Циркуляционный клапан для опробывания скважин Советский патент 1980 года по МПК E21B49/02 

1

Изобретение относится к технике испытания и опробования скважин в процессе их проводки в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен циркуляционный клапан, содержащий корпус с боковыми каналами, пере- j крываемыми подпружиненным седловым клапаном, размещенным внутри корпуса 1.

Недостатком клапана является низкая надежность работы из-за того, что проведение повторных промывок и обеспечение постоянного слива промывочной жидкости не ю всегда удается, так как подпружиненный клапан при посадке в седло оказывается неуравновешенным в гидростатическом столбе промывочной жидкости вследствие различных удельных весов ее в бурильных трубах и затрубье, а также за счет разницы уровней столбов промывочной жидкости в бурильных трубах и затрубье.

Наиболее близким рещением из известных является циркуляционный клапан для опробования скважин, содержащий корпус го с заглушкой, над и под которой в корпусе выполнены радиальные каналы, золотниг t кольцевой проточкой, соединяющий полости колонны труб над и под заглушкой, узел

фиксации золотника и фрикционный фонарь 2.

.Недостаток указанного клапана заключается в том, что он имеет низкую надежность работы из-за невозможности обеспечения многократных промывок скважин в процессе сТ1уско-подъ ёл№Ых операций.

Целью изобретения является повышение надежности работы клапана за счет обеспечения многократных промывок скважины в процессе спуско-подъемных операций.

Указанная цель достигается тем, что в нижней части золотника выполнены сообщающиеся между, собой и скважиной осевые и радиальные каналы, и фрикционный фонарь установлен на золотнике.

На фиг. 1 показан клапан,продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Ц,йркуляционный клапан выполнен в виде корпуса 1, который ограничен сверху муфтой 2, а снизу - ниппелем 3. На корпусе 1 со свободным продольным ходом установлен золотник 4. В муфте 2 размещен фиксатор, выполт енный в виде подпружиненного полого порщня 5 с двумя радийльно расположенными снизу бобышками, в которых выполйены наклонные открытые снизу пазы 6. В верхней части корпуса 1 установлены два радиально расположенных стопора 7, приводом которых является подпружиненный поршень 5. Золотник 4 в верхней части снабжен специальной внутренней канавкой 8, за которую в необходимом случае он удерживается стопорами 7 в верхнем положении, и отверстиями, служащими для эвакуации попавшего в верхнюю вытоку шлама и т.п.

В нижней части золотника выполнена промывочная проточка 9 с радиальными и осевыми 10 каналами. Осевые каналы 10 расположены под некоторым углом к оси золотника, так чтобы струя жидкости, исходящая из каждого канала, омывала в процессе промывки свободную часть корпуса под золотником 4.

В средней части золотника установлен фрикционный фонарь 11, нижний конец которого жестко связан с золотником 4, а верхний имеет продольный паз 12 и может перемещаться вверх в осевом направлении.

Свободный ход верхнего конца фрикционного фонаря 11 позволяет ему упруго деформироваться до полного прилегания к наружной поверхности золотника 4. В зависимости от диаметра ствола скважины устанавливают фрикционный фонарь определенной предварительной деформации и жесткости, которые гарантировано обеспечивают удержание золотника в номинальном стволе скважины при перемещении бурильного инструмента. Заглушка 13 делит внутренний проход корпуса 1 на,полости а и которых соответственно предусмотрены промывочные каналы 14 и каналы 15 для пропуска жидкости и последующего создания избыточного давления в полости нижерасположенных механизмов.

В процессе спуска клапана в скважину золотник 4 за счет сцепления со стенками обсадной колонны или открытого ствола скважины находится в верхнем положении, и верхний его торец упирается в выступающие за корпус 1 стопора 7. При этом полость а через промывочные каналы 14 сообщается с промывочной проточкой 9 и с затрубным пространством, а полость б разобщается от полости а двумя нижними уплотнениями золотника - происходит долив бурильного инструмента. Для проведения промежуточной промывки в процессе спуска бурильный инструмент оставляют без движения, подсоединяют на поверхности рабочую щтангу и запускают насосы.

В процессе промывки под давлением перепада давления, образующегося при прохождении жидкости через полый поршень 5 (10-12 л/с), он преодолевает сопротивление пружины и перемещается вниз до упора бобыщек в корпус, увлекая наклонными пазами 6 стопора 7 во внутрь корпуса 1 заподлицо с его наружной цилиндрической поверхностью. Сальник, который может образовать ся на корпусе под золотником, во время

спуска размывается в процессе промывки через осевые каналы 10. Обычно промежуточные промывки при .спуске клапана производятся в случаях, когда инструмент на своем пути встречает суженные участки в открытом стволе за счет нарастания глинистой корки на стенках или появления осыпей щлама из больщих каверн, поэтому гарантийность срабатывания клапана (удержания золотника 4 при перемещении бурильного инструмента вниз) в данных случаях увеличивается.

Перекрытие промывочных каналов 14 и сообщение полости а с полостью б производится после окончания спуска клапана и проведения промывок в процессе спуска и перед опробованием следующим образом.

Опробователь спускается заведомо ниже места его установки на 5-6 м так, чтобы клапан оказался в стволе, имеющем номинальный или близкий к номинальному диаметр. Затем бурильный инструмент приподнимается на необходимую величину, и золотник 4 оказывается в положении, показанном на фиг. 1.

, Установка пакёров опробователя или дру гого типа испытателя, как правило, производится, согласно данньш кавернометрии или профилеметрии, на учаске ствола, не имеющего каверн, с диаметром близким или меньшим номинального.

После стравливания избыточного давления из бурильных труб и опробователя прод изводят спуск бурильного инструмента на 1,5-2 м, при этом полость а сообщается с затрубным пространством, а полость б отсекается двумя нижними уплотнениями золотника 4. При необходимости производится интенсивная промывка или создается промывка с расходом не более 10-12 л/с. Для фиксации золотника 4 в верхнем положении при промывке с расходом 10-12 л/с инструмент опускают на 0,5-1 м и прекращают циркуляцию, стопора 7 входят в канавку 8, при подъеме бурильного инструмента или насосно-компрессорных труб происходит постоянный слив промывочной жидкости из них через полость а, каналы 14 и промывочную проточку 9 с радиальными отверстиями.

Формула изобретения

Циркуляционный клапан для опробования скважин, содержащий корпус с заглущкой над. и под которой в корпусе выполнены

радиальные каналы, золотник с кольцевой проточкой, соединяющей полости колонны труб над и под заглушкой, узел фиксации-. золотника и фрикционньш фонарь, отличающийся тем, что, с целью повышения надежJ ности работы клапана за счет обеспечения многбкратных промывок скважин в процессе спуско-подъемных операций, в нижней части золотника выполнены сообщающиеся между собой и скважиной осевые и радиальные каналы, а фрикционный фонарь установлен на золотнике.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 308186, кл. Е 21 В 49/02, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 156506, кл. Е.21 В 49/00, 1961 (прототип).

фиг..1

6-S