Съемный предохранительный клапан бурильной колонны Советский патент 1980 года по МПК E21B17/06 

(54) СЪЕМНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ КЛАПАН БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

I Изобретение относится к области глубокого бурения, а .более конкретно - к бу рению нефтяных и газовых скважин в условиях ожидаемого при вскрытии продуктивных горизонтов аномально высокого давления Предлагаемое устройство предназначено для использования в целях обеспечения противофонтанной и противовыбросной без V опасности в процессе бурения. Известен предохранительный клапан, содержащий корпус с |саналами, узел фиксации и запорный элемент {i . Недостатком указанного клапана является не полное, а частичное извлечение его, что вызывает значител ьное сужение -Проходного сечения и ведет к значител ьным потерям энергии потока. Указанный клапан, когда он опущен в колонну, исключает ведение прямой промывки. Наиболее близким решением из известных является съемный предохранительный клапан, содержащий корпус с фиксатором и радиальными каналами, в котором установлены седло и подпружиненный затвор Недостатком указанного клапана является низкая надежность работы из-за того, что для его фиксации необходимо вращать всю колонну труб. Целью настоящего изобретения является повышение наде(шости работы клапана. Указанная цель достигается тем, что клапан снабжен установленным внутри корпуса штоком, выполненным в виде лодпружиненньтх и телескопически размещенных относительно друг друга наружного и внутреннего патрубков, которые имеют окна . для прохода жидкости, причем внутренний патрубок жестко связан с затвором, а наружный - связан с корпусом при помощи фиксатора. На фиг. 1 - съемный предохранительны и клапан при его посадке в колонну и извлечении из нее; на фиг. 2 - съемный предохранительный клапан в процессе бурения или закачки жидкости в пласту на фиг. 3 съемный предохранительный клапан при аварийном новышении давления в канале ствола скважины. Съемный предохранительный клапан име ет посадочное седло 1, представляющее собой кольцевой отрезок бурильной трубы с внутренним кольцевым упором, ввернутый на резьбе 2 в колонну, а поверх упора имеювдий кЬльцевую канавку 3 под шаровую фиксацию извлекаемого корпуса. Корпус 4 клапана является одновх)еменНо , паратором шарового фиксатора, в его сквозных отверстиях помещены шары 5. Выпадение шаров из корпуса предотвращено тем, что наружный диаметр отверстий под шары меньше внутреннего и не поеволяет полного выхода шара 5 через отвер- стие. Нижняя часть корпуса несет седло 6 затвора 7, подпружиненного пружиной 8 Воздействующий на затвор 7 разДвиж- ной шток имеет на своем верхнем конце головку 9 под шлипс. Он выполнен теле скопически раздвигаемым из наружного 1О и внутреннего 11 патрубков. Наружный патрубок 10 штока сопряжен с верхней частью корпуса 4 с возможностью пере мещения в ней и имеет продолжающую.ее направляющую втулку 12с упором 13 под пружину 14, помещенную внутри напраЕЯяющей втулки. Внутренний патрубок 11 штока имеет на своем верхнем конце кольцевой упор 15-. дод прухшну 14. На-, ружный патрубок 10 имеет окно 16, сообщающее пространство над клапаном с по J лостью штока.. Внутренний патрубок 11 штока в верхней своей части имеет окно 17, сообщающее полость штока с полость корпуса клапана. Корпус 4 имеет окно 18 сообщающее его полость с пространством . под клапаном. На наружной поверхности п трубка 10 штока имеется кольцевая канав ка 19 под шары 5, которые размещаются в ней при извлечении клапана из колонны. Седло 6 затвора 7 выполнено на втуд™ ке 20, укрепленной на резьбе в корпусе 4 Оно закреплено штифтом 21 и резиновой манжетой 22. Пружина 8, взаимодействую щая с затвором 7, имеет упором наконечник 23 корпуса. Затвор 7 соединен с направляющим стержнем 24 посредством шпильки 25. Стержень 24 свободно прохо дит через центральное отверстие наконечника 23. Герметизация корпуса 4 клапана в колонне осуществляется уплотнительным кольцами 26.. Работа устройства заключается в следующем. Съемный предохранительный клап : соединяют посадочным седлом 1 с трубами бурильной колонны для .едот ащения в процессе бурения первых признаков проявлений притока жидкости, газа или для вскрытия продуктивного горизонта. Если необходимо произвести установку клапана, когда бурильная колонна труб находится в стволе скважины, корпус клапана в сборе сбрасывают с устья скважины. При посадке корпуса клапана 4 на посадочное седло 1 (фиг. 1) наружный патрубок 10 штока продолжает перемещаться вниз и выталкивает шары фиксатора 5 в кольцевую канавку 3 седла. Тем самым обеспечивается надежное закрепление клапана в посадочном седле 1. Ппомывку и закачку жидкости ведут через клапан созданием давления в бурильной колонне над клапаном (фиг. 2). Давление передается через окно 16 по центральному каналу штока, сжимает пружину 14 и подает внут ренний патрубок 11 штока вниз. Тем самым затвор 7 отжимается, штоком от седла 6, пересиливая пружину 8„ Надклапанная полость бурильной колонны сообщается с подклапанной. При повышении давления в подклапанной полости колонны, затвор 7, пересиливая давление потока, перекрывает центральньтй канали постоянно закрыт (фиг, 3). ч После завершения работ, а также при необхош-шости освобождения канала бурильной колонны для сйуска приборов или .производства Других работ, предохранительный клапан подлежит, извлечению. , Клапан может извлекаться одновременно с трубами и без них, самостоятельно. Для извлечения только корпуса клапана спускают при помощи лебедки на тросе шлипс, „,v,, входит в зацепление с головкой который g При этом, натяжением троса перемещают наружный патрубок 1О в верхнее положение до кольцевого упора, выполне1нного . внутри корпуса 4 клапана. Фиксирующие шары 5 утопают в кольцевой канавке 19, и в MotvfeHT совмещения со сквозными от верстиями корпуса клапана 4, происходит освобождение клапана с .последующим извлечением последнего на поверхность (фиг. 1). Основным преим5Ществом клапана является то, что установка и снятие его происходит в короткий промежуток времени, при этом посадочное место клапана не уменьшает сечения центрального канала бурильной колонны. Спуск и извлечение клапана на тросе исключает время на спуско-подъемные операции. С установле шым клапаном можно

вести бурение, целать промывки и задавливание пласта.

Освобождение центрального канала бурильной колонны от предохранительного клапана позволяет вести обратную промывку, сятуск геофизических приборов и другие работы.Формула изобретения ю

Съемный предохранительный клапан бурильной колонны, содержащий корпус с фиксатором и радиальными каналами, в котором установлены седло и подпружиненный 15 затвор, отличающийс:я тем.

что, с целью повышения надежности работы клапана, он снабжен установленным внутри корпуса штоком, выполненным в виде подпружиненных и телескопически размещенных относительно друт друга наружного и внутреннего патрубков, которые имеют окйа дли прохода жидкости, причём внутренний патрубок жестко связан с затвором, а наружный - связан с корпусом при помощи фиксатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. 166-225, опублик. 1969 (прототип).

IS

3

Фиг.1

7Iвот О