Клапан Советский патент 1989 года по МПК E21B17/00 E21B34/10 

Изобретение относится к бурению пеЛтяных и газовых скважин и пред- начначастся для перекрытия переходного канала труб от прямого или об- ра уного тока жидкости под действием перек.ч.да лан.чепи определенной вели- чипы,

1е::ь изс бротепия - повыигение надежности работы при расширении тех- П1)Л ;ч ичегких ночможностей клапана.

На пиг. 1 схем.чтично показан кла- пап, рпчррз; .ч;; фиг. 2 - сечение А-А па I jHr. 1; па фиг. 3 - посадочный емеп г к:к1; пна с г ерекрывающим его CBL-pxy niapi iM; на фиг. 4 - то же, с г.ерскрыва11мцим его снизу шаром; на фиг, 5 и b - разрезная шайба, вариан Т1,1 иыполнения; па фиг. 7 - верхняя ричиномегаллическая диафрагма; на фит-. 8 - нижняя речинометаллическая ДИГ1ФРГ; гма.

К.чаиаи состоит из корпуса 1 , на концах которого инутри и снаружи вы- 1:о:п-;ины -резьбы 2 и 3. Внутренняя коническая резьба 2 переходит в дилинд рическуг pe3ii6y -4, в которую вворачи паи гея i ;iiiKii 5. Ии-же гайки 5 устанав ли-нается Hcpxtiee резиновое седло 6, ерхняя резинс1метал/п-1ческая диафраг- -ia 7, разрезная металлическая шайба с разрезом 9, установленные зеркальна j .epxHiiN: - нижняя резинометалли- чеч-кая диафрагма 10 и нижнее резино- BOt- седло 1 1 . Для исключения затекания резины седла 11 в разрез 9 раз- резно шайбы 8 и обеспечения ерме- тизапии разреза 9 диафрагмы 7 и 10 выполнены в виде резиновых шайб 12 с секторными выемками 13, в которых пригумированы металлические (четыре

iiiecTb) секторы 14. Резинометалличес- кие диафрагмы 7 расположены так, что один из секторов 14 перекрывает разрез 9 металлической разрезной щар1- бы 8. П.ричем разрез 9 разрезной шайбы 8 клапана выполнен или параллельно (фиг. 5), или под углом к оси, или в виде ступенчатого замкового разре- 3 а (фи г. 6 ) .

Герметизация клапана от прямого и обратного тока жидкости достигается при помош,и бросового металлического шара 15.

, 1пя исключения уноса вниз шара 15 под седлом 11 устанавливается ограничитель перемещения шара 15, состоящий из распорной втулки 16, в прорези 17 которой при помощи ребер 18 установлен центратор 19 с вставленным полым штоком 20 с надетой пружиной 2 1 .

Клапан работает следующим образом.

Корпус 1 со всеми деталями, кроме шара 15, собранными и зафиксированными гайкой 5, устанавливается над долотом (при необходимости в любом месте) и спускается в сква-жину, где но мере необходимости проводятся работы, не требующие перекрытия канала бурильных труб, например при бурении (фиг. 1). Ulap 15 бросается в бурильные трубы но мере необходимости для выполнения той или иной технологической операции.

Если, например, появилась необходимость в определении пластового давления, то промывка (или бурение) останавливается, отворачивается квад- рлтпая штанга и в бурильные трубы гбрасы)ается uiap 15. Зайдя в верхнее

седло 6 и диафрагму 7 шар 15 садитс на разрезную металлическую шайбу 8, образуя прямой клапан (фиг, 3).

После определения давлением, что шар 15 установился в седле 6, закрывают превентор и в затрубное пространство закачивают жидкость с плотностью ниже, чем у бурового раствор (например, воду). По мере закачивания воды в кольцевое пространство давление в нем на устье будет расти Зная избыточное давление на устье, величину столба воды в кольцевом пространстве и величину столба бурового раствора в кольцевом пространстве, расчетом определяют пластовое давление.

После проведения исследований по определению пластового давления с отсечкой столба бурового раствора в трубах от жидкости, паходя чейся в кольцевом пространстве, требуется промыть скважину прямой циркуляцией для удаления воды и пластового флюида, поступившего вскважину в процессе испытания.

С этой целью в бурильных трубах создается заранее известное по величине избыточное давление, под действием которого шар 15 продавливается через металлическз/то разрезную шайбу 8 и садится на полый шток 20, ограничивающий его дальнейшее перемещение впиз. При продавливании щара 15 через разрезную шайбу 8, имеющийся разрез 9 увеличивается в сечении обеспечивая пропуск шара 15. Однако нарушения герметичности не происходит благодаря наличию герметизирующих элементов резинометаллической диафрагмы 7 и резинового седла 6. Резинометаллическая диафрагма 7 обеспечивает перекрытие разреза 9 разрезной шайбы 8 за счет перемещения металлических секторов 14, которые по мере роста давления в той же степени прижимаются к разрезной щайбе 8, перекрывая полностью разрез 9 и исключая затекание резины седра 6 в разрез 9. Окончательно герметизация проходного канала клапана за- верщается одним из резиновых седел (6 и 11),

Шток 20, фиксируя шар 15 по оси корпуса 1 и поджимая его пружиной 21 к нижнему седлу I1 и далее к разрезной шайбе 8, образует обратный клапан (фиг. 4).

Для перевода при необходимости обратного клапана в прямой следует загерметизировать устье скважины превентерем и подавать (цементировочным агрегатом или буровым насосом) буровой раствор в затрубное пространство.

При этом пружина 21 и восходящий поток жидкости обеспечит заход-шара

15 в нижнее резиновое седло 11 с посадкой на разрезную шайбу 8 и перекрытием канала бурильных труб от обратного тока жидкости. Давление в скважине при этом будет расти и после

достижения расчетной величины, шар продавится через разрезную шайбу 8 в верхнее положение, формируя прямой клапан.

Давление, при котором клапан первводится из положения Прямой в положение Обратный или наоборот, задается заранее из технологических соображений и обеспечивается установкой соответствующей разрезной шайбы.

При очередном подъеме бурильного инструмента из скважины осуществляется ревизия деталей клапана, а при необходимости изменить рабочее давление производится замени разрезной

шайбь; на другую и осуществляется новый спуск клапана на инструменте в скважину с шаром или без него в зависимости от поставленных задач.

Формула изобретения

1, Клапан, содержащий корпус, двухсторонний посадочный элемент

под

бросовый шар и установленный под посадочным элементом ограничитель перемещения шара, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности работы при расширении технологических возможностей, двухсторонний посадочный элемент выполнен в виде упругой разрезной металлической шайбы и установленных с ее торцовых сторон зеркально друг другу резинометаллической диафрагмы и резинового седла, а ограничитель перемещения шара выполнен в виде подпружиненной относительно корпуса втулки,

2, Клапан по п. 1,отличаю- Щ и и с я тем, что резинометалли- ческая диафрагма выполнена в виде резиновой щайбы с секторными выемками и пригумированных в них металлических секторов, причем резинометаллические диафрагмы установлены с возможностью перекрытия разреза упругой

лшайбы металлическим сектором резино- металлической диафрагмы.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для перекрытия переходного канала труб от прямого или обратного тока жидкости под действием перепада давления. Цель изобретения - повышение надежности работы при расширении технологических возможностей. Клапан содержит корпус 1, двухсторонний посадочный элемент в виде упругой разрезной металлической шайбы 8 и установленных с ее торцовых сторон зеркально друг к другу резинометаллической диафрагмы 7 и резинового седла 11. Герметизация клапана от прямого и обратного тока жидкости достигается при помощи бросового металлического шара. Он имеет ограничитель перемещения, выполненный в виде подпружиненной относительно корпуса 1 втулки 16. Шайба 8 может быть выполнена в виде резиновой шайбы 12 с секторными выемками 13, в которых пригумированы металлические секторы 14. При этом диафрагмы 7 установлены с возможностью перекрытия разреза шайбы 8. При заходе шара в седло 11 с посадкой на шайбу 8 он перекрывает канал бурильных труб от обратного тока жидкости. При этом давление в скважине растет и при достижении расчетной величины шар продавится через шайбу 8 в верхнее положение, формируя прямой клапан. При необходимости изменить рабочее давление производится замена шайбы 8 на другую и осуществляется новый спуск клапана на инструменте в скважину. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

/8

Фаз.З

фаг. 5

Фаг. 6

Фиг. 7

П

Фиг. 8