциальным штоком-поршнем, заполнено тормозной жидкостью и в нем устаноВлена подпружиненная перепускная шайба..

На фиг. 1 показан клапан в транспортном положении с открытым радиальным каналом, на фиг.2 — клапан с закрытым радиальным каналом, на фиг.3 клапан, сжатый в период передачи избыточного давления в подпакерное пространство.

Циркуляционный клапан содержит корпус 1 с радиальным каналом 2 таких каналов может быть несколько), сообщающим полость труб с затрубным пространством, полый дифференциальный шток-поршень 3 с уплотнителями Д и 5„ подвижный относительно корпуса полый переводник 6 с ус" тупом 7 на его внутренней поверхности. Ни;княя часть переводника 6 содержит в аксиальных отверстиях д упоры 8 с кольцевой проточкой о и пружины 9, а в радиальных отверстиях 5

/ шары 10, которые во взаимодействии с кольцевой проточкой C на штокепоршне 3 служат замковым элементом.

Для передачи вращающего момента кор" пусу шток подвижного переводника 6 выполнен шестигранным.

Между камерой li с тормозной жидкостью минеральное масло и разде3 !!37 лительным поршнем !2, поджатым пружиной 13, в утолщенной части корпуса размещено гидротормозное реле времени 14 с перепускной шайбой 15 и пружиной 16. !!аэначение реле времени — исключить преждевременное закрытие радиального канала 2 при всевозможных кратковременных посадках инструмента во время спуска его в скважину, Корпус под аксиальными !О каналами переводника имеет внутренний кольцевой выступ 17.

Циркуляционный клапан спускается в скважину в компановке испытательного оборудования, включающего якорь,15 пакер и испытатель пластов, Ниже приводится описание работы клапана в порядке выполнения им функций, предусмотренных технологическими операциями, возможных при 2О испытании скважин.

Через радиальный канал 2 осуществляется заполнение труб скважинкой жидкостью в процессе спуска инструмента в скважину. При этом дифферен- 25 циальный шток-поршень 3 находится под нагрузкой пружины 13 и зафиксирован в нижней части переводника 6 шариками 10,находящимися в кольце вой проточке 7 и упирающимися в ци- З линдрическую поверхность упоров 8.

С достижением заданной глубины для прекращения заполнения труб испытательное оборудование кратковременно с помощью якоря закрепляют в стенке скважины для передачи сжимающей на-! грузки на клапан, Клапан сжимается

М уплотнения 4 шток-поршня 3 перекрывают канал 2, разобщая полость

:труб от эатрубного пространства.

При полном сжатом состоянии кла пана хвостовики 18 упоров 8 опирают ся во внутр1нний торец корпуса 1 и утапливаются в отверстиях 0 до Ь

-совмещения кольцевой проточки с шарами 10. Последние выталкиваются в нее под воздействием верхней кромки проточки .7, поршня 3, который стремится занять крайнее нижнее положение под воздействием пружины. При этом проточка окажется ниже шаров 10;

Сжатие клапан, происходит,медленно с преодолением сспротивления перетока тормозной жидкости иэ камеры 55

1! через реле времени 14 в камеру над разделительным поршнем 12. Ра"четное время полного сжатия клапана

192 4 должно быть меньше времени сжатия испытателя пластов, что может быть достигнуто, например, регулировкой или применением в клапане менее вяз кого масла, чем в испытателе пластов.

С истечением:времени сжатия циркуляционньп клапан растягивают, в результате чего шток-поршень 3 под действием пружины !3 остается на месте и шары 10 выталкиваются в кольцевую проточку о упора 8.

Растягивание клапана или обратный ход подвижного переводника 6 осуществляется без сопротивления гидротормозного реле времени, так как тормозная жидкость из нижней камеры над разделительным поршнем 12 свободно перетекает в камеру 11 через нод пружинепную перепускную шайбу 15.

Далее спуск инструмента продолжает- . ся без заполнения труб °

Циркуляция (прямая или обратная) производится при растянутом и откры-, том радиальном канале 2, для чего в трубах создается давление, превышающее давление гидростатнческого столба жидкости, и благодаря гидрав лической неуравновешенности в уплот- нениях 4 и 5 по отношению к трубному давлению дифференциальный шток-поршень 3 поднимается, открывая радиальный канал 2.

При этом кольцевая проточка Q становится против шаров 10, которые входят в нее, выталкиваемые упором о под действием пружины. 9, и фикси- руют шток в верхнем положении °

Передача повышенного (избыточного) давления в подпакерное пространствo (например, при закачке жидкости в пласт) осуществляется при сжатом циркуляционном клапане и гфи открытом впускном клапане испытатеas, г:.g ;c..ов.

Закрытое положение радиального канала 2 клапана при избыточном давлении внутри труб гарантируется упором шток-поршня 3 в уступ 7 переводника 6, находящегося под сжимающим усилием от веса бурильных пли насосно-компрессорных тр"б.

При необходимости циркуляцию жидкости, т.е. прямую или обратную промывку скважин, а также создание избыточного давления в трубах можно повторить, укаэанными вьппе манипуляциями клапана.

1137192

Применение предлагаемого циркуляционного клапана в составе испытательного оборудования позволит повысить производительность труда за счет сокращения времени спускно-подъемных операций и совмещения работ с геолого — техническим мероприятиями.

1137192

Ю

Составитель И. Кепке

Редактор М Дылын - Техред А.Бабинец Корректор С.черни

Заказ 10485/23 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ШП1 "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная, 4