Перепускной клапан

 

Изобретенне относится к горной пром-сти и предназначено для бурения скважин. Цель - улучшение эксплуата- Щ1онных качеств за счет обеспечения механического управления работой клапана и исключения непроизводительных потерь гидравлической мощности и энергии на срабатывание. Для зтого седло 10 клапана установлено с БОЗ- :

СО1ОЭ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1469094 А1 (51)4 F. 21 В 21/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ПЕРЕПУСКНОП КЛАПАН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

h0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4259704/23-03 (22) 06.04.87 (46) 30.03 ° 89. Бюл. Р 12 (71) Всесоюзный научно-исследователь" ский институт буровой техники (72) Ю,И.Коваленко и А,И.Литвинов (53) 622.243.14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 898028, кл. Е 21 В 4/00, 1979, Патент США 11- 3005507, кл. 175-324, апублик. 1957. (57) Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для бурения скважин. Дель - улучшение эксплуатационных качеств за счет обеспечения механического управления работой клапана и исключения непроизводительных потерь гидравлической мощности и энергии на срабатывание. Лля этого седло 10 клапана установлено с воз"

469094

1 можностью возвратно-поступательного ограниченного движения относительно корпуса 1. Клапан имеет тарелку 6, над которой размещен упругий элемент

9 с упором верхним своим концом в верхний внутренний кольцевой выступ 2 корпуса 1,а нижним - в верхний торец тарелки б. Седло имеет ограниченный ход; В нижней части седла 10, высту-. пающей из корпуса 1 - ступень. Для осуществления промывки скважины долото приподнимают над забоем. Между рабочими поверхностями тарелки 6 и седла 10 образуется максимальный,эа« зор, через который буровой раствор направляется в кольцевое пространство, благодаря этому промывка осуществляется при небольшом значении перепада давлений на насадках долота. э.п, ф-лы, 2 ип.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к технике бурения скважин, и может быть испоЛьзовано для перепуска потока жидкости в бурильной колонне. 5

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств упутем обеспе-. чения механического управления его работой и исключения непроизводительных потерь гидравлической мощности и энергии на срабатывание, На фиг.1 представлена конструкция клапана; на фиг.2 - седло клапайа, пример исполнения, Клапан перепускной включает кор« пус 1 с верхним 2 и нижним 3 внутренними кольцевыми выступами внутри кор" пуса и радиальными отверстиями 4 с установленными.в них фильтрами 5, расположенную между выступами 2 и 3 тарелку б с уплотнительным элементом .

7 на рабочей поверхности и уплотни" . тельйым элементом 8 на наружной боковой поверхности. Над тарелкой 6 установлен упругий элемент (пружина)

9 с упором своим верхним концом в верхний внутренний кольцевой выступ

2 корпуса, а нижним - в верхний торец тарелки 6. Под тарелкой б установлено седло 10, имеющее возможность возвратно-поступательного движения и фиксированное от проворота шпонкой 11, Шпонка 11 предназначена для передачи крутящего момента с корпуса 1 35 на седло 10 клапана, Вместо шпоночного соединения корпуса 1 с седлом

10 клапана может быть выполнено лю" бое другое соединение,.обеспечивающее возвратно-поступательное движе- 40 ние седла 10 клапана и передачу кру-. тящего момента с корпуса 1 на седло

1О клапана.

Величина хода седла 10 клапана должна удовлетворять неравенству

1 > 1о для плотного прижатия седла

10 к тарелке 6 при перемещении седла 10 клапана, Пружина 9 обеспечивает постоянный контакт рабочих поверхностей тарелки

6 и седла 10 при бурении, Вместо пружины 9: может быть использован другой упругий элемент.

Нижняя часть седла 10, выступающая из корпуса, может быть выполнена со .ступенью 12 (например, как показано на фиг.2), причем диаметр d ступени 12 больше диаметра самого седла

10, что позволяет получить опорную поверхность 12 седла 10 контактирующую в процессе бурения с опорной поверхностью нижнего торца 13 корпу- са клапана. 1Три этом присоединительная резьба 14 может быть выполнена как наружной, так и внутренней (фиг.2).

При ступенчатом исполнении седла

10 клапана расстояние 1> межцу нижним торцом 13 корпуса 1 и верхним срезом ступени.12 седла 10 при крайнем нижнем положении седла 10 относительно корпуса 1 равно или меньше величины

1„ хода седла 10 клапана, но больше

1, Выполнение нижней части седла 10 ступенчатой формы с обеспечением величины 1> позволяет при бурении снять часть осевой нагрузки с пружины 9 и передать ее на корпус 1 клапана, что облегчает условия работы пружи i ны 9, Клапан работает следующим образом.

94 4 з 14690

Перепускной клапан устанавливается выше бурового долота в любой технологически обоснованной части компоновки низа бурильной колонны (непосредственно над долотом, между утяжеленны5 ми бурильными трубами н т.д.), При спуске долота в скважину седло 10 . клапана практически постоянно находится в крайнем нижнем положении за счет собственного веса и веса присоединенных к его нижней части элементов компоновки низе бурильной колонны.

Тарелка 6 клапана также находится в крайнем йижнем положении за счет действия на нее пружины 9, При этом между рабочими поверхностями тарелки 6 и седла 10 имеется достаточно большой зазор и буровой раствор из кольцевого пространства через фильтр

5, радиальное отверстие 4 и укаэанный зазор перетекает внутрь клапана и заполняет внутреннюю полость всех элементов бурильной колонны. Долото спускают до забоя и включают буровой насос. Буровой раствор от насоса поступает в бурильную колонну и выходит в кольцевое пространство через радиальные отверстия 4, фильтр 5 и насадки долота.

В результате создания осевой нагрузки на долото седло 10 клапана перемещается вверх относительно корпуса 1, что приводит к смыканию рабочих поверхностей тарелки 6 и седла 10, При этом пружина 9 сжимается, обеспечивая плавность этого смыкания и контакт рабочих поверхностей тарелки 6 и седла 10.

Уплотнительные элементы 7 и 8 .. предотвращают утечки бурового раствора из внутренней полости клапана в кольцевое пространство. В результате буровой раствор от насоса поступает в кольцевое пространство только чеpes насадки долота, 45

При вращении корпуса 1 клапана крутящий момент на буровое долото передается через шпонку 11.

Для осуществления промывки скважин (например, перед подъемом инст- 50 румента для смены отработанного долота) долото приподнимают над забоем иа некоторую высоту. При этом тарелка 6 занимает крайнее нижнее положение за счет действия на нее пружины . 55

9 и гидравлической нагрузки, действующей .вниз. Седло 10 также занимает крайнее нижнее положение за счет сил собственного веса, веса присоединен. ных к его нижней части элементов компоновки низа бурильной, колонны и гидравлической нагрузки, дейстнуюtreA нниэ. В .результате между рабочими поверхностями тарелки 6 и седла 10 образуется. максимальный зазор, через который буровой раствор направляется н кольцевое пространство через радиальные отверстия 4 и фильтр 5. Это приводит к тому, что промывка осуществляется при небольшом значении перепада давлений на насадках долота и, если клапан стоит над гидравлическим забойным двигателем, практически предотвращает работу этого двигателя вхолостую при промывке, При подъеме инструмента па поверхность элементы клапана находятся в том *e положении, что и при промывке. При этом обесгечивается быстрое опорожнение верхней части бурильной колонны за счет беспрепятственного интенсивного перетока бурового раствора из колонны бурильных труб в кольцевое пространстно через зазор между рабочими понерхностями тарелки

6 и седла 10 клапана, радиальные отверстия 4 и фильтр 5, предотвращая потери буронога раствора и загрязнение пола bypoaoA (рабочего места буроникон) после отвинчинания ведущей трубы (кнадрата) или верхней свечи колонны бурильных труб, Формула и з обр ет ения

1, Лерепускной клапан, нключающий корпус с радиальными отверстиями, верхним и нижним внутренними кольцевыми выступами, седло, тарелку с осевым сквозным каналом и уплотнительными элеиентамн на рабочей и на-, I ружной боковой поверхностях, упругий, элемент н установленный в корпусе клапана соосно с радиальными отверстиями фильтр,. о т л и ч а ю щ и и - с .я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств за счет обеспечения механического управления его работой и исключения непроизводительных потерь гидравлической мощносТН и энергии на срабатывание, седло клапана установлено с воэможностью вознратно-поступательного ограниченного движения относительно корпуса клапана, упругий элемент установлен над тарелкой клапана и упором верхним своим концом н верхний внутренний кольцевой выступ корпуса, а нижнимгде 1 --, расстояние. между нижним торцом корпуса и верхним срезом ступени седла прн край" нем нижнем положении седла относительно корпуса.

1Дцй. 2

Составитель А.Меньшиков

Редактор А.Огар Техред A. Кравчук Корректор В,Гирняк

Заказ 1331/34 Тираж 514 Подписное

8НИИПи, Государственного комитета по изобретениям и открытиям лрн кит сссР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1469094 6 в верхний торец тарелки, причем вели- са, выполнена ступень, диаметр коточина. ограниченного хода седла клана- рой больше диаметра седла а расстояна овлет

I н удовлетворяет неравенству ние 11 между нижним торцом корпуса

laý

5 и верхним срезом ступени седла при где 1, " величина хода седла клапана; крайнем нижнем положении седла отноВ - величина осевого удаления сительно корпуса удовлетворяет нераодна от другой рабочих по- . венству верхностей тарелки и седла 1 > 1у>1, клапана при нахождении их в крайнем положении относительно корпуса клапана..

2. Клапан по п.1, о т л и ч а юal,и и с я тем, что 8 нижней части седла клапана, выступающей из корпу