Циркуляционный клапан для испытания пластов

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для проведения прямой и обратной циркуляции после завершения испытания, и позволяет повысить надежность работы клапана и предотвратить разрушение радиальных отверстий. Циркулирующий клапан состоит из корпуса с радиальными перепускными отверстиями 3. В корпусе размещен полый шток 16 с поршнем 11 и гидравлический тормоз 5. На 0,33-0,40 длины внутренней поверхности гидравлической тормозной камеры 5 выполнены продольные пазы 6. Шток клапана снабжен цангой 19 с выступом 20, взаимодействующим с расточкой 8 в корпусе, Для открытия клапана создают давление в трубах, превышающее , давление в затрубном пространстве. При этом возникает усилие, перемещающее поршень 11 из верхнего положения в нижнее , в результате чего происходит сообщение трубного и затрубного пространства через отверстие 3. Выполнение пазов 6 на поверхности камеры 5 позволяет свободно перетекать тормозной жидкости, что обеспечивает мгновенное открытие клапана. Самопроизвольное закрытие последнего предотвращается взаимодействием выступа 20 с расточкой 8 в корпусе. 6 ил. 8 (Л Фиг

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 B 49/00, 34/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

) 109Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ьг.1 (21) 4797726/03 (22) 05 .03.90 (46) 23.07.92,Бюл,№ 27 (71) Северо-Ка вказский государствен н ый научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В.Н,Протасов, П.С.Варламов и А.В.Типугин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 251508, кл. Е 21 В 47/06. 1969.

Авторское свидетельство СССР № 987078, кл, Е 21 В 34/10, 1983. (54) ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ИСП ЫТАН И Я ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к устройствам для проведения прямой и обратной циркуляции после завершения испытания, и позволяет повысить надежность работы клапана и предотвратить разрушение радиальных отверстий. Циркулирующий клапан состоит из корпуса с радиальными перепускными отверстиями 3. В корпусе размещен полый шток 16 с поршнем 11 и гидравлический тормоз 5. На 0,33-0,40 длины внутренней поверхности гидравлической тормозной камеры 5 выполнены продольные пазы 6. Шток клапана снабжен цангой

19 с выступом 20, взаимодействующим с расточкой 8 в корпусе, Для открытия клапана создают давление в трубах, превышающее давление в затрубном пространстве.

При этом возникает усилие, перемещающее поршень 11 из верхнего положения в нижнее, в результате чего происходит сообщение трубного и затрубного пространства. через отверстие 3. Выполнение пазов 6 на поверхности камеры S позволяет свободно перетекать тормозной жидкости, что обеспечивает мгновенное открытие клапана. Самопроизвольное закрытие последнего предотвращается взаимодействием выступа 20 с расточкой 8 в корпусе. 6 ил. Ы 1749448 А1

1749448

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к устройствам, работающим с пластоиспытательным оборудованием, спускаемым в скважину на бурильных трубах. Эти устройства предназначены для проведения прямой или обратной циркуляции после завершения испытания.

Известен циркуляционный клапан, включающий корпус с радиальными отверстиями, размещенный в корпусе полый шток, гидравлический тормоз им уплотнительные элементы.

Однако s указанном клапане радиальные циркуляционные отверстия открываются медленно за счет наличия гидравлического тормоза, вследствие чего они подвержены разрушению промывочной жидкостью. Кроме того, шток этого клапана не имеет фиксации в открытом положении, что приводит к самопроизвольному закрытию клапана от действия потока промывочной жидкости при обратной циркуляции.

Наиболее близким к предлагаемому является циркуляционный клапан, включающий корпус с радиальными перепускными отверстиями, размещенный в корпусе полый шток, гидравлический тормоз и герметизирующие элементы.

Недостатки этого клапана — медленное открытие радиальных отверстий и отсутствие надежной фиксации штока в открытом положении клапана, Целью изобретения является повышение надежности работы клапана путем предотвращения размыва радиальных перепускных отверстий, а также самопроизвольного закрытия клапана от действия потока промывочной жидкости при обратной промывке скважины.

Указанная цель достигается тем, что циркуляционный клапан, включающий полый цилиндрический корпус с радиальными перепускными отверстиями и жестко связанными с ним верхним и нижним переводниками, размещенные концентрично в корпусе полый шток, тормозная камера с поршнем и уплотнительные элементы, тормозная камера в средней части на 0,33-0,40 длины ее внутренней посадочной поверхности выполнена с продольными пазами, а них:ний переводник — расточкой на внутренней поверхности, причем шток имеет на нижнем конце цангу с кольцевым выступом на конце, размещенным в расточке нижнего переводника в открытом положении клапана.

На фиг.1 изображен циркуляционный клапан в закрытом положении, разрез; на фиг.2 — то же, в открытом положении; на резьбовых отверстия с пробками 31.

Длина участка I< (фиг.4) внутренней по40 садочной поверхности Ь тормозной камеры

5 равна длине I> посадочной поверхности в переводнике 1 (фиг.5), Длина 4 участка посадочной поверхности Ь с продольными пазами должны быть достаточной для

45 свободного, перемещения вниз поршня 11 на расстояние l (фиг.6).

С целью повышения надежности работы циркуляционного клапана эа счет устранения явления заклинивания и размыва поршня 11 отношение длины участка In к общей длине I>+I< посадочной поверхности

b находится в интервале 0 33-0,40.

Клапан работает следующим образом.

В процессе спуска в скважину колонны бурильных труб с клапаном поршень 11 со штоками 16, 18 и цангой 19 находятся в верхнем положении (фиг.1) за счет действия на них выталкивающего усилия вследствие разницы сечения площади поршня 11 и штока 18 и разницы величин давлений в затруб5

30 фиг.3 — сечение А-А на фиг.1; на фиг,4 — узел

1 на фиг.1; на фиг,5 — узел 2 на фиг.1; на фиг.б-то же, при открытом положении циркуляционных отверстий.

Клапан состоит из корпуса, собранного из верхнего переводника 1 с посадочной поверхностью а (фиг,2), трубы 2 с перепускными отверстиями 3 и концевыми резьбами

4 тормозной камеры 5 с внутрен"ней посадочной поверхностью Ь разделенной на два участка IT u lp (фиг.4), причем на. участке длиной in выполнены продольные пазы 6. С тормозной камерой 5 соединен нижний переводник 7 с расточкой 8 и отверстиями 9 для заполнения полости 10 камеры 5 тормозной жидкостью

B корпусе клапана размещены поршень

11 с уплотнительными кольцами 12 и соединенные с ним посредством резьб13-15 шток

16 с уплотнительным торцом 17, шток 18 и пружинная цанга 19 с выступами 20. выполненными в нижней части цанги 19, взаимодействующими с расточкой 8, выполненной в нижней части переводника 7 (фиг,2). На штоке 18 установлено тормозное устройство, состоящее из поршней 21, 22 и стержней

23. Тормозное устройство фиксируется от осевых перемещений хомутом 24, в верхней части камеры 5 установлен разделительный плавающий поршень 25 с уплотнительными кольцами 26 и 27, зафиксированный от перемещения вверх ввернутой в камеру 5 гильзой 28 с расточкой 29, взаимодействующей с поршнем 11 (фиг.2). Нижняя часть камеры 5 герметизируется уплотнительными кольцами 30. Для заполнения камеры тормозной жидкостью предусмотрены два

1749448 ном и трубном пространствах, т.е. спуск клапана происходит в положение "Закрыто". В случае кратковременного изменения давлений наличия гидравлического тормоза (21, 22, 23) препятствует открытию клапана.

Для открытия клапана с целью проведения циркуляции в полости бурильных труб на несколько минут создают давление, превышающее давление в затрубном пространстве. В результате возникает усилие, перемещающее поршень 11 из верхнего положения в расточку 29 гильзы 28, При этом происходит сообщение трубного пространства с затрубным через отверстия 3 (фиг.2).

Мгновенное открытие клапана обеспечивается выполненными на внутренней поверхности камеры 5 продольными пазами 6. которые выключают гидравлический тормоз клапана, т.е. происходит свободный переток тормозной жидкости по пазам 6 после входа в их зону тормозного устройства (21,22,23), Самопроизвольное закрытие клапана под воздействием потока промывочной жидкости предотвращается взаимодействием выступа 20 пружинной цанги 19 с расточкой 8 переводника 7.

Использование изобретения позволяет повысить продолжительность срока эксплуатации циркуляционного клапана за счет предотвращения разрушения (размыва) радиальных промывочных отверстий; увеличить процент удачных проведений работ(открытий клапана) за счет устранения преждевременного закрытия циркуляцион5 ного клапана, а также обеспечить безопасное проведение работ по подъему бурильных труб эа счет предотвращения загрязнения буровой установки пластовым флюидом (подъем бурильных труб без "си10 фона" .после выравнивания давлений в затрубном и трубном пространствах).

Формула изобретения

Циркуляционный клапан для испытания пластов содержащий полый цилиндриче15 ский корпус с радиальными перепускными . отверстиями и жестко связанными с ним верхним и нижним переводниками, размещенные концентрично в корпусе полый шток, тормозная камера с поршнем и уплот20 нительные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы клапана; тормозная камера в средней части на 0,33-0,40 длины ее внутренней посадочной поверхности выполнена с про25 дальными пазами, а нижний переводник — с расточкой на внутренней поверхности, причем шток имеет на нижнем конце цангу с кольцевым выступом на конце, размещенным в расточке нижнего переводника в от30 крытом положении клапана.

1749448

1749448

1749448

Р д

Составитель А,Типугин

Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор А. Мотыль

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

Заказ 2574 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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