ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН Российский патент 1995 года по МПК E21B4/00 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к гидравлическим забойным двигателям.

Известен переливной клапан забойного винтового двигателя, включающий корпус с радиальными отверстиями и размещенные в его осевом канале подпружиненный поршень с осевым каналом и седлом [1] . Основным недостатком конструкции является низкая надежность клапана, обусловленная поломками пружины.

Известен также переливной клапан винтового забойного двигателя, включающий верхний переводник с радиальными отверстиями, седло, манжету, нижний переводник. Эластичная манжета взаимодействует с седлом, коническая рабочая поверхность которого имеет систему отверстий, сообщающих внутреннюю поверхность с затрубным пространством [2]. Основным недостатком конструкции является то, что манжета расположена в проточной части клапана и постоянно подвержена воздействию рабочего потока промывочной жидкости. Перепад давления между внутритрубным пространством и затрубным воспринимается манжетой.

Цель изобретения - повышение надежности клапана путем предотвращения попадания крупных частиц выбуренной породы на рабочую поверхность седла.

Достигается это, тем, что в корпусе известной конструкции переливного клапана размещено сопло, резиновая манжета, взаимодействующая с седлом, коническая рабочая поверхность которого имеет систему отверстий, сообщающих внутреннюю поверхность с затрубным пространством.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый переливной клапан отличается тем, что ниже седла размещена кольцевая камера, концентрично разделенная фильтром на две полости - наружную и внутреннюю, причем внутренняя полость сообщена отверстиями седла с внутриклапанным пространством, а в корпусе на уровне крайних верхних и нижних частей наружной полости выполнены отверстия, сообщающие наружную полость с клапанным пространством.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т. е. буровой техники, а именно гидравлические забойные двигателя, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом переливном клапане, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

На чертеже представлен предлагаемый клапан.

Он включает корпус, состоящий из переводников 1 и 2. В корпусе размещено сопло 3, седло 4, резиновая манжета 5. В седле 4 выполнены отверстия 6. Корпус, седло 4, втулка 7, втулка 8 образуют камеру, разъединенную фильтром 9 на две полости; наружную А и внутреннюю Б. Внутренняя полость Б сообщена отверстиями седла с внутриклапанным пространством. Наружная полость А сообщена отверстиями 10 и 11 в корпусе с заклапанным пространством. Отверстие 10 выполнено в верхней части полости А, а отверстие 11 - в нижней части полости А.

Устройство работает следующим образом. Клапан переливной с помощью замковых резьб устанавливается в бурильную колонну выше забойного двигателя. При спуске в скважину бурильной колонны жидкость из затрубного пространства поступает во внутритрубный проход через отверстия 10 и 11, фильтр 9 и отверстие 6. Причем крупные частицы выбуренной породы отфильтровываются на фильтре 9 и не поступают во внутриканальную полость и не попадут на рабочую поверхность седла. Отфильтрованные твердые частицы скапливаются в полости А и при каждом наращивании инструмента вымываются через отверстие 11. Частицы, которые не вымываются при спуско-подъемных операциях, вымываются при подъеме клапана из скважины. При этом в отверстие 10 подается жидкость, пар и они вымывают скопившиеся твердые частицы через отверстие 11. При прямой подаче жидкости за счет гидродинамического напора манжета 5 прижимается к седлу 4, разобщая внутриклапанное пространство с заклапанным. Такое выполнение переливного клапана позволяет повысить его надежность.

Использование: в буровой технике, в частности в гидравлических забойных двигателях. Сущность изобретения: переливной клапан включает корпус с радиальными отверстиями, установленное в корпусе седло с конической поверхностью и осевыми периферийными каналами и эластичную манжету, установленную с возможностью перекрытия периферийных каналов седла. Для предотвращения попадания крупных частиц выбуренной породы на рабочую поверхность седла клапан снабжен втулкой, размещенной в корпусе под седлом с образованием замкнутой кольцевой полости, и фильтром, делящим кольцевую полость на две концентрические части. Периферийные отверстия седла сообщаются с частью кольцевой полости, образованной наружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью фильтра, а радиальные отверстия корпуса - с частью кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью фильтра в ее верхней и нижней частях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН,содержащий корпус с радиальными отверстиями, закрепленное в корпусе седло с конической поверхностью с отверстиями, эластичную манжету, взаимодействующую с конической поверхностью седла, отличающийся тем, что он снабжен втулкой, размещенной в корпусе под седлом с образованием замкнутой кольцевой полости, и фильтром, размещенным в корпусе и делящим кольцевую полость на две концентрические части, причем отверстия седла сообщаются с частью кольцевой полости, образованной наружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью фильтра, а радиальные отверстия корпуса сообщаются с частью кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью фильтра в ее верхней и нижней частях. 2. Переливной клапан, содержащий корпус с радиальными отверстиями, закрепленное в корпусе седло с конической поверхностью с отверстиями, эластичную манжету, взаимодействующую с конической поверхностью седла, отличающийся тем, что он снабжен обратным клапаном, размещенным в корпусе и установленным под седлом с возможностью ограниченного осевого перемещения, причем запорный элемент обратного клапана выполнен в виде сердечника с конической упорной поверхностью в верхней части и эластичной манжеты, закрепленной на сердечнике с возможностью перекрытия проходного сечения между корпусом и сердечником, а наружная поверхность сердечника и внутренняя поверхность корпуса образуют кольцевое сопло, при этом минимальное проходное сечение сопла лежит в плоскости, перпендикулярной к оси клапана и проходящей через нижний торец сердечника в его крайнем нижнем положении.