Циркуляционный клапан Советский патент 1986 года по МПК E21B49/00 

1

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, а именно к оборудованию для испытания скважин.

Цель изобретения - повьшение надежности работы и обеспечение возможности прямой и обратной циркуля- цки жидкости,

1

На фиг. 1 изображен циркуляционны клапан, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (канал дросселирующего клапана); на фиг. 3 и 4 - примеры использования клапана в составе компановок с испытателями пластов.

Циркуляционньй клапан содержит корпус 1 с радиальными каналами 2, перекрываемыми золотниковым устройством, вьтолненным в виде дифференциального штока 3 с поршнем 4, который снабжен уплотнителями 5 и 6 и каналами 7 - 10. Радиальный канал 8 снабжен обратным клапаном 11, а аксиальный канал 9 - дроссельным клапаном 1 с регулируемым усилием давления открытия. Каналы 9 и 7 имеют гнезда для установок пробок-перемычек 13. Поршень 4 подпрз жинен пружиной 14. В канале 9 размещен толкатель 15. Поршень 4 образует с корпусом 1 герметичную камеру 16, которая заполнена жидкостью. Корпус 1 и шток 3 снабжены переводниками 17.и 18, которые имеют резьбу для присоединения колонны труб. Причем переводник 18 имеет радиальный канал 19 и уплотнен кольцом 20.

В зависимости от необходимости открытия клапана через закорпусное пространство (обратной циркуляцией), или через ствол прямой, клапан подвешивается в составе скважиннойкомпа- новки за корпус I,илиза поршень3.

При необходимости циркуляции потока в кампановке из-за корпусного пространства в ствол предлагаемый клапан подвешивается за шток 3 и переводник 18. При этом пробки 13 устанавливаются из расчета сообщения камеры 16 через клапаны 11 и 12 со стволом устройства - на наружном торце поршня 4.

При необходимости циркуляции жидкости через ствол клапан подвешивается за корпус 1 и переводник 17. Пробки 13 устанавливаются из условия сообщения клапанов 12 и 11 с закор- пусным пространством с внутреннего торца поршня 4.

15

25

2312192

Клапан работат следующим образом.

Для сокращения периода между отбором керна и исследованием пласта одновременно опускается керноотбор- ник 21 и испытатель 22. В процессе набора керна пакер испытателя 22 находится в транспортном положении, и циркуляция бурового раствора осуществляется через ствол и затрубное пространство (прямая циркуляция). Предлагаемый клапан 23, настроенный на максимально возможное давление при бурении, при этом закрыт. По окончании отбора керна с помощью испытателя 22 герметизируется исследуемьй участок, и открытием баллона низкого давления на пласт создается депрессия, и начинается процесс испытания. При слабом притоке процесс 20 испытаний длится несколько часов, и следовательно, повьшгется вероятность прихвата колонны труб. Для предотвращения прихвата открывают предлагаемый клапан 23 и осуществляют через него циркуляцию промывочной жидкости.

При этом манипуляции с клапаном 23 осуществляются в такой последовательности.

При повышении давления в закорпус- ном пространству за счет разности площадей, уплотнйемых кольцами 20 и 6, растет давление в камере 16 до величины давления открыгия дроссельного клапана 12 Е| . При открытии клапана 12 жидкость из камеры 16 вытесняется перемещением корпуса 1 при перепаде давления PI . За счет уменьшения расстояния между витками пружины 14 начинает перемещаться толкатель 15, который отжимает клапан 12, и дальнейшее перемещение корпуса происходит при значительно, меньшем чем Р, перепаде давления до открытия циркуляционного канала 2. При окончании циркуляции усилием пружины 14 корпус возвращается в исходное положение. При этом заполнение камеры 16 жидкостью происходит через обратный клапан 11. В дальнейшем цикл открытия - закрытия циркуляционньк каналов 2 может повторяться.

При спуске с испытателем пластов 24 баллоном, у которого служит полость труб 25, установка, клапана 23 позволяет многократно освобождать полость труб 25 путем вытеснения жидкости сжатым возд5тсом от назем

31231

ного компрессора в затрубное прост- ранств.о через клапан 23.

Все детали устройства многократного использования не требуют при изготовлении специального оборудо- вания.

Давление открытия дроссельного клапана и давление открытия циркуляционного клапана регулируются во всем диапазоне перепада давлений, вьщер- ю живаемого корпусом. При этом после открытия клапана он работает в режиме обратного клапана, т.е. удерживается

2194

в открытом положении минимальным перепадом давления, необходимым для преодоления усилия пружины, и автоматически закрьшается при прекращении циркуляции.

Возможность открытия клапана по- вьшением давления или в закорпусном пространстве, или в стволе клапана позволяет использовать его в компановках, требукицих или прямую, или обратную циркуляцию..При этом обес- ,печивается многоцикловость срабатывания клапана.

18

е.1

А -И

(pae.Z

фаг.Э

Редактор Т. Митейко

Составитель И. Кепке Техред И.Гайдош

Заказ 2547/38 Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государстгзенного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4

фиеА

Корректор А. Обручар