Циркуляционный клапан для испытания скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51>5 Е 21 В 49/00, 34/06

ГОСУДАРСТВЕН-ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1

Ф

Нь!!Я,, l

Ы= ° — — 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1В

Юд

1В

Фс

° »

° ° Ф (21) 4868592/03 (22) 25,09.90 (46) 15.08.93, бюл. М 30 (71) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) П.С.Варламов, А.В.Типугин, Г.П,Варламов и О.B.Ïèëþöêèé (73) Северо-Кавказский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (56) Авторское свидетельство СССР

И. 123 1219, кл. Е 21 В 49/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1266968. кл. К 21 В 34/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР

% 1231219, кл. Е 21 В 49/00, 1986.

1

Ф

1У

7 ,15

В

77 г

У

1У

7У

17

i4

10, ... Ж„„1834973 АЗ (54) ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к пластоиспытательному оборудованию на бурильных трубах. Циркуляционный клапан включает цилиндрический корпус 1, установленную в корпусе 1 подвижную гильзу

13, дифференциальный полый поршень 19 и фиксатор 29 с упругими элементами. Подвижная гильза 13 выполнена на внутренней поверхности ступенчатой и с кольцевой проточкой 18 на ступени большего диаметра. Упругие элементы 30 фиксатора 29 выполнены с возможностью взаимодействия с нижней торцевой поверхностью гильзы 13 в открытом положении циркуляционных отверстий 7 корпуса 1 и размещения в кольцевой проточке 18 гильзы 13 в закрытом положении циркуляционных отверстий 7. 2 ил, 1834973

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к пластоиспытательному оборудованию на бурильных трубах, и может быть использовано при испытании и промывке нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения — повышение надежности работы клапана.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый циркуля- 10 ционный клапан отличается тем, что подвижная гильза на внутренней поверхности выполнена ступенчатой и с кольцевой проточкой на ступени большего диаметра, а упругие элементы фиксатора выполнены с 15 возможностью взаимодействия с нижней . торцевой поверхностью гильзы в открытом положении циркуляционных отверстий корпуса и размещения в кольцевой проточке гильзы в закрытом положении циркуляци- 20 онных отверстий, На фиг. 1 представлен общий вид клапана в разрезе в закрытом положении; на фиг, 2 — то же, в открытом положении.

Циркуляционный клапан содержит ци- 25 линдрический корпус 1, состоящий из двух частей; жестко соединенных резьбой 2 с уплотнением, верхнюю резьбу 3 для соединения с бурильными трубами и нижнюю резьбу для соединения с узлами испыта- 30 тельного оборудования.

Наружная поверхность корпуса 1 выполнена граненой. Корпус 1 выполнен с проходным каналом 4. В верхней части канала 4 выполнена увеличенная полость 5 с 35 упором 6. В верхней части корпуса 1 имеются циркуляционные отверстия 7. Между верхней и нижней частями корпуса 1 в расточке закреплено упорное кольцо 8. В нижней ча- . сти корпуса 1 выполнена ступенчатая по- 40 лость большего диаметра 9 и меньшего диаметра 10, между которыми имеется упор

11. Над упором 11 в корпусе 1 выполнены радиальные отверстия 12.

В полости 5 подвижно размещены по- 45 движная гильза 13 с уплотнениями 14 и 15.

Подвижная гильза 13 на внутренней поверхности выполнена ступенчатой со ступенью

16 большего диаметра и со ступенью 17 меньшего диаметра и с кольцевой проточ- 50 кой 18; на ступени 16 большего диаметра.

В корпусе 1 подвижно размещен дифференциальный полый поршень 19 с проходным каналом 20, образующий с корпусом 1 полость, сообщенную с затруб- 55 ным пространством радиальными отверстиями 12. Наружная поверхность дифференциального поршня выполнена ступенчатой с большим диаметром 21 и уплотнениями 22, равными диаметру полости

9, средним диаметром 23 с уплотнениями 2, равными диаметру 10, меньшим диаметром

25, который меньше диаметра канала 4 корпуса 1, так что между корпусом 1 и меньшим диаметром 25 поршня образован кольцевой канал 26, В месте перехода большего диаметра 21 в средний диаметр 23 дифференциального поршня 19 имеется кольцевой выступ 27. Между ступенькой большего диаметра 21 дифференциального поршня 19 и корпусом 1 образована полость 28, соединенная радиальными отверстиями 12 с затрубным пространством, Полость между меньшим диаметром 25 дифференциального поршня 19 и полость меньшего диаметра 10 корпуса 1 соединена каналом 26 с каналом 4.

В канале 20 дифференциального поршня 19 на резьбе установлен фиксатор 29 с упругими элементами. 30, жестко. соединенный с дифференциальным поршнем 19. Упругие элементы 30 фиксатора 29 выполнены с возможностью взаимодействия с нижней торцевой поверхностью гильзы 13 в открытом положении циркуляционных отверстий

7 корпуса 1 и размещения в кольцевой проточке 18 гильзы 13 в закрытом положении циркуляционных отверстий 7.

Клапан циркуляционный цанговый работает следующим образом. Клапан спускают в скважину на колонне бурильных или насосно-компрессорных труб в закрытом положении (фиг. 1). При этом, согласно технологии испытания пластов оборудованием на бурильных трубах, давления столба бурового раствора в эатрубном пространстве больше давления столба залитой в трубы жидкости. Указанный перепад давления через отверстия 12 передается в полость 28 и действует нэ дифференциальный поршень

19, удерживая его в верхнем положении.

Циркуляционные отверстия 7 герметично перекрыты гильзой 13, самопроизвольному перемещению которой вверх препятствует жестко связанный с дифференциальным поршнем 19 фиксатор 29, взаимодействующий своими упругими элементами 30 с утолщенной частью гильзы 13, После завершения операции по испытанию пласта для осуществления сообщения полости бурильных труб с зэтрубным пространством в трубах создают избыточное давление, превышающее по величине действующей на дифференциальный поршень 19 перепад давления между затрубным и трубным пространством, и создающее усилие, достаточное для освобождения упругих элементов 30 фиксатора 29, При этом дифференциальный поршень 19 начинает двигаться вниз, освобождая из зацепления упругие элементы 30

1834973 фиксатора 29 и гильзу 13, до oðà своим выступом 27 в упор 11 корпуса 1. В результате этого упругие элементы фиксатора 29 оказываются под утолщенной частью гильзы 13. После этого стравливают избыточное давление в трубах, дифференциальный поршень 19 под действием перепада давления между затрубным и трубным пространством перемещается вверх до упора в кольцо 8, подхватывая упругие элементы фиксатора

29 гильзу 13, которая открывает циркуляционные отверстия 7, обеспечивая между упругими . элементами фиксатора 29 сообщение полости бурильных труб с затрубным пространством (фиг, 2). Фиксация гильзы 13 в верхнем положении реализуется силой трения по уплотнениям 14, 15, 23, 24 и силой упругих элементов фиксатора 29.

Таким образом, обеспечивается постоянная связь полости бурильных труб с затрубным пространством и возможность осуществления как прямой, так и обратной циркуляции.

Использование дифференциального поршня с цанговым захватом, взаимодействующим с гильзой, позволит упростить конструкцию циркуляционного клапана и повысить надежность его работы. Таким об- разом, использование заявляемого решения позволит существенно (не менее чем в

5 раз) повысить эксплуатационную стойкость циркуляционного клапана.

5 Формула изобретения

Циркуляционный клапан для испытания скважин, содержащий корпус с радиальными и циркуляционными отверстиями и упорами, установленную в корпусе подвижную

10 гильзу с уплотнениями, дифференциальный полый поршень, образующий с корпусом полость, сообщенную с затрубным пространством, и фиксатор с упругими элементами, жестко соединенный с

15 дифференциальным полым поршнем,отличаю щи и с ятем, что, с целью повышения надежности в работе клапана. подвижная гильза на внутренней поверхности выполнена ступенчатой и с кольцевой проточкой

20 на ступени большего диаметра, а упругие элементы фиксатора — с возможностью вза имодействия с нижней торцевой поверхностью гильзы в открытом положении. циркуляционных отверстий корпуса и раз25 мещения в кольцевой проточке гильзы в закрытом положении циркуляционных

- отверстий.

1834973

Составитель П.Варламов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Àíäðóøåíêî

Редактор С.Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2708 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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