ОБРАТНЫЙ КЛАПАН-АВТОМАТ Российский патент 1995 года по МПК E21B34/10 F16L27/12 

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам при бурении для очищения турбобуров и обсадных колонн при их цементировании в скважине, а также в автоматических системах как следящий и управляющий орган.

Известен клапан обсадной колонны, содержащий дополнительный запорный орган с узлом привода его в рабочее положение, периферийный канал выполнен с двумя седлами, расположенными посадочными поверхностями навстречу друг другу, а полость между ними связана с полостью центрального канала радиальным каналом, причем узел привода дополнительного напорного органа выполнен в виде клинового элемента и установлен в исходном положении с возможностью взаимодействия с подвижной втулкой [1]
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, наличие разрушаемых элементов, постоянная заправка дополнительного запорного органа.

Наиболее близким техническим решением к предложенному по совокупности признаков является конструкция клапана, включающая корпус с седлом под запорный орган, установленную под селом перегородку с промывочными отверстиями и осевым каналом под шток запорного органа, расположенный на перегородке фиксатор перемещения запоpного органа, закрепленную на противоположном расположению запорного органа конце штока шайбу и расположенную между последней и перегородкой пружину [2]
Недостатком конструкции данного устройства является невозможность ступенчатого управления тарелкой клапана в сложных условиях эксплуатации.

Цель изобретения улучшение работоспособности и многократное использование в автоматическом режиме.

Цель достигается тем, что в клапане-автомате обратном, включающем корпус с седлом под запорный орган, установленную под седлом перегородку с промывочными отверстиями и осевым каналом под шток запорного органа, расположенный на перегородке фиксатор перемещения запорного органа, закрепленную на противоположном расположению запорного органа конце штока шайбу и расположенную между последней и перегородкой пружину, клапан снабжен установленной на штоке между запорным органом и шайбой втулкой с буртом и расположенной между последним и перегородкой пружиной, причем шток над втулкой выполнен с цилиндрическим выступом, образующим с втулкой зазор для расположения фиксатора, а последний выполнен с клиновой рабочей поверхностью и подпружинен относительно перегородки.

На фиг. 1 представлен предлагаемый клапан в исходном положении, продольный разрез; на фиг. 2 то же, при спуске колонны в скважину, положение тарелки открытое, фиксированное; на фиг. 3 то же, в процессе окончания цементажа скважины, момент закрывания клапана.

Клапан-автомат состоит из корпуса 1, закрепляемого в колонне обсадных труб. В корпусе имеется седло 2, на которое посажен тарельчатый клапан 3 со штоком 4. Шток 4 пропущен через отверстие перегородки 5 с промывочными отверстиями в виде крестовины, установленной в корпусе 1. С противоположной к клапану 3 стороны штока 4 закреплена, например, при помощи резьбы шайба 6. Между шайбой 6 и крестовиной 5 установлена пружина 7, которая одновременно поджимает крестовину 5 к буртику корпуса 1. Со стороны шайбы 6 на шток посажена втулка 8, а между ее буртиком и крестовиной 5 на нее пружина 9. В приливах крестовины 5 просверлены радиальные отверстия, в которых установлены стопора в виде клина 10, поджатые пружиной 11, другим концом опирающиеся о корпус 1. Стопора 10 могут быть установлены и на штоке, но в таком случае на крестовине должен быть упор для его фиксации.

Клапан-автомат работает следующим образом.

При небольшой подаче жидкости устройство пропускает раствор только в одном направлении, так как тарелка клапана 3 имеет возможность вернуться в исходное положение. При увеличении подачи жидкости бурт 12 штока 4 заходит за стопор 10, фиксируя тарелку 3 в открытом положении и позволяя произвести спуск колонны в скважину. Дальнейшее увеличение расхода жидкости приводит к еще большему открыванию тарелки 3 и выдавливанию стопора втулкой 8 вверх на себя. В этом случае втулки 8 и бурт 12 штока представляют собой как бы единое целое и при резком спаде давления тарелка 3 свободно возвращается в исходное положение, и система снова работает как обратный клапан. В случае необходимости на поверхность втулки 8 выполняется риска 13. В этом случае фаска со стороны тарелки на поверхности стопора должна перекрывать фаску втулки 8.

Использование: в автоматических системах для очищения турбобуров в процессе бурения и обсадных колонн в скважине при их цементировании. Сущность изобретения: клапан состоит из корпуса с седлом, на которое посажен тарельчатый клапан со штоком. Шток пропущен через отверстие крестовины, установленный в корпусе. С противоположной к клапану стороны штока закреплена шайба. Между шайбой и крестовиной установлена пружина. Со стороны шайбы на шток посажена втулка, между буртиком которой и крестовиной на нее - пружина 9. В приливах крестовины просверлены радиальные отверстия, в которых установлены стопора, поджатые пружинами 11, другими концами опирающиеся о корпус. При определенных давлениях стопора заклинивают шток, позволяя произвести очищение турбобура и промывку скважины или другие операции, необходимые при открытом клапане. В других случаях конструкция работает как обратный клапан. 3 ил.

ОБРАТНЫЙ КЛАПАН-АВТОМАТ, включающий корпус с седлом под запорный орган, установленную под седлом перегородку с промывочными отверстиями и осевым каналом под шток запорного органа, расположенный на перегородке фиксатор перемещения запорного органа, закрепленную на противоположном запорному органу конце штока шайбу и расположенную между последней и перегородкой пружину, отличающийся тем, что, с целью улучшения работоспособности и многократного использования в автоматическом режиме, клапан снабжен установленной на штоке между запорным органом и шайбой втулкой с буртом и расположенной между последним и перегородкой пружиной, причем шток над втулкой выполнен с цилиндрическим выступом, образующим с втулкой зазор для расположения фиксатора, а последний выполнен с клиновой рабочей поверхностью и подпружинен относительно перегородки.