Клапан

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для перекрытия переходного канала труб от прямого или обратного тока жидкости под действием перепада давления. Цель изобретения - повышение надежности работы при расширении технологических возможностей. Клапан содержит корпус 1, двухсторонний посадочный элемент в виде упругой разрезной металлической шайбы 8 и установленных с ее торцовых сторон зеркально друг к другу резинометаллической диафрагмы 7 и резинового седла 11. Герметизация клапана от прямого и обратного тока жидкости достигается при помощи бросового металлического шара. Он имеет ограничитель перемещения, выполненный в виде подпружиненной относительно корпуса 1 втулки 16. Шайба 8 может быть выполнена в виде резиновой шайбы 12 с секторными выемками 13, в которых пригумированы металлические секторы 14. При этом диафрагмы 7 установлены с возможностью перекрытия разреза шайбы 8. При заходе шара в седло 11 с посадкой на шайбу 8 он перекрывает канал бурильных труб от обратного тока жидкости. При этом давление в скважине растет и при достижении расчетной величины шар продавится через шайбу 8 в верхнее положение, формируя прямой клапан. При необходимости изменить рабочее давление производится замена шайбы 8 на другую и осуществляется новый спуск клапана на инструменте в скважину. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 46 А1 (5D 4 E 21 В 17/00 34/10

ЕГГ3292

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) КЛАПАН

d !

О

2D

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4265777/23-03 (22) 26,05.87 (46) 30.06.89. Бюл. М 24 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Е.С.Важнов, В.А.Хуршудов и Г.В.Крамаров (53) 622.24.05 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

419615, кл. Е 21 В 17/00, 1974.

Патент США М 3096825, кл. 166-224, опублик, 1963. (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для перекрытия переходного канала труб от прямого или обратного тока жидкости под действием перепада давления. Цель изобретения — повышение надежности работы при расширении технологических возможностей. Клапан содержит корпус 1, двухсторонний посадочный элемент в виде упругой разрезной металлической шайбы 8 и установленных с ее торцовых сторон зеркально друг к другу резинометалличес!

490246 бы 8. При заходе шара в седло ll c посадкой на шайбу 8 он перекрывает канал бурильных труб от обратного тока жидкости °, При этом давление в скважине растет и при достижении расчетной величины шар продавится через шайбу 8 в верхнее положение, формируя прямой клапан. При необхо10 димости изменить рабочее давление производится замена шайбы 8 на другую и осуществляется новый спуск клапана на инструменте в скважину, 1 з,п. А-лы, 8 ил.

Изобретение относится к бурению 20

Н! Атя1п,1х 11 газовых скважин и предII;i 3на 1,«тся лля .з-ерекрытия переходи 1 о ка1п1:1а Tpуб от прямого или обра. пого ток;l ih»gincTH под действием пс р1»:1л;3 л,»3.1«пий определенной вели- 25

Ч1 1 Н1 I, .c ii г к. i.!;.,»I;I n перекрывающим el o

nI3t. рху пар и; IIl AHI „4 — òn же, с

1п и крыв и щи 1 е о снизу шарс м; на 35

Лиг, 5 и 6 — ра 3ре зная шайба, вариан I l l 11ьн1 .1пе нпя; па фи1.. 7 — верхняя .!iiklnм" га:IëH÷ånêëÿ диаАрагма; на фиг. 8 — п1жняя резиномезалпическая

;IH;III>p;. гма . 40

K:l;i: » ii3nòi3Hò 117 корпуса 1, на

InI!il;1:;, >торогn 11нутри и снаружи ны— .. к11«ны роз1,бь1 2 и 3. Р>нутренняя кокп1ч е ск;1я резьба 2 и ереходит н цилпндри 1«ску1- резьбу -! н которую ннорачи11а«гnk! 1 й1 1 5. 1!иже г гйки Э устанав— лп11ается нс.рхнее резиновое седло 6, !

3«7хняя ре зиноме I iïëI3÷åñêàÿ диафраг7, ра3p(зная металлическая шайба 8 п 0.1 зрезl>l 9, установленные зерка I!, 50

1in I, РКЛПГМ вЂ” НнжНЯЯ РЕЗИНОМЕтаЛЛИ— чс;к,!kI;IHHIbp;Ir is 10 и нижнее резино13» - сс д 1о 11, Д31я исключения затека— ния резины с.вдла !1 в разрез 9 разpIзной паибы 8 и обеспечения ; ерме55 ти3;зции разреза 9 циаАрагмы 7 и 10 ньп1олпены в ниде ре. зиновых III;lHD 12 с секторными выемками 13, н которых при1умиронаны металлические (четыре, кой диаАрагмы 7 и резинового седла

11, Герметизация клапана от прямого и обратного тока жидкости достигается при помощи бросового металлического шара. Он имеет ограничитель перемещения, выполненный в виде подпружиненнои относительно корпу-са 1 Fòóëки 16, !!!айба 8 может быть выполне1а в ниде резиновой шайбы 12 с секторными выемками 13, н которых пригумирон;»ьь1 гчеталлические секторы 14. При .-1т м дпафр;1гмы 7 установлены с во 3мо;-,11остзю перекрытия разреза шай .!«.:I и «;брстения — повышение на31 æï .. п1 раб-.ill ilpii расширении тех—

И:i.. ИЧЕСКИХ Н 1М гж11С СГЕй КЛанапа, 1i i гн1 . 1 ох«м;.тичпо IIOK;Içàki клаII lII ра 1рез; k!,. ф1» . 2 — сечение AË

11а А;11 . I; Iiа фн! . 3 — !ion;Iki,owIIIIH шесть) секторы !4. Резинометаллические диаАрагмы 7 расположены так, что

näHí из секторов 14 перекрывает разре!3 9 металлической разрезной шайбы 8. Причем разрез 9 разрезной шайбы 8 клапана выполнен или параллельно (Аиг. 5), или под углом к оси, или н виде ступенчатого замкового разре.за (Аиг. 6) .

Герметизация клапана от прямого и обратного тока жидкости достигается при помощи бросового металлического шара 15, Для исключения уноса вниз шара 15 под -едлом !1 устанавливается ограничигель перемещения шара 15, состоящий из распорной вгулки 16, в прорези !7 которой при помощи ребер 18 установлен центратор 19 с нставленным полым штоком 20 с надетой пружинои 21.

Клапан работает следующим образом.

Корпус 1 сп всеми деталями, кроме пара 15, собранными и зафиксированными гайкой 5, устанавливается над долотом (при необходимости н любом мес.ге) и спускается в скважину, где по мере необходимости проводятся работы, не требующие перекрытия канала бурильных труб, например при бурении (Аиг ° 1), !1!ар !5 бросается в бурильные трубы по мере необходимости для выполнения той или иной технологической операции, Если, например, появилась необходимость в определении пластового давления, то промывка (или бурение) останавливается, отворачивается квадрат 1;1я штанга и в бурильные трубы брасын,1ется шар 15. Зайдя в верхнее

1490246 седло 6 и диафрагму 7 шар 15 садится на разрезную металлическую шайбу 8, образуя прямой клапан (фиг, 3).

После определения давлением, что шар 15 установился в седле 6, закрывают превентор и в затрубное пространство эакачивают жидкость с плотностью ниже, чем у бурового раствора (например, воду). По мере закачинания воды в кольцевое пространство давление в нем на устье будет расти, Зная избыточное давление на устье, величину столба воды в кольцевом пространстве и величину столба бурового раствора в кольцевом пространстве, расчетом определяют пластоное давление, После проведения исследований по определению пластового давления с отсечкой столба бурового раствора и трубах от жидкости, находящейся н кольцевом пространстве, требуется промыть скважину прямой циркуляциеи для удаления воды и пластоного флюида, поступившего н скважину и процессе испытания.

С э-.ой целью в бурильных трубах создается заранее известное по величине избыточное давление, под действием которого шар 15 проданлинается через металлическую разрезную шайбу 8 и садится на полый шток 20, ограничиваюший его дальнейшее перемещение вниз, При проданлинании шара

15 через разрезную шайбу 8, имеющийся разрез 9 увеличивается в сечении, обеспечивая пропуск шара 15. Однако нарушения герметичности не происходит благодаря наличии герметизируищих элементов резинометаллической диафрагмы 7 и резинового седла 6, Резинометаллическая диафрагма 7 обеспечивает перекрытие разреза 9 разрезной шайбы 8 за счет перемещения металлических секторов !4, которые по мере роста давления в той же степени прижимаются к разрезной шайбе

8, перекрывая полностью разрез 9 и исключая затекание резины седра 6 в разрез 9, Окончательно герметизация проходного канала клапана завершается одним из резиновых седел (6 и 11).

Шток 20, фиксируя map 15 по оси корпуса 1 и поджимая его пружиной 21 к нижнему седлу 11 и далее к разрезной шайбе 8, образует обратный клапан (фиг. 4).

Для перевода при необходимости обратного клапана в прямой следует загерметизировать устье скважины превентером и подавать (цементировочным агрегатом или буровым насосом) буровой раствор в затрубное пространство.

При этом пружина 21 и восходящий поток жидкости обеспечит заход. шара

10 15 в нижнее резиновое седло 11 с посадкой на разрезную шайбу 8 и перекрытием канала бурильных труб от обратного тока жидкости, Давление в скважине при этом будет расти и после достижения расчетной величины, шар продавится через разрезную шайбу 8 в верхнее положение, формируя прямой клапан, Давление, при котором клапан перв20 водится из положения "Прямои" в положение "Обратный" или наоборот, задается заранее из технологических соображений и обеспечивается установкой соответствующей разрезной шайбы.

При очередном подъеме бурильного инструмента из скважины осуществляется ревизия деталей клапана, а при необходимости изменить рабочее давление производится замена разрезной

З0 шайбы на другую и осуществляется новый спуск клапана на инструменте н скважину с шаром или без него в занисимости от поставленных задач. ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Клапан, содержащий корпус, двухсторонний посадочный элемент под бросовый шар и установленный под по40 садочным элементом ограничитель перемещения шара, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности работы при расширении технологических возможностей, двухсторон45 ний посадочный элемент выполнен в виде упругой разрезной металлической шайбы и установленных с ее торцовых сторон зеркально друг другу резинометаллической диафрагмы и резинового

50 седла, а ограничитель перемещения шара выполнен в виде подпружиненной относительно корпуса втулки, 2. Клапан по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что резинометаллическая диафрагма выполнена в виде резиновой шайбы с секторными выемками и пригумированных н них металлических секторов, причем резинометалли1490246 шайбы металлическим сектором резинометаллической диафрагмы, А-А

Фиг. 2

Фиг. 7

©иа. 8

Составитель В.Родина

Редактор М,Середа Техред N.Õîäàíè÷

Корректор A,Êoçoðèç

Заказ 3679/33 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ческие диафрагмы установлены с возможностью перекрытия разреза упругой

1Ч

1