Обратный клапан для бурильной колонны

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для предотвращения зашламления турбобура и перелива жидкости через бурильную колонну. Цель - повышение надежности и долговечности работы. Для этого в полости нижней части корпуса установлена цилиндрическая втулка 10с кольцевым выступом 11 на верхнем торце. Втулка 10 установлена с возможностью взаимодействия ее выступа 11 с упругим элементом седла с внутренней втулкой 5. Последняя имеет ребра, расположенные над верхней торцовой поверхностью его наружной втулки 4. Такое расположение ребер втулки 5 седла обеспечивает снижение эрозионного износа ребер 3, сохраняет прочность седла и увеличивает длительность работы клапана. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 34/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ, ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f2 (21) 4384546/03 (22) 28.12,87 (46) 30.05.91. Бюл. М 20 (75). И.И.Попов, Ю.И.Спиваковский, Ю.П.Плодухин и А.Н.Орликовский (53) 622.24.05 (088.8) (56) Патент ПНРМ 67454, кл. F 16 К 15/04, опублик. 1973.

Патент США М 2063921, кл. 137-515, опублик. 1936. (54) ОБРАТНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ (57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для предотвращения зашламления турбобу!

Ж„„1652515 А1 ра и перелива жидкости через бурильную колонну. Цель — повышение надежности и долговечности работы. Для этого в полости нижней части корпуса установлена цилиндрическая втулка 10 с кольцевым выступом 11 на верхнем торце. Втулка 10 установлена с возможностью взаимодействия ее выступа

11 с упругим элементом седла с внутренней втулкой 5. Последняя имеет ребра, расположенные над верхней торцовой поверхностью его наружной втулки 4, Такое расположение ребер втулки 5 седла обеспечивает снижение эрозионного износа ребер

3, сохраняет прочность седла и увеличивает длительность работы клапана. 3 ил.

1652515

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для предотвращения зашламления турбобура и перелива жидкости через бурильную колонну при наращивании бурильных труб 5 в процессе бурения.

Целью изобретения является увеличение долговечности и надежности работы кг.апана.

На фиг,1 схематично изображен обрат-. 10 нйй кл-пан для бурильной колонны; на ф г.2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3— уг ругая уплотнительная втулка клапана.

Обратный клапан для бурильной колонны включает корпус, состоящий из соеди- 15 ненных по замковой резьбе ниппеля 1 и переводника 2. В полости корпуса установл но составное седло клапана, образованнОе связанными между собой ребрами 3 втулок 4 и 5, наружной и внутренней соот- 20 ветственно. Наружная втулка 4 образует с корпусом клапана полость для размещения упругого уплотнительного элемента 6. ТарЕльчатый запорный орган имеет тарелку 7 и шток 8, расположенный во внутренней 25 втулке 5 седла и подпружиненный относительно нее пружиной 9. В полости ниппеля

1, являющегося нижней частью корпуса, расположена цилиндрическая втулка 10, имеющая на верхнем торце кольцевой вы- 30 ступ 11. Втулка 10 нижним торцом упирается во внутренний бурт ниппеля, а верхним торцфм за счет наличия кольцевого выступа 11 п д>кимает упругий уплотнительный элемент 6. Втулка 10 одновременно является 35 защитой полости ниппеля от абразивного износа и по мере необходимости может бь!ть заменена.

Ребра 3, связывающие наружную и внутреннюю втулки(4 и 5 соответственно) 40 седла, расположены над верхней торцовой поверхностью 12 втулки 4.

Тарелка 7 запорного органа выполнена с рабочей поверхностью в виде двух участков 1" и 14, имеющих разную конусность. 45

С бдло для взаимодействия с участками 13 и

14 тарелки 7 имеет ответную посадочую поверхность в виде конусной поверхности 15 на нижнем торце втулки 4 и поверхности 16 уплотнительного элемента 6. Поверхность 50 уплотнительного элемента для лучшей герметизирующей способности может быть выполнена с кольцевой треугольной канавкой

1 1 и наружными боковыми треугольными канавками 18. 55

Обратный клапан для бурильной колонны работает следующим образом, При работе клапана промывочная жидкость из бурильной колонны поступает во внутренний канал обратного клапана со стороны переводника, проходит полость переводника 2 и воздействует на тарелку 7 клапана. отжимает ее и поступает в полость ниппеля 1, проходит кольцевой канал между тарелкой 7 и втулкой 10 и выходит в колонну труб (не показано), При прекращении циркуляции жидкости тарелка клапана пружиной поджимается к уплотнительной втулке и запирает клапан, предотвращая перетекание жидкости из затрубного пространства в турбобур (не показано).

За счет наличия в полости нижней части корпуса цилиндрической втулки 10 с выступом 11 на нижнем торце и расположения втулки с возможностью взаимодействия с упругим элементом 6 обеспечивается объемное сжатие последнего и образование на конце упругого элемента кольцевой поверхности 16 в форме тора, являющимся посадочной поверхностью запорного органа клапана.

При воздействии давления свыше

150 кгс/см тарельчатый орган отжимает к

2 кольцевому выступу защитной втулки новые слои упругого элемента, при этом тарельчатый орган продвигается в сторону седла и садится на коническую поверхность 13 наружной втулки 4 седла, Это двойное уплотнение создает надежную герметизацию при малых и больших давлениях. Испытаниями подтвер>кдена надежная герметизация при давлении до 500 кгс/см .

Кроме того, втулка 10 надежно защищает корпус клапана от эрозионного износа, особенно вблизи кольцевого выступа защитной втулки, где большая скорость потока, выходящего из канала седла.

Рабочая поверхность тарельчатого органа, выполненная в виде двух участков 13 и 14 разной конусности для взаимодействия с рабочими поверхностями 15 и 16 седла соответственно, повышает надежность и долговечность клапана. Наружный участок может быть выполнен с конусностью kH=2tg35 =1,4, а внутренний с конусностью

kb=2 tg 55 =2,86. Сопря>кение с составным седлом происходит следующим образом.

Наружная поверхность 14 сопря ается с упругим элементом. Конусность наружной поверхности позволяет поджимать упругий элемент к кольцевому выступу втулки 10.

Внутренний участок 13 контактирует с конической поверхностью 15 втулки 4.

Располо>кение ребер втулки седла над верхними торцовыми поверхностями втулки

4 седла обеспечивает повышение надежности и долговечности клапана за счет снижения эрозионного износа ребер, сохраняет прочность седла и увеличивает длительность работы клапана.

1652515

Составитель В,Родина

Техред M.Ìoðãåíòàë

Корректор Л.Бескид

Редактор В.Середа

Заказ 1753 Тираж 359 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Обратный клапан для бурильной колонны, включающий корпус, состоящий из двух частей, связанных резьбовым соединением, установленное в полости корпуса составное седло, содержащее связанные ребрами наружную и внутреннюю втулки и упругий элемент, расположенный в полости между корпусом и наружной втулкой седла, подпружиненный тарельчатый запорный орган со штоком, расположенным во внутренней втулке седла, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности и долговечности работы, он снабжен расположенной в полости нижней части корпуса цилиндриче5 ской втулкой с кольцевым выступом на верхнем торце, причем цилиндрическая втулка установлена с воэможностью взаимодействия ее кольцевого выступа с упругим элементом седла, а ребра, связывающие втулки

10 седл-, расположены над верхней торцовой поверхностью его наружной втулки.