Запорный клапан ударного действия Советский патент 1985 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к нефтедобьшающей промьшшенности, а именно к оборудованию для испытания пласто в буряиц хся и законченных бурением, как вертикальных, так и наклонно на правленных скважинах. Цель изобретения - повьиление надежности работы клапана при испытании глубоких и наклонных скважин. На фиг. 1 показан клапан в откры том положении, общий вид; на фиг.2 то же, в закрытом положении; на фиг. 3 - схема компоновки испытател ного оборудования с применением клапана; на фиг. 4 - график, поясня ющийработу клапана. Клапан содержит цилиндрический корпус 1, один конец которого связан с верхним переводником 2 с радиальным каналом d диафрагмой 3, гайкой 4, второй конец корпуса связан с нижним переводником 5 с ра диальным каналом f, тарельчатым клапаном 6, пружиной 7 с перфорированной гайкой 8. Втулка 9 концентрично размещена в корпусе 1 и выполнена с глухой перегородкой 10, с двумя рядами радиальных щелевых каналов В и Г, и наружным кольцевым выступом 11, на наружной поверхности которого выполнена кольцевая канавка 12. Первый конец 13 втулки 9 жестко сочленен с нижним переводником 5, второй ее конец (верхний) наружной поверхностью выступа 11 сопряжен неподвижно с внутренней поверхность корпуса 1 (поверхность сопряжения уплотнена). Втулка 9 телескопически связана с плунжером 14 с возможностью осевого и вращательного перемещения. На наружной поверхности плунжера 14 которая размещена в осевом канале втулки 9, выполнены две кольцевые канавки 15 и 16, в которых размещен уплотнительные кольца 17 и 18. Второй конец плунжера 14 выполнен с перфорированной перегородкой 19 в осевом канале и наружным кольцевым выступом 20 с продольными пазами 21 по образующей. Каналы .ft, перфорированной перего родки 19 выполнены под углом к оси плунжера, а на наружной поверхности перегородки 19 выполнен выступ 22 в форме цилиндра, вокруг которого размещена проницаемая перегородка (сетка) 23. Верхним торцом кольцевого выступа 20 плунжер 14 взаимодействует (соприкасается) с торцом 24 кольцевой проточки 25 переводника 2 . В пространстве кольцевой полости f, ограниченной кольцевой проточкой 25, нижним торцом выступа 20, наружной поверхностью плунжера 14, верхним тррцом кольцевого выступа 11 втулки 9, размещено кольцо 26, которое охватывает плунжер 14 и выполнено с двумя радиальными отверстиями Ж, 3, в которыхразмещены штифты 27 и 28, вторые концы их пропущены в радиальные отверстия и, к пдунжера 14. Кольцо 26 выполнено из мягкого металла, нижним торцом контактирует с торцом выступа 11 втулки 9 при первом и втором положениях пдунжера 14, ас нижним торцом выступа 20 при втором положении плунжера. Кольцевая полость л, ограниченная внутренней поверхностью корпуса 1, нижним торцом выступа 11, наружной поверхностью втулки 9,торцом переводника 5, радиальными каналами 6 связана с осевым каналом под перегородкой 10 постоянно, а осевыми каналами над перегородкой - каналом. Г при первом положении плунжера. Глубина осевого канала верхнето конца втулки 9 больше плунжера 14 от нижнего торца, размещенного во втулке до нижнего торца кольцевого выступа 20. Щелевые каналы Г, размещенные по окружности, выполнены таким образом, что кольцевая канавка 15 при втором положении плунжера размещается ниже канала Г , а канавка 16 - выше eio. Поверхности сопряжения плунжера с втулкой уплотнены эластичными кольцам11, размещенными в канавках 15 и и 16. Клапан работает следующим образом. В открытом положении плунжер 14 находится в крайнем верхнем положении. Верхний торец кольцевого выступа 20 взаимодействует с внутренним кольцевым выступом 24 кольцевой проточки 25, проницаемая перегородка (сетка) 23 размещена с на- . ружной стороны перфорированной перегородки 19 и исключает оседание механических частиц, .присутствующих в промывочной жидкости, предварительно залитой в трубы, полость плунжера 14, осевой канал верхнего конц втулки 9 через наклонные каналы Л, а также защищает от попадания механических частиц в кольцевую полость через продольные пазы 21 на образующей выступа 20. Штифты 27 и 28,. размещенные в радиальных каналах :(, и 3 кольца 26 и радиальных каналах и , к плунжера 14, удерживают последний от перемещения его вниз относительно втулки, кольцо 26 размещено на верхнем торце втулки 9, Уплотнительные кольца 17 и 18, разм щенные в канавках 15 и 16 на плунжере 14, находятся выше щелевых радиальных каналов Г втулки 9. Диафрагма 3, выполненная из мягкого материала (оргстекло, свинцовая пластина), зафиксированная гайкой 4, утолщенной частью перекрьшает от верстие с4 , которое обеспечивает прямую или обратную циркуляцию жидкости. Тарельчатый клапан 6 перекрьшает радиальный канал Б нижнего переводника, исключая переток жидкости в полость труб из затрубного простран ства при спуске пластоиспытателя в скважину. Пружина 7 поджата перфо рированной гайкой 8. Клапан устанавливается в компоно ку испытательного оборудования через одну-две трубы выше испытателя пластов. При создании заданной депрессии на пласт трубы вьше испытателя пластов заполняются жидкостью. Клапан опускается в скважину при закрытом диафрагмой 4 отверстии я и закрытом тарельчатым клапаном 6 отверстии 5, а проходные каналы вту ки 9 открыты. При достижении -заданной глубины устанавливают пакер 29, после чего открывается впускной клапан испыта44теля 30 пластов. Жидкость или газ из-под.пакера из исследуемого пласта поступает в полость труб 31, проходит через клапан 32 в трубу 33. Манометры 34 и 35 регистрируют кривую притока - изменение высоты столба жидкости в трубах за время притока. Для записи кривой восстановления давления клапан 32 закрывают путем спуска в полость труб штока 36, который, достигнув глубины установки клапана, ударяется о плунжер 14, штифты 27 и 28 срезаются, плунжер 14 перемещается в крайнее нижнее положение. Щелевые каналы ;перекрьшаются плунжером и уплотни1ельными кольцами 17 и 18, С момента закрытия клапана глубинные манометры 34 и 35 регистрируют кривую восстановления давления. По истечении времени восстановления давления пакер 29 снимают и клапан испытателя пластов закрывается , производят подъем инструмента.. Для освобождения полости труб 33 выше клапана 32 срезается диафрагма 3 путем создания исбыточного давле::ия в трубах и обратной циркуляцией вытесняют нефть или пластовую воду из труб в специальный амбар. Полость труб 31, расположенных под клапаном 32 выше испытателя пластов, остается под давлением, равным пластдвому. В процессе подъема испытателя из скважины клапан 6 периодически открывается как только гидростатическое давление затрубном пространстве меньше давления в трубах;. После подъема клапана из скважины извлекается из него шток 36, плунжер 14 устанавливается в первоначальное положение, штифты 27 и 28 заменяются новыми. Клапан готов к работе.

Фиг. f

Фиг. 2

J

1. ЗАПОРНЫЙ КЛАПАН УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий польш корпус с внутренним кольцевым выступом, под которым установлен зафиксированный от осевого перемещения польш, заглушенный в верхней части плунжер, имеющий выступ под выступ корпуса с пазами по образующей и каналы, отлич.ающийся тем, что. с целью повьпиения надежи-ости работы клапана при испытании глубоких и наклонных скважин, он снабжен концентрично установленной и жестко связанной с корпусом втулкой с перегородкой и радиальными каналами над и под перегородкой, образующей с корпусом кольцевую камеру, при этом нижняя часть плунжера размещена во втулке с возможногтью перекрытия посге его расфиксации радиальных каналов втулки над перегородкой. 4 2. Запорный клапан по п.1, о т личающийся тем, что фик сатор плунжера от осевого перемеще(Л ния выполнен в виде размещенного концентричио относительно плунжера и связанного с ним срезным элементом кольца, взаимодействующего с торцом втулки, а после расфиксации плунжера - с его выступом. 00 со о: