Циркуляционный клапан

 

Изобретение относится к внутрискважинному оборудованию при нефтегазодобыче и предназначено для проведения обратной и прямой промывок в процессе ремонтов скважин, восстановления циркуляции, глушения скважин. Сущность изобретения: циркуляционный клапан имеет муфту-корпус с внутренней на эксцентричной полостями и с большим верхним и двумя нижними каналами. В эксцентричной полости с возможностью осевого перемещения имеются узлы регулирования крайних положений парового запорного органа, первый нижний канал расположен выше места соприкасания шарового запорного органа в крайнем нижнем своем положении с муфтой-корпусом. Больший верхний и второй нижний канаты направлены под углом к шаровому запорному органу. Узел регулирования крайнего нижнего положения шарового запорного органа представляет собой постоянный магнит. При прямой промывке шаровой запорный орган располагается в крайнем нижнем положении. При подаче жидкости в затрубное пространство, она проникает через второй нижний канал, отрывает шаровой запорный орган от магнита и он располагается в крайнем верхнем положении. Жидкость поступает во внутреннюю полость. В частном случае первый нижний канал может быть расположен параллельно большому верхнему каналу и соосен с вторым нижним каналом. 1 з. п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к внутрискважинному оборудованию для ликвидации отложений в колонне насосно-компрессорных труб /НКТ/.

Существующие технические решения для проведения прямой и обратной промывки в скважине при ликвидации отложений отличаются сложностью в конструктивном исполнении.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является циркуляционный клапан, состоящий из муфты-корпуса с внутренней и эксцентричною полостями и верхним и нижним каналами для сообщения затрубного пространства через эксцентричную полость муфты-корпуса с внутренней полостью и запорного органа в виде шара, крайние положения которого регулируются, и размещенного в эксцентричной полости с возможностью осевого перемещения и изолирования внутренней полости от затрубного пространства в крайнем нижнем своем положении превышением давления внутри труб над давлением в затрубном пространстве и пружины.

Однако данное техническое решение имеет ряд существенных недостатков. Например, промывочная жидкость при вхождении во внутреннюю полость через эксцентричную дважды меняет направление движения, а значит возникает местное сопротивление, на преодоление которого необходимо дополнительное давление в затрубном пространстве. Кроме этого, наличие фиксирующей пружины не только усложняет конструкцию клапана, но и является причиной защемления шара в нижнем положении при движении вверх, причиной препятствия быстрого продвижения шара сверху вниз.

Цель изобретения повышение надежности работы клапана и упрощение его конструкции.

Поставленная цель достигается путем более четкой фиксации запорного элемента в крайних верхнем и нижнем положениях из-за того, что на шар воздействуют направленные потоки промывочной жидкости и магнитная сила, создаваемая нижним узлом регулирования, выполненным из постоянного магнита.

На чертеже изображен циркуляционный клапан, разрез.

Клапан состоит из муфты-корпуса 1, эксцентрично навинченного на насосно-компрессорную трубу и образующего внутреннюю и эксцентричную полости 9,10. Внутри полости 10 смонтирован шаровой запорный орган 2, с возможностью свободного перемещения в вертикальном осевом направлении муфты-корпуса 1. Имеется первый нижний канал 4, второй нижний канал 2 и больший верхний канал 5. По торцовым поверхностям установлены регулировочные винты 6 и 7, позволяющие регулировать крайние положения органа 2. В нижней части клапана для его сборки и разборки смонтировано кольцо 8, выполненное в виде постоянного магнита.

Клапан работает следующим образом.

При необходимости восстановления циркуляции во внутренней полости колонны НКТ создается избыточное давление в затрубнои пространстве. Потоку промывочной жидкости через канал 3, который направлен под углом к шаговому запорному органу /шару/ 3, придается направленное поступательное движение. Под действием направленного потока промывочной жидкости шар 2 отрывается от нижнего регулировочного винта 5 и перемещается в верхнее положение к винту 7, открывая канал 4. Таким образом происходит промывка той части колонны НКТ, которая расположена над циркулярным клапаном.

После окончания работ для закрытия клапана в затрубном пространстве скважины снижается давление. При этом промывочная жидкость через каналы 4 и 5 устремляется под действием давления, создаваемого столбом жидкости над клапаном, во внутреннюю полость корпуса-муфты 1. В силу разности диаметров каналов 4 и 5 промывочная жидкость следует по пути наименьшего сопротивления, то есть проходит через канал 5, который направлен под углом к шару 2. Последний под действием направленного потока промывочной жидкости, гравитационной и магнитной сил, занимает нижнее положение, перекрывая при этом канал 3. Магнитная сила, которая воздействует на шар 2, создается кольцом 8 и нижним регулировочным болтом 6, которые выполнены из магнитного материала.

Наличие нижнего узла регулирования, состоящего из болта 6 и кольца 8, выполненных из магнитного материала, и направленных под углом к шару 2 каналов 3 и 5, которые формируют в процессе прохождения через них направленные потоки движущей промывочной жидкости, способствуют четкой фиксации шара 2 в крайних верхнем и нижнем положениях. Нижний канал 4 в конструктивною исполнении может быть расположен параллельно верхнему 5 и нижнему 3 по одной осевой линии с последним, не выше места соприкасания шара 2 с муфтой-корпусом 1.

Изобретение можно применять при текущих ремонтах нефтяных и газовых скважин для ликвидации отложений в верхней части компоновки НКТ, позволяет осуществлять прямую и обратную промывку при осложнениях внутри компоновки труб без их подъема на поверхность.

Формула изобретения

1. Циркуляционный клапан, содержащий муфту-корпус с внутренней и эксцентричной полостями и большим верхним и двумя нижними каналами для сообщения затрубного пространства через эксцентричную полость муфты-корпуса в крайнем верхнем положении шарового запорного органа, размещенного в эксцентричной полости с возможностью осевого перемещения и изолирования внутренней полости от затрубного пространства в крайнем нижнем своем положении при превышении давления во внутренней полости над давлением в затрубном пространстве, и узлы регулирования крайних положений шарового запорного органа, отличающийся тем, что первый нижний канал расположен выше места соприкасания шарового запорного органа в крайнем своем нижнем положении с муфтой-корпусом, больший верхний и второй нижний каналы направлены под углом к шаровому запорному органу, а узел регулирования крайнего нижнего положения шарового запорного органа представляет собой постоянный магнит.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что первый нижний канал расположен параллельно большему верхнему каналу и соосен с вторым нижним каналом.

РИСУНКИ

Рисунок 1