ОБРАТНЫЙ КЛАПАН Российский патент 1997 года по МПК E21B34/10 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к цементированию обсадных колонн.

Известен обратный клапан, включающий корпус с боковыми промывочными отверстиями, дросельный узел в виде диска с окнами и подпружиненной пластины, шаровой и тарельчатый запорные органы /1/.

Недостаток известного устройства в сложности его конструкции.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является клапан для обсадной колонны, включающий корпус, втулку с седлом, размещенную во внутренней полости корпуса и установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения, подпружиненный запорный орган со штоком, срезной элемент и башмак /2/.

Недостаток известного устройства в сложности его приведения в действие.

Задачей изобретения является повышение надежности работы при одновременном упрощении конструкции клапана.

Поставленная задача решается тем, что в корпусе известного обратного клапана выполнены радиальные отверстия, которые перекрыты подвижной втулкой, удерживаемой срезным штифтом в крайнем нижнем положении, запорный орган установлен концентрично и подпружинен относительно подвижной втулки, на наружной поверхности которой выполнены кольцевые проточки, образующие с корпусом замкнутые полости, причем верхняя полость заполнена фильтрующим материалом и перекрывает радиальные отверстия корпуса при срабатывании клапана. В соответствии с перечисленными отличительными признаками предлагаемый обратный клапан соответствует критерию "новизна".

Предлагаемое изобретение не следует из существующего уровня техники, поэтому оно соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемая конструкция клапана может многократно использоваться при цементировании обсадных колонн, таким образом, клапан соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение иллюстрируется чертежом
Обратный клапан состоит из корпуса 1 с радиальными отверстиями. Внутри корпуса 1 срезным штифтом 2 закреплена подвижная втулка 3 таким образом, что уплотнительные кольца 4 в верхней части втулки изолируют радиальные отверстия корпуса 1. Концентрично втулке 3 в специальном устройстве 5 закреплен шток 6 запорного элемента 7, который пружиной 8 подпружинен относительно втулки. В нижней части втулки 3 установлен кольцевой уплотнительный элемент 9, а на ее наружной поверхности выполнены кольцевые проточки, верхняя из которых заполнена фильтрующим материалом 10.

Клапан работает следующим образом. Клапан соединяют с обсадными трубами и спускают колонну в скважину. При спуске происходит постоянное заполнение обсадных труб, причем исключаются переливы промывочной жидкости на устье, так как при спуске каждой очередной трубы потоком жидкости запорный элемент 7 поднимается до уплотнения 9 и перекрывает сечение колонны. В процессе остановок для свинчивания труб пружина 8 открывает клапан и в обсадную колонну поступает жидкость из скважины. После спуска обсадную колонну цементируют. По окончании процесса цементированиядавление внутри колонны сбрасывают, за счет разности в плотностях цементного раствора за колонной и продавочной жидкости в колонне возникает перепад давления, запорный элемент 7 /см. фиг.1/ клапана перекрывает сечение колонны, происходит срез штифта 2 и подвижная втулка 3 поднимается до упора в уступ корпуса 1. При этом напротив радиальных отверстий корпуса оказывается верхняя кольцевая проточка на втулке 3, заполненная фильтрующим материалом 10. Из цементного раствора, расположенного в интервале установки клапана, происходит отфильтровывание воды затворения в кольцевую полость, образованную нижней проточкой на втулке 3 и корпусом 1 клапана. За счет потери части воды затворения цементный раствор в интервале радиальных отверстий густеет, теряет подвижность, уплотняется и из него формируется высокопрочны цементный камень.

Предложенный обратный клапан срабатывает в любых условиях, что особенно важно для горизонтальных скважин. Работоспособность клапана обеспечивается тем, что запорный элемент установлен концентрично подвижной втулке.

Использование: нефтегазодобывающая промышленность, а именно крепление обсадных колонн в скважинах. Сущность изобретения: в корпусе клапана выполнены радиальные отверстия, которые перекрыты подвижной втулкой. Втулка удерживается срезным элементом в крайнем нижнем положении. Запорный орган клапана установлен концентрично подвижной втулке и подпружинен относительно нее. На наружной поверхности втулки выполнены кольцевые проточки, образующие с корпусом замкнутые полости, верхняя из которых заполнена фильтрующим материалом и перекрывает радиальные отверстия корпуса после срабатывания клапана. После окончания цементирования втулка под действием перепада давления поднимается вверх до упора. Напротив радиальных отверстий корпуса располагается фильтрующий материал и происходит отфильтровывание воды затворения из цементного раствора, расположенного вблизи радиальных отверстий. Это способствует образованию в интервале установки клапана высококачественного цементного камня. 1 ил.

Обратный клапан, включающий корпус, размещенную в корпусе подвижную втулку с седлом, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения, подпружиненный запорный орган со штоком и срезной элемент, отличающийся тем, что в корпусе выполнены радиальные отверстия, которые перекрыты подвижной втулкой, удерживаемой срезным элементом в крайнем нижнем положении, запорный орган установлен концентрично и подпружинен относительно подвижной втулки, на наружной поверхности которой выполнены кольцевые проточки, образующие с корпусом замкнутые полости, причем верхняя полость заполнена фильтрующим материалом и перекрывает радиальные отверстия корпуса при срабатывании обратного клапана.