Клапан для обсадных колонн

 

Сущность изобретения: в клапане для обсадных колонн шток выполнен со сквозным отверстием под срезной фиксатор. Клапанное с.едло в верхней части выполнено с отверстием, перпендикулярным к центральной оси седла и соосным со сквозным отверстием подпружиненного штока. Тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности. Клапан снабжен фильтром, выполненным в виде кольца, размещенного в нижней части седла осевого канала по внутренней его поверхности . Тарелка может быть выполнена из эластичного материала. Данное устройство позволит производить спуск обсадной колонны с автоматическим дозаливом буровым раствором для избежания перелива бурового раствора на устье во время спуска колонны в скважину. Зазор между обратным клапаном и седлом клапана может регулироваться . 1 з.п. ф-лы, 2 ил,

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 34/10, 33/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 336Я

КЯР г,РЯ

)ТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849383/03 (22) 10.0720 (46) 30,04,93. Бюл. Рл 16 (71) Сибирский научна-исследовательский институт нефтяной промышленности (72) В,А,Шуплецов и А.В.Калотов (56) Середа Н.г. Бурение нефтяных и газовых скважин. M.; Недра, 1974, с. 312, Авторское свидетельство СССР

N.5794106, кл. Е 21 В 33/16, 1977, Авторское свидетельство СССР

М 1063986, кл, Е 21 В 34/10, 1982. (54) КЛАПАН ДЛЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН (57) Сущность изобретения; в клапане для обсадных колонн шток выполнен са сквозным отверстием под срезной фиксатор. Клапанное седло в BepxIIBL1 части выполнено с

Изобретение относится к бурению, в частности к цементированию обсадных,олонн, способствующему повышению герметизации башмаков после окончания цементирования и ожидания затвердевания цемента (ОЗ Ц).

Целью изобретения является.упрощение конструкции при одновременном улучшении качества цементи рован ия и повышения производительности работ при спуске путем самозапалнения буровым раствором.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 — устройство с овальньпл сквозным отверстием на шпильке и обратным клапаном, выполненным из эластичного материала.

Клапан имеет упорное кольцо 1 с отверстиями 2, клапаннае седло 3 с осевыми от„„SU„„1812304 А1 отверстием, перпендикулярным к центральной аси седла и соосным со сквозным отверстием подпружиненного штока, Тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности. Клапан снабжен фильтром, выполнен дым в виде кольца, размещенного в нижней части седла осевого канала по внутренней его поверхности. Тарелка может быть выполнена из эластичного материала. Данное устройство позволит производить спуск обсадной колонны с автоматическим дозаливом буровым раствором для избежания перелива бурового раствора на устье во время спуска колонны в скважину, Зазор между обратным клапаном и седлом клапана может регулироваться. 1 з.п, ф-лы, 2 ил, верстиями 4 и 5, продавочную пробку 6, тарелка 7 с рабочей конической поверхностью с эластичным кольцом 8, подпружиненный шток 9 со сквозным отверстием 10, жестко связанный с тарелкой 7 фильтр 11, срезаемый фиксатор 12, возвратную пружину 3. Фильтр выполнен в виде кольца и размещен в нижней части седла осевого канала па внутренней его поверхности.

Отверстие 4 в верхней части седла выполнено перпендикулярно центральной оси седла и соосно со сквозным отверстием 10, Клапан работает следующим образом. устройство устанавливают в нижней части обсадной колонны между трубами и муфтовым соединением, Во время спуска. колонны раствор, находящийся в скважине. через зазор Н, образованный фильтрам 11 и тарелкой 7. отверстия 5 клапанного седла

1812304

40 с

55 3, отверстия 2 упорного кольца 1, зазор С, образованный упорным кольцом 1 и стенкой обсадной трубы, перетекает во внутреннюю полость обсадной колонны, В зависимости от скорости спуска колонны в скважину и во избежание перелива раствора на устье зазор Н регулируется завинчиванием тарелки 7 по резьбе штока 9, При промывке скважины и прокачке тампонажного раствора под воздействием давления зазор Н автоматически увеличивается, достигается это эа счет наличия отверстия 4 или 10, допускающего свободное перемещение срезаемого фиксатора 12 вниз. После окончания прокачки растворов возвратная пружина 13 возвращает тарелку

7 в исходное положение, Цементирование скважины происходит аналогично прокачке растворов с той лишь разницей, что после окончания цементирования с помощью избыточного давления внутри колонны через продавочную пробку 6 фиксатор 12 срезается, затем давление в колонне снижается до

О, так как плотность продавочной жидкости в колонне в два раза меньше плотности цементного раствора в эатрубном и ространстве, в результате большого перепада давления, из затрубного пространства цементный раствор стремится попасть в зону меньшего давления, т.е, в колонну. Освободившись от удерживающего срезаемого фиксатора 12 под воздействием возвратной пружины 13 и-потока цементного раствора, тарелка 7 закрывается, прижимаясь к фильтру 11 эластичным кольцом 8. Через фильтр

11 отбирается избыточная вода 13 цементного раствора, на поверхности фильтра 11 происходит накопление массы обезвоженного цементного раствора, что ведет к дополнительной герметизации зоны башмака колонны, так как у обезвоженного цементного раствора практически сразу наступает конец охватывания, а через 2 ч раствор приобретает свойства цементного камня двухсуточного возраста, что ведет к значительному сокращению сроков ОЗЦ.

Испытания устройства для цементирования обсадных колонн на месторождениях

Нефтеюганска и Нижневартовска показали, что зазор Н при спуске колонны 1 м в 1 с не должен превышать 5 мм, а при спуске колонны со скоростью 2 м в 1 с зазор должен быть 7-8 мм. Необходимое избыточное давление для срезания штифта не должно превышать 10 атм, Проведенные испытания показали надежную работу предлагаемой конструкции устройства для цементирования обсадных колонн, Применение в устройстве фильтрующего элемента в виде кольца позволяет увеличить наде>кность работы устройства, сделать его компактным и flpocTblM в изготовлении. Применение упорного кольца с отверстиями 2 и зазором С позволяет избежать заклинивания обратного клапана 7 от попадания инородных тел (штыри, пакеры, крупные камни). В аналогичных устройствах и в прототипе возможность заклинивания не исключена. В зависимости от глубины скважины применяются для глубоких скважин металлические обратные клапаны с эластичными элементами, а для мелких скважин обратные клапаны, выполненные полностью из эластичного материала. Изготовление овальных отверстий B седле клапана или в . шпильке обусловлено возможностями производства, так как сама конструкция устройства и применяемые для

его изготовления материалы рассчитаны на изготовление как на специализированных заводах, так и в мастерских при управлениях буровых работ.

Формула изобретения

1. Клапан для обсадных колонн, содер>кащий клапанное седло с осевыми отверстиями, тарелку с рабочей конической поверхностью с размещенной под седлом, подпружиненный шток, жестко соединенный с тарелкой, и срезной фиксатор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, при одновременном улучшении качества цементирования и повышения производительности работ при спуске путем самозаполнения буровым раствором, он снабжен фильтром, выполненным в виде кольца и размещенным в нижней части седла осевого канала по внутренней его поверхности, подпружиненный шток выполнен со сквозным отверстием под срезной фиксатор, а клапанное седло в верхней части выполнено с отверстием, перпендикулярным к центральной оси седла, и соосным сквозному отверстию подпружиненного штока, при этом тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности.

2, Клапан по d 1, отличающийся тем, что тарелка выполнена из эластичного материала.

1Гi2304

Фиг. I

Составитель И. Карбачинская

Техред М.Моргентал Корректор M. Керецман

Редактор С. Кулакова

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

Заказ 1564 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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