Клапан обсадной колонны Советский патент 1987 года по МПК E21B33/14 E21B34/10 

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к нефтегазодобывающей, и может быть использовано при креплении скважин.

Цель изобретения - повьш1ение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлен предлагаемый клапан, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - заглушка, обш,ий вид; на фиг. 4 - ограничитель поворота стержня.

Клапан обсадной колонны содержит корпус 1 с соединительным узлом в верхней части под обсадную колонну 2. Корпус 1 в нижней части имеет боковые отверстия 3 для перетока цементного раствора и выпол- нен с осевым каналом, заглушенным снизу башмаком 4.

Внутри корпуса размешен перекрываю- ший боковые отверстия 3 подпружиненный в осевом направлении элемент 5, выполненный с хвостовиком 6 с винтовой поверх- ностью 7 и фиксатором его открытого положения, выполненным в виде закрепленной в корпусе 1 над хвостовиком 6 поперечной перегородки 8 с центральным отверстием 9, наполовину перекрытым заглушкой 10 с ог- раничителем 11 поворота хвостовика, которые удерживаются гайкой 12. Верхняя часть хвостовика 6 выполнена с полуцилиндрйчес- кой лыской 13 и установлена с возможностью взаимодействия в ее исходном положении с заглушкой 10 и ограничителем 11 пово- рота в конечном положении. При этом высота полуцилиндрической лыски 13 больше величины перемеш,ения перекрывающего элемента 5.

Внутри корпуса выполнено посадочное седло 14 с уплотнительным элементом 15. Посадочное седло 14 зафиксировано поперечной перегородкой 8, которая содержит каналы 16 для перетока цементного раствора. Посадочное седло 14 после закачки цементного раствора взаимодействует с пере- крывающим элементом 5. Перекрывающий элемент 5 подпружинен пружиной 17 относительно башмака 4 и удерживается от радиальных перемещений направляющей 18, свободно перемещающейся вместе с перекрывающим элементом 5 в вертикальном на- правлении.

Предлагаемый клапан работает следующим образом.

В исходном положении клапан открыт, т. е. полуцилиндрическая лыска 13 упира- ется в заглушку 10, размещенную в поперечной перегородке 8, и зафиксирована от поворота по часовой стрелке ограничителем 11. Корпус 1 соединяется соединительным узлом 2 с нижней частью колонны обсадных труб и опускается в скважину. При этом вследствие того, что перекрывающий элемент 5 опущен, происходит заполнение колонны труб жидкостью, одновременно жидкость, движущаяся снизу вверх, взаимодействуя с винтовой боковой поверхностью 7 хвостовика 6, стремится повернуть его против часовой стрелки. Этому повороту препятствует ограничитель поворота стержня, обеспечивая тем самым надежное удержание перекрывающего элемента 5 в нижнем положении (клапан открыт). После окончания спуска колонны труб на заданную глубину колонну соединяют с цементировочным оборудованием и приступают к цементированию скважины. При этом заканчиваемая в скважину жидкость движется сверху вниз. При движении жидкости сверху вниз в результате взаимодействия ее с винтовой поверхностью 7 хвостовиков б последний поворачивается против часовой стрелки до упора в ограничитель 11 поворота так, что полуцилиндрическая лыска 13 оказывается совмещ,енной с открытой частью заглушки 10. Дальнейшему повороту стержня препятствует ограничитель 11. При остановке прокачки жидкости в скважину по внутренней полости колонны труб (при непредвиденных обстоятельствах), пружина 17 подни.ма- ет перекрывающий элемент. Перемещению вверх уже не препятствует упирающаяся в заглушку 10 полуцилиндрическая лыска 13, так как она совпадает с открытой частью заглушки. При возобновлении циркуляции жидкости сверху вниз по колонне труб перекрывающий элемент 5 под давлением жидкости опять смещается вниз, позволяя заполнить затрубное пространство цементным раствором. По окончании работ и прекращении прокачки перекрывающий элемент 5 поднимается, перекрывая путь обратному перетоку жидкости из затрубного пространства внутрь обсадной колонны.

Формула изобретения Клапан обсадной колонны, включающий полый цилиндрический корпус с соединительным узлом в верхней части под обсадную колонну, с осевым каналом, заглуншнным снизу, и боковыми отверстиями, выполненными в нижней его части и сообщающими внутреннюю полость корпуса с внещним пространством, и перекрывающий боковые отверстия подпружиненный в осево.м направлении элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы перекрывающий элемент выполнен с хвостовиком с винтовой поверхностью и фиксатором его открытого положения, выполненным в виде закрепленной в корпусе под хвостовиком поперечной перегородки с центральным отверстием, наполовину перекрытой заглушкой с ограничителем поворота хвостовика, а верхняя часть последнего выполнена с полуцилиндрической лыской и установлена с возможностью взаимодействия ее в исходном положении с заглушкой и в конечном положении с ограничителем поворота, при этом высота полуцилиндрической лыски больше величины перемещения перекрывающего элемента.

16

фиг. 2

Изобретение относится к нефтегазодобывающей нромышленности и предназначено для крепления скважин. Цель - повышение надежности работы клапана. Для этого он содержит корпус (К) 1 с соединительным узлом 2 под обсадную колонну в верхней части. В нижней части К 1 имеет боковые отверстия 3 для перетока цементного раствора и вынолнен с осевым каналом, заглушенным снизу бап маком 4. Внутри К 1 размещен перекрывающий отверстия 3 подпружиненный в осевом направлении элемепт 5. Он выполнен с .хвостовиком (X) 6 с винтовой поверхностью 7 и фиксатором его открытого положения. Последний выполнен в виде закрепленной в К 1 над X 6 поперечной перегородки 8 с центральным отверстием 9. Оно наполовину перекрыто заглущ- кой 10 с ограничителем поворота (ОП) 11. Верхняя часть X 6 имеет полуцилиндрическую лыску 13 и взаимодействует с заглушкой 10 в исходном положении, а с ОП 11 в конечном. Высота лыскп 13 больше величины перемещения элемента 5. При движении жидкости сверху вниз X 6 новорачива- ется до упора в ОП 11. Лыска 13 совменш- ется с открытой частью заглушки 10. При этом элемент 5 смеп1ается вниз, обеспечивая заполнение затрубного пространства цементным раствором. 4 ил. С

10

11

Фиё.З

г.