Противовыбросовый клапан Советский патент 1982 года по МПК E21B34/06 

Изо6ре7ение относится к бурению на нефть и газ и может быть использо вано в устройствах для предотвращени выброса промывочной жидкости и плас.т вых флюидов. Известен противовыбросовый клапан содержащий корпус, обойму, установле ную с возможностью осевого перемещения относительно корпуса, запорный элемент с цапфами и узлом фиксации. Запорным элементом клапана является поворотный шар с -осевым равнопроходным отверстием. Цапфы запорного элемента выведены через уплотнения наружу вращающегося корпуса клапана, соединенного на резьбе с переходником ствола вертлюга и рабочей трубой. На цапфы надеты шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении с рейками, жестко укрепленными на обойме, охватывающей корпус клапана. Обойма фиксируется от поворота на корпусе клапана штифтами, входящими в продольные пазы обоймы. Перевод клапана из открытого положения в закрытое осуществляется при осевых перемещениях обоймы, В качестве привода используют гидроцилиндры и пружины, удерживающие клапан в закрытом положении при падении давления в гидросистеме. Цилиндры соединены с контрольной панелью гибкими штангами LU. Недостатком указанного клапана является низкая надежность управления работой клапана, поскольку использование для управления заборным элементом внешнего источника энергии, например гидропривода, влечет за собой усложнение конструкции. При отсутствии внешнего источника энергии управление запорным устройством невозможно. Цель изобретения - повышение надежности управления работой клапана за счет энергии восхоу ящего потока флюида.

Указанная цель достигается тем, что обойма размещена в корпусе и имеет в нижней части дросселирущий элемент, а корпус выполнен с пазом, имеющим на одной из стенок выступ, причем узел фиксации запорного элемента жестко связан с одной из цапф и выполнен в виде хвостовика с двумя взаимно перпендикулярными кулачками , установленными с возможностью взаимодействия с выступом корпуса,

Дросселирующий элемент выполнен из эластичного материала в форме усеченного конуса с большим основанием со стороны обоймы.

На фиг.1 изображен противовыбросовой клапан,, продольный разрез в открытом положении; на фиг о 2 то «е, в закрытом положении; на фиг.З - вид А на фиг.1; на фиг. - вид Б на фиг.2; на фиг.5 изображено положение кулачков при ручном режиме работы в открытом положении; на фиг.6 - то же, в закрытом положении. .

Противовыбросовый клапан содержит корпус 1, обойму 2, запорный элемент 3 с опорными цапфами и дросселирующий элемент 5о В стенке корпуса выполнен продольный паз 6, на одной из стенок которого имеется выступ 7. В корпусе установлена обойма., представляющая собой разъемный цилиндрический стакан, внутри которой помещен запорный элемент 3, а в нижней части закреплен дросселирующий элемент 5. Для герметизации сопрягающихся поверхностей обоймы с корпусом и запорным элементом имеются уплотнитеяьные кольца 8. Одна из цапф поворотного шара имеет хвостовик 9, выведенный в продольный паз корпуса. Хвостовик снабжен., двумя взаимно перпендикулярными кулачками 10 и окончивается квадратом под ключ для ручного управления. Дросселирую1чий элемент выполнен из эластичного материала, например резины, в форме усеченного конуса с большим основанием со стороны обоймы.

Устройство работает следующим образом.

Противовыбросовый клапан устанавливается преимущественно под ведущей трубой. В процессе нормального бурения клапан открыто

Обойма 2 с запорным элементом 3 находится в нижнем положении, один из кулачков 10 хвостовика 9 введен в зацепление с выступом 7 продольного паза 6 (фиг.1 и фиг.З). При газонефтепроявлении пластовый флюид выталкивает промывочную жидкость к устью скважины и в бурильных трубах возникает восходящий поток. На дросселирующем элементе 5 возникает перепад давления. Дросселирующий элемент 5 сжимается, проходное отверстие сужается и перепад давления увеличивается. При достижении определенной величины перепада давления обойма 2 с запорным элементом 3 перемещается вверх, кулачок 10 опорной цапфы А, взаимодействуя с выступом 7 продольного паза, поворачивается на 90(. Запорный элемент 3, вращаясь в обойме 2, перекрывает проходное сечение труб. Обойма 2 своей верхней частью упирается в торец ведущей трубы и останавливается (фиГо2)о При ликвидации газонефтепроявления путем закачки в бурильные трубы .утяжеленной промывочной жидкости над клапаном создается давление, превышающее забойное. При этом обойма с запорным элементом 3 перемещается вниз. Второй кулачок, взаимодействуя с выступом 7 продольного паза, поворачивается в обратном направлении на 90 и запорный элемент 3. вращаясь в обойме 2, открывает проходное сечение труб.

Для перевода клапана на режим ручного управления обойму 2 смещают в

одно из крайних положений, верхнее или нижнее, кулачки 10 выводят из зацепления с выступом 7 продольного паза и разворачивают на 180 .

В этом положении управление осуществляется вручную Для перевода клапана с ручного на автоматический режим работы операцию производят в обратной последовательности.

Использование энергии восходящего потока флюида для автоматического проходного сечения бурильных труб при возникновении газонефтепроявления позволяет существенно упростить

конструкцию противовыбросового клапана. Возможность перехода на режим ручного управления повышает надежность его работы. Формула изобретения 1. Претивовыбросовый клапан, содержащий корпус, обойму, установленную с возможностью осевого перемещения относительно корпуса, запор ный элемент с цапфами и узлом фиксации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности управления работой клапана за счет энергии восходящего потока флю да, обойма размещена в корпусе и имеет в нижней части дросселирующий элемент, а корпус выполнен с па зом, имеющим на одной из стенок выступ, причем узел фиксации запор06ного элемента жестко связан с одной из цапф и выполнен в виде хвостовика с двумя взаимно перпендикулярными кулачками, установленными с возможностью взаимодействия с выступом корпуса. 2. Клапан поп.1,отличающ и и с я тем, что дросселирующий элемент выполнен из эластичного материала в форме усеченного конуса, с большим основанием со стороны обоймыИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № З9«13 8, кЛо251-58, опублиКо197б (прототип).