Клапанное устройство для скважины Советский патент 1983 года по МПК E21B34/06 E21B21/10 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьпипенности, а именно к клапанным устройствам для эксплуатации, освоения н ремонта скважины.

Известно клапанное устройство, включающее втулку, клапан, перекрывающий проходное отверстие втулки. Клапан имеет ловильную головку под овершот для его извлечения из скважины СИ.

Недостатком этого устройства является необходимость использования канатной техники для извлечения клапана на поверхность.

Кроме того, устройство не перекрывает со стороны забоя внутренне сечение труб, что исключает капитальный ремонт скважины без их глушения.

Известно также клапанное устройство для сквсикины, состоящее из муфты с каналами, установленных в муфте подвижной втулки с каналами и тарельчатого клапана,. штока, связанного с втулкой и установленного с возможностью взаимодействия с тарелкой клапана С2 1.

Однако известное устройство ие дает возможности использовать его в скважине при слуско-подъемных операциях, бурении и эксплуатации без подъема его на поверхность.

Целью изобретения является расширение .технологических возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в клапанном устройстве для скважины, состоящем из муфты с каналами, -установленных в муфте подвижной втулки с каигилами и тарельчатого клапана, штока, связанного с втулкой и установленного с возможностью взаимодействия с тарелкой клапана, втулка выполнена подпружиненной, а механизм взаимодействия штока втулки с тарельчатым клапаном выполнен в виде зубчатых полумуфт с четырехсторонним кулачком и храповым узлом.

На фиг. 1 показано положение клапанного устройства при эксплуатации продуктивного горизонта; на фиг. 2 - положение устройства в процессе бурения; на фиг. 3 - положение устройства при спуско-подъемных операциях и наращивании инструмента; на фиг. 4 - узел механизма взаимодействия штока втулки с тарельчатым клапаном; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4;

Устройство состоит из корпуса 1, тарельчатого клапана 2, муфты 3 с каналами 4, в которой размещена втулка 5 с каналами 6, штоком 7 и пружиной 8. Для предотвращения взаимного радиального смещения служит выступ 9 на втулке 5.

На корпус.навернут породоразрушающий инструмент 10. Клапан 2 подпружинен конической пружиной 11. Рукоятка клапана заканчивается восьмизубой ведущей полумуфтой 12, которая взаимодействует с ведомой полумуфтой 13. Муфта имеет скошенные в одну сторону зубцы, что дает возможность передвигать ее лишь в одном направлении, например,только по часовой

стрелке. Благодаря этому, клапан 2 при переходе из горизонтального положения в вертикальное способен перемещать кулачок 14 на 90°. При возвращении клапана 2 (под действием

пружины 11) из вертикального положения в горизонтальное, он не действует на кулачок 14, поскольку ведущая полумуфта 12 скользит по скосам зубцов ведомой полумуфты 13. Полумуфта 13 выполнена- заодно с четырехсторонним кулачком 14, имеющим храповое колесо 15 и на отдельной оси храповик 16.

Назначение храпового механизма удерживать кулачок 14 в заданном положении, когда клапан 2 возвращается из вертикального положения в горизонтальное. Пружина 11, клапан 2 с восьмизубой полумуфтой 12 и полумуфтой 13, кулачком 14 храповым колесом 15 свободно сидят на оси 17.

Устройство работает следующим образом.

Рассматривая работу устройства, необходимо иметь ввиду следующее.

Клапан 2 способен перемещаться из горизонтального положения в вертйксшьное только под действием потока промывочного агента, а из вертикального в горизонтальное - под

действием пружины 11, когда воздействие потока на клапан прекращается.

При перемещении клапана 2 из горизонтального положения в вертикальное кулачок 14 поворачивается на

90° против часовой стрелки, а при возвращении клапана в исходное положение кулачок 14 остается без движения ввиду наличия скосов в зубчатых полумуфтах 12, 13 и храпового

узла 15,16.

Воздействуя потоком промывочного агента на клапан 2,можно зафиксировать одно из трех положений устройства. Положение при эксплуатации продуктивного горизонта.

Клапан 2 перекрывает внутреннюю полость инструмента. Каналы 4 и. 6 совмещены.

Положение при бурении.

В этом случае клапан 2 занимает

вертикальное положение. Внутренняя полость инструмента открыта, каналы 4 и 6 перекрыты.

Положение, соответствующее процессу спуско-подтземных операций или

наращиванию инструмента. Клапан 2 занимает горизонтальное положение, внутрення,я полость инструмента перекрыта, каналы 4 и 6 перекрыты.. капитального ремонта скв жины, например, разбуривани.е песчан пробки без глушения скважины, протекает в следующем порядке. Предлагаемое устройство совместно с породоразрушающим инструментом находится в скважине над песчаной пробкой. В трубу закачивают промывочный агент и устройство из положения эксплуатации переводят в поло жение бурения. При перемещении клапана 2 из горизонтального положения в вертикальное (клапан перемещается на 90°) ведущая полумуфта 12, взаи модействующая с ведомой полумуфтой 13, которая имеет четырехсторонний кулачок. 14 и храповое колесо 15, передвигает этот свободно сидящий на оси 17 блок, также на 90 и стопорит с помощью храпового узла 15, 16 в этом положении. В этот момент шток 7 перемещается с углубления кулачка 14 на его выступ и, сжимая пружину 8, перемещает втулку 5, при этом каналы 4 и 6 перекрываются. Устройство находится в положении, соответствующем процессу бурения. По окончании процесса разбуривания песчаной пробки прекргикают подачу промывочного агента. Клапан 2 под действием пружины 11 занимает горизонтальное положение, ведущая полумуфта 12 скользит по скосам ведомой полумуфты 13, которая застопорена храповым механизмом. Кулачок 14 в -это времяг остается без движения, каналы 4 и перекрыты. Устройство занимает положение, соответствующее спуску-подъему. Чтобы перейти к процессу эксплуатации продуктивного горизонта, необходимо прокачать промывочный агент для перевода клапана 2 в вертикальное положение, при этом кулачок 14 переместится на 90, шток 7 опустится во впгцдану кулачка 14, втулка 5 переместится вниз, и произойдет совмещение каналов 4 и 6. При снятии напора промывочного агента клапан 2 займет горизонтальное положение, кулачок 14 останется без движения. Устройство занимает поло.жение, соответствующее эксплуатации продуктивного горизонта.

КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНЫ, состоящее из муфты с каналами, установленных в муфте под.вижной втулки с каналами и тарельчатого клапана, штока, связанного с втулкой и установленного с возможностью взсшмодействия.с тарелкой клапана, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, втулка выполнена подпружиненной, а механизм воздействия штока втулки с тарельчатым клапаном выполнен в виде зубчатых полумуфт с четырехсторонним кулачком и храповым узлом. (Л INO 01 4

фиг.2

фаг.З

A-A

fff