Клапанное устройство для обсадных колонн

 

Использование: регулируемое самоэаполнение обсадной колонны скважинной жидкостью при креплении нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: устройство содержит запорный элемент дроссельного узла, выполненный в виде шарнирно закрепленной подпружиненной тарели с калиброванным осевым отверстием и концентрично установленного в последнем с возможностью, осевого перемещения подпружиненного конуса с калиброванным осевым отверстием. Кроме того, оно содержит корпус дроссельного узла , установленный в осевом канале диска и связанный с последним срезными элементами . 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОРЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 34/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OO

М1

Сл)

С>

A (21) 4823990/03 (22) 07.05.90 (46) 30.04.93. Бюл. ¹ 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) А.В.Ладыга, А.А,Абрамов, А.И.Булатов, С.С.Джангиров и E.M,Âîëîñíèêîâà (56) Авторское свидетельство СССР . ¹ 1218078, кл. Е 21 В 34/10, 1986, Патент США N . 4729432, кл. 166-317, 1988.

Патент CLUA N . 3011559, кл. 166-225, 1961, (54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

Изобретение относится к устройствам, применяемым при креплении нефтяных, газовых и др. скважин, и предназначено для регулируемого самозаполнения обсадной колонны скважинной жидкостью, уменьшения гидродинамического давления на стенки скважины, снижения веса колонны и предотвращения обратного движения бурового или цементного раствора из затрубного пространства в колонну, Целью изобретения является повыше-. ние эффективности работы за счет улучше. ния промывки и регулировки заполнения колонны буровым раствором, а также создание универсальной (для корпусного и бескорпусного применения) конструкции, Это достигается тем, что устройство снабжено дроссельным узлом, запорный элемент которого выполнен в виде шарнирI

„, Ы„„1812303 А1 (57) Использование: регулируемое самоэаполнение обсадной колонны скважинной жидкостью при креплении нефтяных и газо- . вых скважин. Сущность изобретения; устройство содержит запорный элемент дроссельного узла, выполненный в виде шарнирно закрепленной подпружиненной тарели с калиброванным осевым отверстием и концентрично установленного в последнем с возможностью осевого перемещения подпружиненного конуса с калиброванным осевым отверстием. Кроме того, оно содержит корпус дроссельного узла, установленный в осевом канале диска и связанный с последним срезными элементами, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. но закрепленной подпружиненной тарели с калиброванным осевым отверстием и концентрично установленного в последнем с возможностью осевого перемещения подпружиненного конуса с калиброванным осевым отверстием.

Корпус дроссельного узла установлен в осевом канале диска и связан с последним срезными элементами.

На фиг.1 изображено предлагаемое клапанное устройство, смонтированное s корпусе в процессе спуска колонны; на фиг. 2— то же, смонтированное между свинченными трубами обсадной колонны в процессе спуска колонны; на фиг. 3 — то же, во время промывки и цементирования; на фиг. 4 — to .же, после цементирования обсадной колонны.

1812303.Клапанное устройство. для обсадных колонн (фиг.1) состоит из диска 1, соединенного резьбой с корпусам 2 npvi корпусном исполнении. дроссельного узла, включающего корпус 3 с проходным каналом, соединенного с диском срезными элементами 4, и смонтированных на кем фиксатора 5 и шарнирно закрепленной откидной тарели 6 с пружиной 7. Тарель 6 имеет калиброванное отверстие 8, частично перекрываемое подвижным дросселем 9; закрепленным на подпружийенной пластине 10. Подвижный дроссель выполнен в виде усеченного конуса 11 с проходным калиброванным отверстием 12. Клапанное устройство содержит запорную тарель 13, подпружиненную пружиной 14 и бросовый шар 15 для управления запорной тарелью. При удалении дроссельного узла освободившаяся от фиксации тарель 13 надежно перекрывает проходной канал 17 по поверхности 16.

Клапанное устройство может быть бескорпусным (см. фиг.2) и монтируют его в муфте t8 между соединенными обсадными трубами 19, Работа предлагаемого клапанного устройства заключается в следующем.

Обсадную колонну с клапанным устройством в корпусном или в бескорпусном исполнении спускают в скважину без шара, При этом происходит непрерывное регулируемое заполнение колонны жидкостью через дроссельное отверстие 12 и кольцевое сечение.

В результате перепада давления под клапанным устройством и над ним подвижный дроссель-9 будет перемещаться вверх; уменьшая благодаря конусной поверхности

11 проходное кольцевое сечение до полного его перекрытия, После этого раствор в колонйу будет поступать только через калибровайное дроссельное отверстие 12. При выравнивании давления под воздействием пружины 10 подвижный дроссель 9 возвратится в исходное положение. Возможность зашламления отверстий снижается до минимума. Если же оно пройзойдет, то промывкой будет ликвидировано, т.к, основной поток раствора при этом будет проходить через отверстия дроссельного узла, расположенные концентрично корпусу устройства (обсадной трубе), При периодических промывках скважины и цементировании (фиг.З) откидная тарель 6 под воздействием потока раствора повернется, приняв положение, не препятствующее проведению указанных технологических операций. После их окончания откидная тарель с дросселем под воздействием пружины 7 возвратится в исходное положение.

После спуска обсадной колонны до проектной глубины перед цементированием во внутреннюю полость колонны опускается

wap 15, который потоком жидкости транспортируется к кла пан ному устройству до посадки на корпус дроссельного узла 3, перекрывая основной канал 17 и в результа"0 те создавшегося давления в колонне срезаются элементы 4, При этом, потеряв жесткую связь с диском 1. корпус дроссель- ного узла 3, с закрепленными на нем откидной тарел ью 6, подвижным. дросселем 9,: ., "5 .фиксатором 5 и шар, под воздействием паâ тока раствора, транспортируются на забой скважины, Освободившаяся от фиксированного состояния (фиг.4) запорная тарель 13 под воздействием пружийы 14 надежно пе20 рекрывает по поверхности 16 основной канал 17,:предотвращая обратное движение . раствора из затрубного пространства в колонну.

Технико-экономическая эффективность

25 устройства достигается за счет экономии времени на спуск обсадной колонны в скважину с учетом отсутствия ее долива, повышения .качества цементирования, сокращения металлоемкости и трудоемко30 сти, Формула изобретения

1. Клапанное устройство для обсадных колонн, включающее диск с осевым каналом и седлом под шарнирно закрепленный на

35 диске подпружиненный тарельчатый клапан, расположенный под диском дроссельный узел, содержащий корпус с проходным каналом, седлом в верхней части под Gpocoвый шар, седлом в нижней части под эапор40 ный элемент и связанный с корпусом фиксатор исходного положения подпружи. ненного тарельчатого клапана, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы эа счет улучшения

45 промывки и регулирования заполнения колонны буровым раствором, запорный элемент дроссельного узла выполнен в виде шарнирно закрепленной подпружиненной тарелки с калиброванным осевым отверсти50 ем и концентрично установленного в последнем с .возможностью осевого перемещений подпружиненного конуса с калиброванным осевым отверстием.

2. Устройство поп,1, отл ич а ю щеес я тем, что корпус дроссельного узла устанбвлен в осевом канале диска и связан с последним срезными элементами.

1812303

1812303

Составитель А.Ладыга /

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор H.Mèëþêîâà

Редактор

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

Заказ 1563 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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