Циркуляционный клапан Советский патент 1982 года по МПК E21B34/06 

(54) ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН

1

Изобретение относится к нефтегазодобыче.

Известен циркуляционный клапан, предназначенный для сообщения внутренней по.лости труб с затрубным пространством, скважины, который имеет корпус, подвижную 5 втулку с уплотнительными элементами 1.

Однако для открытия и закрытия клапана необходим специальный инструмент, спускаемый в скважину на проволоке, а также дополнительные сопутствующие устройст Q ва: механический ударник, гидравлический ударник, штанги.

Наиболее близким рещением к предлагаемому является циркуляционный клапан, содержащий полый корпус с радиальными каналами для сообщения затрубного прост- 5 ранства с внутренней полостью труб, внутри которого размещена втулка с нижним седлом под рабочий инструмент (щар), установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации относительно корпу- 2о са, и верхнее седло 2.

Недостатком известной конструкции является то, что в процессе эксплуатации материал щтуцера стареет, что ведет к потере его эластичности и повыщении твердости. В связи с этим при открытии или закрытии клапана в момент продавливания рабочего инструмента (щара) через щтуцер на нем образуются трещины и надрывы, приводящие к его разрущению. Даже частичное разрущение щтуцера, связанное с потерей герметичности щара в момент продавливания, приводит к невозможности передвижения втулки для открытия или закрытия. Как правило, результаты старения материала щтуцера и его разрущение сказываются через год эксплуатации, что требует проведения ревизии клапана, связанной с остановкой скважины и подъемом лифтовой колонны.

Цель изобретения - повыщение долговечности работы клапана.

Указанная цель достигается тем, что верхнее седло выполнено в виде кулачков и размещенного под ними уплотнителя, причем кулачки установлены во втулке с возможностью их радиального перемещения и взаимодействия с корпусом и рабочим инструментом (щаром).

Такое выполнение клапана обеспечивает надежное взаимодействие шара и подвижной втулки и ее герметизацию при малой степени деформации уплотнителя, не ведущей к его разрушению.

На фиг. 1 схематично изображен циркуляционный клапан, продольный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 в положении, когда втулка клапана перемешается вверх.

Клапан состоит из корпуса 1, подвижной втулки 2, двух переводников 3 и 4, соединенных с корпусом на резьбе. В корпусе 1 выполнены радиальные каналы 5. Втулка имеет нижнее седло 6 (на него садится рабочий инструмент - шар), и верхнее седло, выполненное в виде уплотнителя 7 и кулачков 8, причем последние установлены во втулке 2 с возможностью их радиального перемещения и взаимодействия с корпусом 1 и рабочим инструментом (шаром). Радиальные каналы 9 втулки 2- совмещаются в ее крайнем нижнем положении с радиальными каналами 5 корпуса 1, при этом затрубное пространство скважины сообщается с внутренней полостью труб.

В подвижной втулке равномерно размещены кулачки 8, удерживаемые с помощью имеющихся у них буртиков. Для аварийного открытия и закрытия клапана с помощью инструментов канатной техники в верхней части подвижной втулки выполнена проточка с буртиками. Когда втулка 2 находится в верхнем положении, кулачки 8 входят в проточку 10 корпуса 1, и шар свободно проходит вниз до упора в нижнее седло 6. При перемещении втулки вниз под давлением среды кулачки 8 выходят из проточки 10. Для перемещения втулки вверх создается перепад давления на шаре снизу вверх, шар упирается в кулачки 8, а эластичный уплотнитель 7 герметизирует зазор между подвижной втулкой и рабочим инструментом (шаром), при этом вся нагрузка передается через кулачки 8, обеспечивая продвижение втулки 2 вверх.

В крайнем верхнем положении втулки 2, кулачки 8 попадают в проточку 10 корпуса и освобождают рабочий инструмент (шар).

Таким образом, шар может через кулачки 8 передавать на втулку значительные усилия, не зависящие от эластичности уплотнителя, и легко освобождается в верхнем положении втулки. Потоком газа шар выносится на устье скважины.

Клапан может быть использован для скважин подземных хранилищ газа и позволяет осваивать скважины без применения канатной техники, что упрощает эту операцию, повышает надежность и сокращает время на освоение и глушение скважин.

Формула изобретения

Циркуляционный клапан, содержащий корпус с радиальными каналами для сообщения затрубного пространства с внутренней полостью труб, внутри которого размещена втулка с нижним седлом под рабочий инструмент, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации относитель но корпуса, и верхнее седло; отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности работы клапана, верхнее седло выполнено в виде кулачков и размещенного под ними уплотнителя, причем кулачки установлены во втулке с возможностью их радиального перемещения и взаимодействия с корпусом и рабочим инструментом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зайцев Ю. В. и др. Оборудование для предотвращения открытых фонтанов нефтяных и газовых скважин. М., «Недра, 1973, с. 70,

2.Авторское свидетельство СССР

№ 282219, кл. Е 21 В 41/00, 1968 (прототип).

Фиг. f

Фиг.