Циркуляционно-заливочный клапан Советский патент 1981 года по МПК E21B49/00 

(54)ЦИРКУЛЯЦИОННО-ЗАЛИВОЧНЫЙ КЛАПАН

Изобретение относится к оборудованию для испытания скважин испытателями пластов на трубах и предназначено для вьтолнення двух операций:заполнения части колонны труб при спуске ее в скважину и создания циркуляции сква жина - трубы при подъеме колонны. По основному авт. св. № 562645 известен циркуляционно-заливочный клапан для испытания скважин,содержащий корпус с радиальным каналом, в котором концентрично размещены поршень и механизм управления, выполненный в виде фиксатора, взаимодействующего с фигурной канавкой на боковой поверхности цилиндра. С целью повышения.надежности проведения испытания и обеспечения возможности спуска через клапан глубиннь1х приборов, поршень выполнен с осевым и радиальными каналами и образует с корпусом полость, которая связана через радиальный канал .в поршне с внутритрубным пространст,вом, а через радиальный канал в поршне - с затрубным пространством, причем сечение радиального канала в поршне меньше сечения радиального налаяв корпусе fll.. Недостатками известного устройства являются: а)отсутствие сигнала о срабатывании клапана на глубине, что приводит к неудачному спуску и повторному испытанию пласта, а при испытании скважин с газовым проявлением - к выбросу газа из труб и опасности возникновения пожара; б)отсутствие гасителя гидроудара. Поскольку сила закрытия клапана создается потоком жидкости, прокачиваемой через радиальный канал штока, то в момент перекрытия канала возникает скачок давления, который может разрушить блокирующие устройства наземного оборудования (срез шпилек в цементировочном агрегате или порыв диафрагмы бурового насоса); в) значительная трудоемкость подготовки клапана к работе: перед спуском в скважину для проверки качества резиновых уплотнителей необходимо пол ностью разобрать и собрать клапан, включая масляную камеру, на что затра чивается не менее трех часов рабочего времени. Поставленная цель достигается тем, что поршень имеет дополнительный радиальный канал с сечением, меньшим сечения основного радиального канала Дополнительный канал стоит от радиального канала в поршне на расстоянии, обеспечивающем сообщение его с каналом в корпусе только в конце хода поршня, и имеет площадь сечения в 1,5 2 раза меньше площади радиального канала поршня. Поршень выполнен составным. Выполнение поршня составным позволяет осмотреть и заменить ответственные уплотнители без разборки масляной камеры, На фиг. 1 изображен предлагаемый гщркуляционно-заливочный клапан, общий вид; на фиг. 2 - развертка фиксатора . Клапан имеет корпус 1 с радиальным каналом Ct и дифференциальный поршень 2, имеющий сквозный осевой канал и включающий в себя головку 3 с радиаль ным каналом 5 и каналом т , Поршень 2 имеет возвратную пружину 4 и связан с корпусом механизмом управления, вьшолненным в виде фиксатора 5, укрепленного в корпусе, и взаимодействующего с фигурной канавкой 6, установленной на поршне. Механизм управления заключен в мас ляную камеру, изолированную от внутри трубного пространства подвижным разделительным поршнем 7, и обеспечивае фиксацию поршня 2 относительно корпуса 1 в положениях Открыто ;и Закрыто. Корпус имеет концевые детали с замковыми резьбами: мyфfy 8 и ниппель 9. Радиальные каналы и канал в поршне герметизируются резиновыми уплотнителями 10 и П. Клапан устанавливают над испытателем- пластов и спускают на трубах в скважину. Радиальный канал О в поршне сообщает через g скважину с полостью спускаемых труб.Сква жинная жидкость заполняет трубы по мере их спуска. Для закрытия клапана после спуска JBcex труб, подлежащих заполнению, в трубы закачивают жидкость цементировочным агрегатом или буровым насосом. На устье устанавливается давление, зависящее от площади поперечного сечения радиального канала в поршне. Перепад давления, возникающий на радиальном канале, действуя на площадь между уплотнителями 10 и 11, перемещает поршень на закрытие. В момент перекрытия радиального канала поршня давление резко растет. Затем снова падает, так как в конце хода поршня вскрьшается канал-5. Величина давления определяется площадью поперечного сечения канала-и. Таким образом, по показанию манометра можно определить, что поршень . 2 дошел до крайнего положения. После снятия давления поршень движется под действием пружины 4 обратно и фиксируется механизмом управления в промежуточном положении, при котором перекрыты канал -6 и канал О. Дальнейший спуск происходит без их заполнения . Для открытия бокового канала в корпусе создают давление в трубах, превышающее скважинное, этот перепад,действуя на площадь между уплотнителями 10 и 11, перемещает поршень 2 в крайнее нижнее положение. Вновь вскрывается канал -в, при зтом резкое падение давления сигнализирует о том, что поршень в крайнем нижнем положении, следовательно, клапан сработал. После снятия давления поршень под действием максимального усилия пружины и перепада давления в скважине и трубах возвращается в исходное положение, при этом каналd сообщается с каналом . При подготовке клапана к следукадему спуску в скважину необходимо осмотреть и заменить наиболее нагруженные уплотнители 10 и 11. Для этого достаточно точно -отсоединить ниппель 9 и головку 3, при этом разборки масляной камеры не требуется. Эффективность изобретения определяется исключением повторных операций испытания и повьшгением безопасности работ. Исключение повторных операций может сэкономить 1,5-2 тыс. руб. на одном объекте. Исключение пожарной безопасности предотвращает потери не менее.,чем на 1 млн.руб.Кроме того, уменьшается время на подготовку клапана к работе. Формула изобретения Циркуляционно-заливочный клапан о авт. св. № 562645, о т л и ч а ю58щ и и с я тем , что, с целью обеспечения контроля за работой клапана, поршень имеет дополнительный радиальный канал с сечениег меньшим сечения основного радиального канала. 53 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Автррское свидетельство СССР № 562645, кл. Е 21 В 49/00, 1974 (прототип).

Фиг.1

:

6

Фие.1