Клапан для обсадных колонн Советский патент 1988 года по МПК E21B34/10 

i

1(л

Над РО 6 установлена разрывная мембрана 9, перекрывающая осевой канал В 4, имеющей фиксатор ее положения относительно К 1, Фиксатор выполнен в виде установленных в стенке К 1 подпружиненных стержней 2, причем К 1 выполнен с радиальными РО 3, сообщенными с РО 6. После промывки скважины и подготовки ее к цементированию создают перепад давления метвду внутри- и заколонным пространством. В итоге В 4 движется вниз и стержни 2 оттесняются внутрь К 1. При этом РО 3 и 6 перекрываются и В 4 упирается в упор 12 К 1. После опрессовки колонны давление повышают до разрыва мембраны 9, обеспечивая циркуляцию жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к строительству нефтегазовых скважин и позволяет повысить надежность работы клапана. Он включает полый корпус (К) 1 с решеткой 13. в нижней части, свободно расположенный на ней шаровой запорный элемент 14 и седло 8 под него. Над . элементом 14 в полости К 1 подвижно установлена втулка (В) с радиальными промьточными отверстиями (РО) 6 и выточкой 5 на наружной поверхности.

1

Изобрете;ние относится к строителству нефтегазовых скважин, а именно к оснастке обсадных колонн, используемой при цементировании скважин.

Цель изобретения - повьшение надежности работы клапана.

На чертеже приведен предлагаемый клапан при спуске обсадной колонны, общий вид.

Клапан для обсадньк колонн состоит из корпуса 1, в стенке которого смонтированы фиксаторы, выполненные в виде подпружиненных стержней 2, и имеются радиальные циркуляционные отверстия 3. Внутри корпуса расположена втулка 4, установленная подвижно в осевом направлении и имеющая полуконическую выточку 5, радиальные циркуляционные отверстия 6 к уплотнительные кольца 7. В нижней части втулки под ее радиальными отверстиями 6 установлено седло В клапана, а над ним - разрывная мембрана 9, перекрьгаающая осевой канал втулки, причем седло 8 и мембрана 9 закреплены на втулке с помощью кольца 10 и фасонной гайки 11. Ниже места расположения подвижной втулки в корпусе установлен упор 12 для ограничения движения втулки 4, и решетка 13, на которой свободно располагается шаровой запорный элемент 14 клапана. В исходном положении втулки 4 стержни 2 располагают в выточке 5 корпуса, при этом радиальные отверстия 6 втулки совмещены с радиальными отверстиями 3 корпуса .1 для связи затрубйого пространства с трубным. В нижнем положении втулка 4 упирается в упор 12 корпуса, а стержни 2 при этом располагаются

0

5

0

5

0

5

0

над верхним торцом втулки, препятствуя ее перемещению вверх.

Клапан для обсадных колонн работает следующим образом.

При сборке клапана и установке его, в оснастку обсадной колонны на устье скважины втулка 4 в сборе с седлом 8 клапана и мембраной 9 закрепляется с помощью подпружиненных стержней 2 фиксатора и полуконической выточки 5 в крайнем верхнем положении (как показано на чертеже). При этом радиальные циркуляционные отверстия 3 корпуса 1 клапана совмещены с радиальными циркуляционными отверстиями 6 втулки 4.

В процессе спуска обсадной колонны в скважину жидкость через циркуляционные отверстия 3 и 6 беспрепятственно заполняют колонну. Эти каналы позволяют также осуществлять как прямую. Так и обратную премывку.

После спуска колонны на заданную глубину скважину промывают, подго- тавливая ее к цементированию. Затем, увеличивая расход промывочной жидкости, за счет гидродинамических сопротивлений в радиальных каналах создают перепад давления между внут- риколонным и заколонным пространствами. Под действием перепада давления втулка 4 начинает движение вниз. При этом подпружиненные стержни 2 оттесняются конической поверхностью выточки 5 внутрь корпуса клапана. В процессе перемещения радиальные отверстия перекрьгоаются (отверстия 3 - корпусом втулки, а отверстия 6 - корпусом клапана), циркуляция промьшочной жидкости прекращается. Втулка 4 перемещается до упора 12.-В это время стержни 2 выходят за верхний торец втулки, предупреждая ее движение вверх.

Нагнетание жидкости продолжают и проводят до тех пор, пока давление в колонне не станет равным давлению ее опрессовки. После этого нагнета-- ние жидкости прекращают и вьщержива- ют колонну под давлением опрессовки в течение времени, достаточного для определения ее герметичности. Затем повышают давление до разрьша мембраны 9. Давление разрушения мембраны рассчитьгоают так, чтобы оно незначительно превьппало давление опрессовки колонны. Для того чтобы мембрана клапана не была разрушена преждей ременно, могут быть испольг зованы предохранительные клапаны насосов, срабатывающие при давлении, равном давлению опрессовки колонны. При разрыве мембраны открывается связь между колонной и заколонным пространством, обеспечивается циркуляция жидкости. Скважина готова к проведению процесса цементирования.. После разрыва мембраны устройство работает, как обычный обратный клапан. .

0

5

0

5

0

Формула изобретения Клапан для обсадных колонн, вклю- чающийполый корпусе решеткой в нижней части, свободно расположенный на ней шаровой запорный элемент, установленную над ним в полости корпуса подвижную в осевом направлении втулку с радиальными промьшочными отверстиями, разрывной мембраной, перекрывающей ее осевой канал, и фиксатором положения втулки относительно корпуса и седло под шаровой запорный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы клапана, седло под шаровой запорный элемент расположено в нижней части втулки, разрывная мембрана установлена под радиальными каналами последней, корпус выполнен с радиальными отверстиями, сообщенными с радиальными отверстиями втулки в ее исходном положении, причем втулка имеет на наружной поверхности выточку, а-фиксатор выполнен в виде установленных в стенке корпуса подпружиненных стержней, расположенных в исходном положении в.выточке втулки и с возможностью их расположения над верхним торцом втулки в ее нижнем положении.