ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН Советский патент 1995 года по МПК E21B4/00 

Изобретение относится к буровой технике, к клапанным устройствам для гидравлических забойных двигателей.

Цель изобретения - повышение эффективности работы клапана за счет уменьшения времени закрытия и обеспечения переменной скорости движения тарелки.

На фиг. 1 представлена конструкция обратного клапана в положении "Закрыто"; на фиг.2 - то же, в положении "Открыто"; на фиг. 3 - клапан при движении тарелки 4 из положения "Открыто" в положение "Закрыто"; на фиг. 4 - клапан при движении тарелки 4 вниз из положения "Закрыто" в положение "Открыто".

Переливной клапан включает корпус 1 с радиальными отверстиями 2, верхний переводник 3, тарелку 4, взаимодействующую с верхним 5 и нижним 6 седлом. Верхнее седло 5 выполнено на фланце 7, жестко закрепленном в корпусе 1 и снабженном отверстиями 8 для прохода промывочной жидкости. Во фланце 7 закреплен стакан 9, внутренняя полость которого заполнена маслом. На штоке закреплена шайба 11, подпружиненная относительно фланца 7 пружиной 12. Шайба 11 снабжена эластичной манжетой 13. В шайбе 11 выполнены каналы гидравлически сообщающие полость над шайбой 11 с полостью под шайбой 11, а эластичная манжета 13 закреплена на штоке под шайбой 11 с возможностью перекрытия каналов шайбы 11. Внутренняя поверхность стакана 9 в зоне перемещения шайбы выполнена с переменным диаметром.

Шайба установлена в стакане с заданным зазором δ , обеспечивающим заданное время закрытия клапана по нижнему седлу 6.

Работа устройства. Клапан устанавливается над забойным двигателем. При спуске бурильной колонны она заполняется через отверстие 2 в клапане. При этом клапан находится в состоянии "Закрыто" (фиг. 1). Из затрубного пространства в бурильную колонну поступает с промывочной жидкостью выбуренная порода. Но так как клапан находится в состоянии "Закрыто", то твердые частицы не попадают в забойный двигатель.

При включении насосов и подаче промывочной жидкости в бурильную колонну (фиг. 4) тарелка 4 начинает перемещаться вниз. Жидкость из полости под шайбой 11 перетекает через зазор в полость над шайбой 11. При этом время перемещения тарелки 4 из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее определяется зазором δ и параметрами жидкости, заполняющей полость стакана, упругостью пружины 12. Время выбирается из условия промывки надклапанного пространства бурильной колонны от твердой фазы. Для бурения забойным двигателем диаметром 195 мм время около 60 с.

Так как внутренняя поверхность стакана 9 выполнена переменного диаметра, то тарелка 4 перемещается в крайнее нижнее положение с переменной скоростью (рывками), что способствует эффективному выносу твердой фазы из клапана через отверстие 2. После посадки тарелки 4 на седло 6 (положение "Открыто") промывочная жидкость поступает в забойный двигатель (фиг. 2).

После остановки насоса и прекращения подачи промывочной жидкости под действием пружины 12, тарелка 4 начинает перемещаться из крайнего нижнего положения вверх (фиг. 3). При этом эластичная манжета 13 отгибается и жидкость из полости над шайбой 11 в полость под шайбой 11 протекает через отверстие 14 и зазор δ , что способствует быстрому закрытию клапана. Таким образом, для забойных двигателей диаметром 195 мм полное открытие клапана осуществляется за 60 с, а закрытие за 2 с.

Такая конструкция клапана позволяющая обеспечить быстрое закрытие клапана, улучшить вынос твердой фазы из клапана, позволит предотвратить шламование турбобуров, повысить их безотказность.

Использование: сообщение внутренней полости забойного двигателя с затрубным пространством. Сущность изобретения: клапан содержит полый корпус с радиальными отверстиями, внутренний фланец с верхним седлом, тарелку со штоком, нижнее седло. На фланце закреплен маслонаполненный стакан. На штоке закреплена упорная шайба, подпружиненная относительно фланца. Шайба размещена внутри стакана с зазором относительно его внутренней поверхности. В упорной шайбе выполнены продольные каналы. На штоке под шайбой закреплена эластичная манжета, перекрывающая продольные каналы шайбы. Внутренняя поверхность стакана в зоне перемещения шайбы выполнена переменного диаметра. 4 ил.

ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН, включающий полый корпус с радиальными отверстиями и размещенные внутри корпуса фланец с верхним седлом и каналами для прохода промывочной жидкости, нижнее седло, тарелку со штоком, установленную в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействующую в крайнем верхнем положении с верхним седлом, а в крайнем нижнем положении с нижним седлом, маслонаполненный стакан, закрепленный на фланце и упорную шайбу, закрепленную на штоке, подпружиненную относительно фланца и размещенную внутри стакана с зазором относительно его внутренней поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы клапана за счет уменьшения времени закрытия и обеспечения переменной скорости движения тарелки, он снабжен эластичной манжетой, а в упорной шайбе выполнены каналы, гидравлически сообщающие полость над шайбой с полостью под шайбой, причем эластичная манжета закреплена на штоке под шайбой с возможностью перекрытия каналов шайбы, а внутренняя поверхность стакана в зоне перемещения шайбы выполнена с переменным диаметром.