Циркуляционный клапан Советский патент 1985 года по МПК E21B49/00 

.1 Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к циркуляционным клапанам для сообщения полости труб, на которых спускается в скважину испытатель пластов с затрубным пространством с целью частичного заполнения труб скважинной лсидкостью, а также с целью обеспечения прямой и обратной циркуляции Известен клапан универсальный, предназначенный для указанной цели. Клапан состоит из верхних и нижних переводников, жестко соединенных с корпусом. Внутри корпуса по центру размещен клапанный.механизм, сос тоящий из план-шайбы. с выступом и пробки с герметизируюнщми кольцйми в верхней части с фигурными пазами В-. нижней...части. Взаимодействие выступа план-шайбы с фигурными паз.ами пробки при созда:нии давления в трубах с последующим сбросом давления обеспечивает закрытие или открытие радиального кана ла в к.орпусе для сообщения с затруб|ным пространством Q . 1 Недостаткам известного клапана является то, что при использовании его с испытательным оборудованием невозможно передать при необхбдимос;ти в подпакерное пространство избы точное давление, так как пробка при этом срабатывает на открытие, радиального клапана..Недостатком, также является отсутствие в клапане центрального сквозного канала через который можно было бы при необ 1ХОДИМОСТИ пропустить лю13ой малогаб.а ритный геофизический Прибор или друг тие предметы. Известен также циркуляционный кла пан, содержащий полый корпус срадиальным каналом и внутренним кольцевым выст.упомт, замковый элемент, ;телескопически установленный относи|тёльно корпуса польш переводник и Ьолый дифференциальный подпружинен:ный относительно корпуса шток-поршень, выполненные с проточками под ;замковый элемент . : lOianaH позволяет обеспечить прямую и обратную циркуляцию жидкости, создать избыточное давление для доставки жидкости под пакер, пр.опуекать .кабель через сквозной канал. Однако клапан не обеспечивает час тичной заливки труб сква.инной жидкостью в процессе спуска испытательного инструмента. 922 Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения частичной заливки труб сква;жинной жидкостью в процессе спуска клапана. Поставленная цель достигается тем, 1что в циркуляционном клапане, содер-жащем полый корпус с радиальными ка;Налами и внутренним кольцевым высту:пом, замковый элемент телескопически установленный относитель корпуса лолый переводник и полый дифференциальный подпружиненный относитель;но корпуса шток-поршень, выполнен:ные с проточками под замковый эле;Мент, шток-поршень размещен в осевом канале переводника, а переводник вы:полнен в нижней части с аксиальными каналами, в которых установлены подпружиненные упоры с кольцевыми проточками под замковый элемент и с |хвостовиками для взаимодействия с кольцевым вытупом корпуса, расположенным под аксиальными каналами переводника. Пространство, ограниченное переводником, корпусом и дифференциальным штоком-поршнем, заполнено тормозной жидкостью и в нем установлена подпружиненная перепускная шайба. . На фиг.1 показан клапан в транспортном положении с открытым радиальным каналом; на фиг.2 - клапан с закрытым радиальным каналом на фиг.3 клапан, сжатый в период передачи избыточного давления в подпакерное пространство. Циркуляционный клапан содержит корпус 1 с радиальным каналом 2 (таких кангШов может быть несколько}, сообщающим полость труб с затрубньш пространством, полый дифференциальный шток-поршень 3 с уплотнителями Л и 5, подвижный относитеЛьно корпуса польш переводник б с уступом 7 на его внутренней поверхности. Нижняя часть переводника б содержит в аксиальных отверстиях а упоры 8 с кольцевой проточкой S и пружины 9, а в радиальных отверстиях Ь щары 10, которые во взаимодействии с кольцевой проточкой гг на штокепоршне 3 служат замковым элементомi Для передачи вращающего момента корпусу шток подвижного переводника б выполнен шестигранным. Между камерой 11с тормозной жидкостью минеральное масло и разде- 3 лительным поршнем 12, поджатым пружиной 13, в утолщенной части корпуса размещено гидротормозное реле времени 4 с перепускной шайбой 5 и пружиной 16. Назначение реле времани - исключить прежде1зременное закрытие радиального канала 2 при всевозножных- кратковременных посадках инструмента во время спуска его в скважину. Корпус под аксиальными каналами переводника имеет внутренний кольцевой выступ 7. Циркуляционныйклапан спускается в скважину в компановке испытательного оборудования, включающего якор пакер и испытатель пластов. Ниже приводится оцисание работы клапана в порядке выполнения им функций, предусмотренных технологическими операциями, возможных при испытании скваишн. Через радиальный канал 2 осущест вляется заполнешге труб скважинной жидкостью в процессе спуска инструмента в скважину. При этом дифферен циальный шток-поршень3 находится под нагрузкой пружины 13 и зафиксирован в нижней части переводника б 1шариками О, находящимися в кольцевой проточке 1 и упирающимися в цилиндрическую поверхность упоров 8, С достижением заданной глубины для прекращения заполнения труб испытаггельное оборудование кратковременно |с помощью якоря закрепляют в стенке скважины для переда.чи сжимающей на 1грузки ни. клапан. Клапан сж мается 1и уплотнения 4 шток-поршня 3 перекрываюя- каиал 2, разобщая полость :труб от затруёиого пространства-, При полном сжатом состоянии клайана хвостовики 18 упоров 8 опирают ся во внутренний торец корпуса 1 и утапливаются в отверстиях а до S совмещения кольцевой проточки с 10, Последние выталкиваются в нее под воздействием верхней ки проточки Z поршня 3, который стр мится занять крайнее нижнее положе/ние под воздействием пружины. При этом проточка 1 окажется ршже шаров 10; Сжатие клапана происходит едлен но с преодолением сопротивления перетока тормозной жидкости из камеры 11 через реле времени 14 в камеру над разделительным поршнем 12. Расчетное время полного сжатия клапана 2И должно быть меньше времени сжатия испытателя пластов, что может быть достигнуто, например, регулировкой или применением в клапане менее вяз- кого масла, чем в испытателе пластов, Систече1 нем времени сжатия циркуляционньш клапан растягивают, в результате чего шток-поршень 3 под действием пружины 3 остается наместе и шары 10 выталк1- ваются вкольце- вую проточку упора 8. Растягивание loianana или обратный ход подвижного переводника б осуществляется без сопротивления гидротормозного реле,времени, так как тормозиая жидкость из нижней камеры над разделительным поршнем 12 свободно перетекает в камеру 11 через подпружиненную перепускную шайбу 15 Далее спуск инструмента продолжаёт-, ся без заполнениятруб. Циркуляция (прямая или oбpaтнaяj производится при растянутом и открытом радиальном канале 2, для чего в трубах создается давление, превышающее давление гидростатического столба жидкости, и благодаря гидравлической неуравновешенности в уплот-t нениях 4 и 5 по отношению к трубному давлению дифференциальшлй што.к-поршень 3 поднимается, открывая радиал ный канал 2, При этом кольцевая проточка Г1 становится против шаров 10, которые входят в нее, выталкиваемые упором о под действием пругкнны- 9 , и фиксируют шток в-верхнем положении. Передача повышенного /избыточного давления в подпакерное пространство (например, при закачке жидкости в пласт| осуществляется при сжатом щ-1ркуляционном клапане и при открытом BnycKHori клапане испытателя n.icXiOB, Закрытое положение .раднальногоканала 2 1шапана при избыточном давении внутри труб гарантируется упоом шток-поршня 3 в уступ 7 переводика 6, находящегося под сжимакщим усилием от веса бурильных или насосно-компрессорных . При необходимости циркуляцию идкости, т,е, прямую или обратную ромывку скважин, а также создание збыточного давления в трубах можо повторить, указанным выше маштуяциями клапана.

51137192

Применение предлагаемого цирку- сокращения времени спускно-подъемляционного клапана в составе испыта- ных операций и совмещения работ с тельного оборудования позволит повы- геолого - техническим мероприятиясить производительность труда за счет- ми.

1.ЦИРКУЛЯ1ЩОННЬЙ КЛАПАН, содержащий полый корпус с радиальными каналами,и внутренним кольцевым выступом, замковый элемент, телескопически установленный относительно корпуса полый переводник и полый дифференциальный подпружиненный относительно корпуса шток-поршень, выполгненные с проточками под замковый элемент, отличающийся тем, 4Td, с цельюрасширения функциональных возможностей за счет обеспечения частичной заливки труб скважинной жидкостью в процессе спуска клапана., шток-поршень-размещен в осевом канале переводника, а переводник выполнен в нижней части с аксиальными каналами, в которых установлены подпружиненные упоры с кольцевыми проточками под замковый элемент и с хвостовиками.для взаимодействия с кольцевым выступом корпусу, расположенным под аксиальными канаi лами перевод1шка. I 2. Клапан по п. 1, о т л и ч а ю (Л щ и и с я тем, что:пр6странствб, ограниченное переводником, корпусом С и дифференциальным штоком поршнем, заполнено тормозной жидкостью и в нем установлена подпружиненная перепускная шайба.