Клапанное устройство для обсадных колонн Советский патент 1993 года по МПК E21B34/10 

w

is:

Использование: регулируемое самоэа- полнение обсадной колонны скважинной жидкостью при креплении нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения: устройство содержит запорный элемент дроссельного узла, выполненный в виде шарнирно закрепленной подпружиненной тарели с калиброванным осевым отверстием и концентрично установленного в последнем с возможностью, осевого перемещения подпружиненного конуса с калиброванным осевым отверстием. Кроме того, оно содержит корпус дроссельного узла, установленный в осевом канале диска и связанный с последним срезными элементами. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам, применяемым при креплении нефтяных, газовых и др. скважин, и предназначено для регулируемого самозаполнения обсадной колонны скважинной жидкостью, уменьшения гидродинамического давления на стенки скважины, снижения веса колонны и предотвращения обратного движения бурового или цементного раствора из затрубно- го пространства в колонну.

Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет улучшения промывки и регулировки заполнения колонны буровым раствором, а также создание универсальной (для корпусного и бескорпусного применения) конструкции.

Это достигается тем, что устройство снабжено дроссельным узлом, запорный элемент которого выполнен в виде шарнирно закрепленной подпружиненной тарели с калиброванным осевым отверстием и концентрично установленного в последнем с возможностью осевого перемещения подпружиненного конуса с калиброванным осевым отверстием.

Корпус дроссельного узла установлен в осевом канале диска и связан с последним срезными элементами.

На фиг, 1 изображено предлагаемое клапанное устройство, смонтированное в корпусе в процессе спуска колонны; на фиг. 2 - то же, смонтированное между свинченными трубами обсадной колонны в процессе спуска колонны; на фиг. 3 - то же, во время промывки и цементирования; на фиг. 4 - to же, после цементирования обсадной колонны.

OP

ю

OJ

о

со

-Клапанное устройство, для обсадных колонн (фиг. 1) состоит из диска 1, соединенного резьбой с корпусом 2-при корпусном исполнении, дроссельного узла, включающего корпус 3 с проходным каналом, соединенного с диском срезными элементами 4, и смонтированных на. нем фиксатора 5 и шарнирно закрепленной откидной тарели 6; с пружиной 7. Тарель 6 имеет калиброванное отверстие 8, частично перекрываемое подвижным дросселем 9, закрепленным на подпружиненной пластине 10. Подвижный дроссель выполнен в виде усеченного конуса 11 с проходным калиброванным отверстием 12. Клапанное устройство содержит запорную тарель 13, подпружиненную пружиной 14 и бросовый шар 15 для управления запорной тарелью. При удалении дроссельного узла освободившаяся от фиксации тарель 13 надежно перекрывает проходной канал 17 по поверхности 16.

Клапанное устройство может быть бескорпусным (см. фиг.2) и монтируют его в муфте 18 между соединенными обсадными трубами 19. . : ....; . .. ; ... ;

Работа предлагаемого клапанного устройства заключается в следующем.

ОбсадНую колонну с клапанным устройством в корпусном или в бескорпусном исполнении спускают в скважину без шара, При этом происходит непрерывное регулируемое заполнение колонны жидкостью через дроссельное отверстие 12 и кольцевое сечение.

В результате перепада давления под клапанным:устройством и над ним подвижный дроссель-9 будет перемещаться вверх, уменьшая благодаря конусной поверхности 11 проходное кольцевое сечение до полного его перекрытий После этого раствор в колонну будет поступать только через калиброванное дроссельное отверстие 12. При выравнивании давления под воздействием пружины 10 подвижный дроссель 9 возвратится в исходное положение. Возможность зашламления отверстий снижается до минимума. Если же оно произойдет, то промывкой будет ликвидировано, т-к. основной поток раствора при этом будет проходить через отверстия дроссельного узла, распо- ложённйё концёнтрично корпусу устройства (обсадной трубе), При периодических промыбках скважины и цементировании (фиг.З) откидная тарель 6 под воздействием потока раствора повернется, приняв положение, не препятствующее проведению указанных технологических операций. После их окончания откидная тарель с дросселем под воздействием пружины 7 возвратится в исходное положение.

После спуска обсадной колонны до проектной глубины перёд цементированием во

внутреннюю полость колонны опускается шар 15, который потоком жидкости транспортируется к клапанному устройству до по- садКи на корпус дроссельного узла 3, перекрывая основной канал 17 и в рёзультате создавшегося давления в колонне срезаются элементы 4. При этом, потеряв жесткую связь с диском 1, корпус дроссельного узла 3, с закреплёнными на нем откидной тарелью 6, подвижным дросселем 9,

фиксатором 5 и шар, под воздействием потока раствора, транспортируются на забой скважины. Освободившаяся от фиксированного состояния (фиг.4) запорная тарель 13 под воздействием пружины 14 надежно пёрекрывает по поверхности 16 основной канал 17, .предотвращая обратное движение раствора из затрубного пространства в колонну..,; .- .-,;;. .. -: ..- . ,.: .; ... ; .-.. . Технико-экономическая эффективность

устройства достигается за счет экономии времени на спуск обсадной колонны в скважину с учетом отсутствия ее долива, повышения качества цементирования, сокращения металлоемкости и трудоемкости, ; ... .. - .

Ф о р м у л а и з о б р ете н и я 1. Клапанное устройство для обсадных колонн, включающее диск с осеаым каналом и седлом под шарнирно закрепленный на

диске подпружиненный тарельчатый кла- пан, расположенный под диском дроссельный узел, содержащий корпус с проходным каналом, седлом в верхней части под бросовый шар, седлом-в нижней части под запорный элемент и связанный с корпусом фиксатор исходного положения подпружиненного тарельчатого клапана, отличаю- щ е ее я тем, что, с целью повышения эффективности работы за счет улучшения

промывки и регулирования заполнения колонны буровым раствором, запорный элемент дроссельного узла выполнен в виде шарнирно закрепленной подпружиненной тарели с калиброванным осевым отверстием и концёнтрично установленного в последнем с возможностью осевого перемещения подпружиненного конуса с калиброванным осевым отверстием.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что корпус дроссельного узла установлен в осевом канале диска и связан с последним Срезными элементами.

Редактор

Составитель А.Ладыга Техред М.Моргёнтал

Фиг. Ь

Корректор Н.Милюкова