Обратный клапан для бурильной колонны

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

I (щ 100461 7 (6i) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 31 ° 08.81 (2i) 3339608/22-03 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 150383. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 15.03.83

t51)hh Кп з

Е ?1 В 34/10

Государственный комитет

СССР по лелам изобретений и открытий (53) УДК 622.24. .05(088.8) (72) Авторы изобретения

Б, В. Крых, Г. A Стрелец и А. Б, Крых

1. °,.

Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института (71) Заявитель (54) ОБРАТНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Изобретение относится к бурению глубоких скважин, в частности к обратным клапанам бурильных колонн, предназначенным для предотвращения выбросов, бурового раствора или пластовых флюидов из скважины через бурильные трубы.

Известен обратный клапан для бурильной колонны, включающий корпус, седло и подпружиненный запорный эле, мент (1) .

Недостаток клапана заключается в том, что в этой конструкции возникают большие гидравлические сопротив. ления, в результате чего происходит ускоренный износ контактных поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является обратный клапан для бурильной колонны, включающий корпус, седло, направляющую втулку и плавучий запорный элемент, тарелка которого имеет защитный эластичный элемент, а шток и тарелка запорного элемента образуют с направляющей втулкой гидраяличестсие камеры, связанные посрелством эластичных диафрагм с полостью бурильных труб и затрубным пространством 2 .

Однако эта конструкция имеет большое количество взаимодействующих элементов и требует надежной герметизации гидравлических полостей.

Цель изобретения — упрощение конструкции обратного клапана.

Указанная цель достигается тем, что обратный клапан для бурильной колонны, включающий корпус, седло, направляющую втулку и плавучий запорный элемент, тарелка и шток которого образуют с направляющей втулкой гидравлические камеры, снабжен установленной под седлом гильзой, образующей с наружной поверхностью направляющей втулки струйный кольцевой насос, причем гидравлические камеры связаны каналами между собой и с приемной камерой струйного кольцевого насоса.

Причем шток запорного элемента может быть выполнен с полостью, перекрытой герметизирующей пробкой.

На чертеже показан обратный клапан для бурильных колонн.

Обратный клапан для бурильных колонн состоит из корпуса 1, в котором помещены седло клапана 2, направля1004617

10 кщая втулка 3 с опорным фланцем 4 и гильза 5. Во втулке размешен запорный элемент, выполненный в виде штока 6 с тарелкой 7, покрытой эластичной и износостойкой, например резиновой оболочкой 8. Внутри штока выполнена полость 9, герметизиру,емая пробкой 10. Возможность изменения объема полости штока, например, при нвинчивании или вывинчинании герметизируюшей пробки позволяет обеспечить положительную плавучесть штока с тарелкой при изменении плотности буроного раствора, Тарелка 7 и шток б образуют с направляющей втулкой 3 полости 11 и 12 соответст- 15 венно..Гильза 5 образует с наружной поверхностью направляющей втулки 3 кольцевой струйный насос (эжектор), включающий н себя насадку 13, приемную камеру 14, камеру смешения 15 и диффузор 16.

Полости 11 и 12 сообщены между собой вертикальными каналами 17, а радиальными каналами 18 — с камерой 14 струйного насоса (эжектора). 25

Обратный клапан для бурильной колонны работает следующим образом.

В собранном виде (при этом тарелка со штоком находятся в крайнем нижнем положении и проходной канал клапана открыт) обратный клапан устанавливается н бурильной колонне. При циркуляции бурового раствора через бурильную колонну раствор движется через струйный насос, создавая при этом разрежение в полости 12. В случае прекрашения циркуляции через каналы 17 и 18 полость заполняется раст вором и шток с тарелкой всплывают, перекрыв,1я проходной канал клапана.

B это время через указанные каналы 40 заполняется раствором и полость 11.

При возобновлении циркуляции шток с тарелкой напором потока растнора перемешаются вниз на некоторую величину, вытесняя при этом растнор из полостей 12 и 11 в приемную камеру 14, Разрежение, возникаюшее в приемной камере при возобновлении работы струй. ного насоса (эжектора) способствует отсосу раствора из полостей и перемещению штока с тарелкой в крайнее нижнее положение. В этом случае тарелка клапана полностью входит н р. е p x н l010 и ол ос T В т $ ë к и о I к ры F d я путь движению раствора и струйному насосу при минимальном гидравлическом сопротивлении. За счет этого эрозионному износу подвергается только центральная асть эластичной оболоч— ки тарелки, н результате чегo увели— чивается срок службы клапана. Помимо усилия, создаваемого выталкивающей силой за счет плавучести штока с тарелкой, дифференциальное давление раствора, находяшегося в бурильной колонне ниже клапана, передается снизу вверх на всю плошадь, равную площади поперечного сечения тарелки.

Вследствие этого обеспечинается надежная герметизация проходного канала клапана.

Технико-экономическая эффективность заключается в повышении надежности работы клапана и снижении материальных затрат на его изготовление. формула .изобретения

1, Обратный клапан для бурильной колонны, включающий корпус, седло, направляющую втулку и плавучий запорный элемент, тарелка и шток которого образуют с направляющей втулкой гидравлические камеры, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, он снабжен установленной под седлом гильзой, образующей с наружной поверхностью направляющей втулки струйный кольцевой насос, причем гидравлические камеры связаны каналами между собой и с приемной камерой струйного кольцевого насоса.

2. Клапан по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что шток запорного элемента выполнен с полостью, перекрытоЙ герметизирующей пробкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 791908, кл. Е 21 В 17/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 791910, кл. E 21 В 17/00, 1978.

1004б17

Составитель В. Родина

Редактор Л. Авраменко Техред Т.Маточка, Корректор И. Макаренко

Заказ 1824/42 Тираж 601 Подписное

ВНИИПИ ГосударственноГо комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4