Обратный клапан Советский патент 1991 года по МПК E21B21/10 E21B34/06 

Изобретение относится к технике бурения скважин и предназначено для предупреждения выброса жидкости или газа через бурильные трубы в процессе спускоподъем- ных операций, а также при прекращении циркуляции в процессе бурения скважин.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности клапана.

На фиг. 1 показан клапан во время спуска колоны бурильных труб в скважину; на фиг. 2 - то же, после разрушения срезного элемента и разрыва диафрагмы; на фиг. 3 - то же, в момент блокировки выброса.

Обратный клапан включает корпус 1 с продольным каналом 2, верхним и нижним резьбовыми концами 3, 4 для присоединения к колонне бурильных труб 5. В продольном канале 2 расположены конусообразное седло 6 с верхней поверхностью 7 и цилиндрическим участком 8 и упорное гнездо 9 с центральными и периферийными отверстиями 10 и 11 и запорный орган в виде шара 12, который размещен между конусообразным седлом 6 и упорным гнездом 9 с возможностью перекрытия центральных отверстий 10 упорного гнезда 9 при нижнем своем положении и взаимодействия с конусообразным седлом 6 при верхнем своем положении. Обратный клапан снабжен гильзой 13, выполненной с диафрагмой 14 и наружным уступом 15 в своей верхней части, наружной кольцевой проточкой 16 и радиальным отверстием (каналом) 17 в нижней. Клапан снабжен также пружинным кольцом 18. Шар 12 выполнен из материала, обладающего плавучестью.

В центре диафрагмы 14 выполнено отверстие 19 диаметром, равным диаметру радиального отверстия 17, причем диаметр последнего равен или превышает диаметр отверстий упорного гнезда 9. Пружинное кольцо 18 установлено в цилиндрическом участке 8 конусообразного седла 6 и охватывает гильзу 13, которая зафиксирована в исходном положении в цилиндрическом участке 8 конусообразного седла 6 срезным элементом 20 и установлена с возможностью контактирования нижней своей частью с шаром 12 в исходном положении, наружным уступом 15 - с верхней поверхностью конусообразного седла 6 при разрушении срезного элемента 20 и разрыве диафрагмы 14 и наружной кольцевой проточкой 16 - с пружинным кольцом 18 при взаимодействии шара с конусообразным седлом 6.

Обратный клапан работает следующим образом.

Во время спуска бурильных труб в скважину (фиг. 1) шар 12, имея плотность меньше плотности бурового раствора,

перекрывает центральное отверстие е гильзе 13, а жидкость через радиальное отверстие 17 и отверстие 19 в диафрагме 14 заполняет внутреннюю полость бурильных

труб 5, что предотвращает их смятие. Диаметры центрального отверстия 19 в диафрагме 14 и радиального 17 в гильзе 13 выбираются таким образом, чтобы во время спуска бурильных труб в скважину не допустить перелив (сифон) бурового раствора через них, что исключает загрязнение рабочего места у роторного стола и потери бурового раствора. Не доходя до забоя скважины, включают буровые насосы для про5 мывки скважины и начинают бурение.

Под воздействием перепада давления, образовавшегося при прокачке бурового раствора через диафрагму 14, срезается сначала срезной элемент (штифт) 20, а затем

0 разрывается (разрушается) диафрагма 14. Это положение показано на фиг. 2. После этого гильза 13 сдвигается в нижнее положение, а шар 12 под воздействием перепада давления потока бурового раствора прижи5 мается к упорному гнезду 9 и остается в таком положении до прекращения циркуляции.

Во время потока жидкости или газа, направленного вверх, шар 12 сдвигает гильзу

0 13 п верхнее положение и перекрывает конусообразное седло 6 в корпусе 1, тем самым блоки 6 в корпусе 1, тем самым блокируя выброс.

5 Формула изобретения

Обратный клапан, содержащий корпус с продольным каналом, верхним и нижним резьбовыми концами для присоединения к колонне бурильных труб, расположенные в

0 продольном канале конусообразное седло с верхней поверхностью и цилиндрическим участком и упорное гнездо с центральными и периферийными отверстиями, и запорный орган в виде шара, размещенного между

5 конусообразным седлом и упорным гнездом с возможностью перекрытия центральных отверстий упорного гнезда при нижнем своем положении и взаимодействия с конусообразным седлом при верхнем своем

0 положении, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности и долговечности, он снабжен гильзой, выполненной с диафрагмой и наружным уступом в своей верхней части, наружной кольцевой проточ5 кой и радиальным отверстием в нижней, и пружинным кольцом, при этом шар выполнен из материала, обладающего плавучестью, в центре диафрагмы выполнено отверстие диаметром, равным диаметру радиального отверстия, причем диаметр последнего равен или превышает диаметр отверстий упорного гнезда, пружинное кольцо установлено в цилиндрическом участке конусообразного седла и охватывает гильзу, которая зафиксирована в исходном положении в цилиндрическом участке конусообразного седла срезным элементом и установлена с

своей частью с шаром в исходном положении, наружным уступом - с верхней поверхностью конусообразного седла при разрушении срезного элемента и разрыве диафрагмы и наружной кольцевой проточкой - с пружинным кольцом при взаимодействии шара с кону

Изобретение относится к технике бурения скважин и предназначено для предупреждения выброса жидкости. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности. Для этого гильза 13 выполнена с диафрагмой 14 и наружным уступом 15 в своей верхней части, наружной кольцевой проточкой 16 и радиальным отверстием 17 в нижней части и пружинным кольцом 18 Клапан имеет шар 12, выполненный из материала, обладающего плавучестью В центре диафрагмы 14 выполнено отверстие диаметром, равным диаметру отверстия 17. Диаметр отверстия 17 равен или превышает диаметр отверстий упорного гнезда 9 Кольцо 18 установлено в цилиндрическом участке 8 конусообразного седла 6 и охватывает гильзу 13, Последняя зафиксирована в исходном положении в участке 8 срезным элементом 20. Гильза 13 установлена с возможностью контактирования нижней своей частью с шаром 12 в исходном положении, наружным уступом 15 - с верхней поверхностью конусообразного седла б при разрушении элемента .;0 и оазрыве диафрагмы 14 и наружной кольцевой проточкой 16 - с пружинным кольцом 18 при взаимодействии шара 12 с седлом 6 Вовремя потока жидкости или газа, направленного вверх, шар 12 сдвигает гильзу 13 в верхнее положение и перекрывает конусообразное седло 6 в корпусе 1, тем самым блокируя выброс 3 ил 5 Ј О ел Јь СЛ Ю о

возможностью контактирования нижней сообразным седлом.

фиг. 2