Клапан

 

Изобретение относится к технике добычи нефти и газа, а именно к устройствам, служащим для закрепления пакеров в эксплуатационных колоннах нефтяных и газовых скважин. Для повышения надежности срезного клапана и предотвращения падения седла на забой скважины в седле втулки, имеющей седло под сбрасываемый шар, перпендикулярно наклонной плоскости ее торца выполнена проточка, точка пересечения оси которой с осью втулки расположена на наклонной плоскости верхнего торца втулки, при этом радиальный паз корпуса выполнен сквозным, фигурная фаска выполнена в нижней части радиального паза, а втулка установлена с возможностью расположения в крайнем нижнем положении плоскости ее верхнего торца и образующей фигурной фаски в одной плоскости, а втулка связана срезным элементом с корпусом. При срабатывании клапана шар под воздействием потока жидкости скатывается по наклонной плоскости через отверстие и далее в межтрубное пространство. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике добычи нефти и газа, а именно к устройствам, служащим для закрепления пакеров в эксплуатационных колоннах нефтяных и газовых скважин.

Известно гидравлическое посадочное устройство, содержащее корпус, срезные шпильки, связанные с втулкой, на верхнем торце которой установлена разрезная цанговая втулка, перья которой завулканизированы эластичным материалом в виде посадочного седла и сбрасываемый на это седло с устья скважины шар [1] Недостатками такого устройства являются одноразовое использование седла, хотя оно и не удаляется на забой, а также технологическая сложность и ненадежность конструкции, связанные с разрядом разрезной цанговой втулки после срабатывания устройства.

Наиболее близким к изобретению является гидравлический забойный клапан, содержащий корпус с установленным в нем седлом, закрепленным на срезных шпильках, уплотнительный элемент и сбрасываемый шар, а также продольные каналы переменного сечения, выполненные на внутренней поверхности корпуса по всей длине ниже уплотнительного элемента [2] Недостатками прототипа являются его одноразовое действие, а также то, что после среза шпилек, седло падает на забой, засоряя его.

Цель изобретения предотвращения падения седла на забой скважины и повышение надежности срезного клапана.

Это достигается тем, что верхний торец седла выполнен наклонным, а в седле, со стороны верхнего торца, перпендикулярно наклонной плоскости выполнено дополнительное отверстие для посадки шара, при этом точка пересечения осей дополнительного и центрального отверстий расположена на наклонной плоскости верхнего торца, в корпусе клапана, ниже седла выполнено радиальное отверстие и ограничительный бурт с обеспечением оппозитного размещения отверстия относительно верхнего наклонного торца седла при срабатывании клапана.

На фиг.1 представлен общий вид среднего клапана; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 вид Б на фиг.1.

Срезной клапан состоит из полого корпуса 1, внутри которого размещено седло 2, закрепленное на срезных шпильках 3. Седло уплотнено в корпусе с помощью эластичного элемента 4. Ниже седла 2 в корпусе 1 выполнено радиальное отверстие 5 с фигурной фаской 6. В нижней части корпуса 1 выполнен ограничительный бурт 7. Отверстие 5 в корпусе 1 ориентировано оппозитно по отношению верхнего наклонного торца седла 2.

Верхний торец 8 седла 2 представляет собой наклонную плоскость по отношению к оси седла. Перпендикулярно наклонной плоскости 8 выполнено дополнительное отверстие 9, ось которого пересекается с осью центрального отверстия седла на наклонной плоскости 8 верхнего торца. Сбрасываемый шар обозначен позицией 10.

Срезной клапан работает следующим образом.

После спуска в скважину колонны лифтовых труб с пакером и срезным клапаном, расположенным ниже пакера, с устья сбрасывается шар 10, который садится на посадочную фаску отверстия 9 верхнего наклонного торца 8 седла 2. Далее на устье скважины создается расчетное избыточное гидравлическое давление, при котором происходит закрепление пакера в эксплуатационной колонне скважин. Затем при давлении, превышающем расчетное, происходит срез шпилек 3, в результате чего седло 2 с шаром 10 устремляется вниз до посадки нижнего торца седла в ограничительный бурт 7 корпуса 1. Одновременно шар 10 под воздействием потока жидкости скатывается по наклонной плоскости верхнего торца 8 седла 2, фигурной фаске 6 отверстия 5 и далее под воздействием веса падает в межтрубное пространство скважины на забой. При этом поток жидкости вместе с шаром 10 проходит через радиальное отверстие 5, в результате чего происходит сброс избыточного давления, что исключает возможность гидравлического удара при срезе шпилек 3, что имеет место в процессе закрепления пакеров в скважинах.

Таким образом, предлагаемая конструкция срезного клапана имеет следующие технико-экономические преимущества: повышенную надежность срабатывания срезного клапана; предотвращение падения седла на забой скважины; исключение гидравлического удара; возможность повторного использования седла срезного клапана.

Формула изобретения

1. КЛАПАН, состоящий из корпуса с радиальным пазом, имеющим фигурную фаску с наклонной в вертикальной плоскости образующей под сбрасываемый шар, установленной в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения полой втулки с седлом под сбрасываемый шар, плоскость верхнего торца которой наклонена к горизонтальной плоскости под углом, равным углу наклона образующей фигурной фаски радиального паза корпуса, отличающийся тем, что в седле втулки перпендикулярно наклонной плоскости ее торца выполнена проточка, точка пересечения оси которой с осью втулки расположена на наклонной плоскости верхнего торца втулки, при этом радиальный паз корпуса выполнен сквозным, фигурная фаска выполнена в нижней части радиального паза, а втулка установлена с возможностью расположения в крайнем нижнем положении плоскости ее верхнего торца и образующей фигурной фаски в одной плоскости.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что втулка связана срезным элементом с корпусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3