Циркуляционный клапан Советский патент 1978 года по МПК E21B43/00 

1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к оборудованию для промывки и освоения скважин.

Известен циркуляционный клапан, запЪрный орган которого выполнен а виде дифференциального плунжера с боковым каналом, совмещаемым с соответствующим каналом в корпусе после сброса шарового клапана и создания избыточного давления в трубах 1.

Однако с помощью этого клапана невозможно производить обратные промывки скважины.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является циркуляционный клапан для и освоения скважины, содержащий корпус с радиальными каналами, в котором концентрично установлены запорный орган, выполненный в виде плунжера и поршня, шток, узел гидравлического уравновешивания и фиксаторы 2.

Недостатком этого клапана является то, что при промывке центральный осевой канал занят уплотняющим шаром. Это, в свою очередь, вызывает необходимость выполнения дополнительных трудоемких операций {извлечение опущенного на кабеле глубинного прибора и сброс уплотняющего шара до начала промывки и извлечение уплотняющего шара и спуск глубинного прибора после промывки). Кроме того, в связи с извлечением глубинного прибора, исключается возможность дистанционного контроля параметров в процессе промывки, что ухудщает качество и достоверность этой технологической операции.

Цель изобретения - обеспечить многократное осуществление прямых и обратных промывок без использования сбрасываемых с устья скважины уплотнительных элементов.

Это достигается тем, что клапан снабжен жестко связанной со штоком втулкой, установленной с возможностью взаимодействия при помощи фиксатора с плунжером и поршнем.

На чертеже изображен циркуляционный клапан, продольный разрез.

Корпус циркуляционного клапана 1 соединен с трубами, опускаемыми в скважину, и имеет радиальные отверстия «а, с помощью которых внутритрубное пространство сообщается с затрубным. В корпусе 1 концентрично расположены плунжер 2 и поршень 3, подпружиненные пружиной 4. Плунжер 2 имеет на нижнем конце мелкую и глубокую кольцевые выточки, а поршень 3 - продольные прорези, в которых размещаются шаровые фиксаторы 5. Корпус 1 через силовую пружину б связан со щтоком 7, верхний конец которого жестко связан с втулкой 8. Втулка 8 имеет две внутренние

цилиндрические выточки и с помощью входящих в них шаровых фиксаторов 5 может сцепляться с плунжером 2 и порщнем 3.

При спуске циркуляционного клапана в скважину затрубное давление через отверстия «б узла гидравлического уравновешивания, воздействуя на корпус 1 и шток 7, удерживает их в растянутом относительно друг друга положении (этому способствует действие пружины 6). Одновременно затрубное давление через промывочные отверстия «а и усилие пружины 4 перемещает поршень 3 до упора вниз, а плунжер 2 - до упора вверх, надежно разобщая трубное и затрубное пространство.

Для производства промывки скважины необходимо произвести посадку циркуляционного клапана, создать внутри труб давление, избыточное по сравнению с затрубным, и снова растянуть клапан.

При посадке циркуляционного клапана корпус 1, снимая пружину 6, движется относительно щтока 7 вниз до упора в его нижний выступ. При этом нижние концы плунжера 2 и поршня 3 вм.есте с шаровыми фиксаторами 5, находящимися в глубокой кольцевой выточке плунусера 2, перемещаются внутрь втулки 8.

При последующей подаче избыточного внутреннего давления поршень 3 двигается вверх до упора в выступ плунжера 2, переместив в конце своего хода шаровые фиксаторы 5 из глубокой кольцевой выточки плунжера 2 в мелкую .

При следующей за этим растяжке клапана корпус 1 двигается вверх, а плунжер 2 и поршень 3 остаются в зацеплении с втулкой 8 с помощью шаровых фиксаторов 5. Промывочные отверстия «а открываются.

В этом положении производится как прямая, так и о(5ратная промывка, так как при стравливании избыточного внутреннего давления плунжер 2 под действием пружины 4 переместится вверх и закрыть отверстия «а не может ввиду того, что он остается в зацеплении с втулкой 8 с помощью шаровых фиксаторов 5.

Для прекращения промывки необходимо произвести посадку клапана и стравить внутреннее избыточное давление.

Циркуляционный клапан открывается только при описанной выше последовательности операций - посадка клапана, подача избыточного внутреннего давления, растяжка клапана.

Циркуляционный клапан позволит осуществлять постоянный дистанционный контроль параметров в процессе промывки скважины, что, повысит качество этой технологической оперг ции. Кроме того, сократятся затраты времени на выполнение промывок и освоение скважин за счет исключения трудоемких дополнительных технологических операций, что дает значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Циркуляционный клапан, включающий корпус с радиальными каналами, в котором концентрично установлены запорный орган, выполненный в виде плунжера и порщня, шток, узел гидравлического уравновешивания и фиксаторы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения многократных прямых и обратных промывок без использования сбрасываемых с устья скважины уплотнительных элементов, он снабжен жестко связанной со штоком втулкой, установленной с возможностью взаимодействия при помощи фиксатора с плунжером и порщнем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 163134,

кл. Е 21 В 21/00, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР № 491781, кл. Е 21 В 43/00. 1973.