Клапан буровой переливной шариковый



Клапан буровой переливной шариковый
Клапан буровой переливной шариковый
Клапан буровой переливной шариковый

 


Владельцы патента RU 2424416:

Общество с ограниченной ответственностью "Русская электротехническая компания" ("РУСЭЛКОМ") (RU)

Изобретение относится к переливным устройствам бурильной колонны с винтовым забойным двигателем. Клапан содержит цилиндрический корпус со ступенчатым отверстием и радиальным (переливным) отверстием. Радиальных отверстий может быть несколько. В ступенчатом отверстии корпуса установлена обойма, выполненная в виде сегмента. В обойме выполнена цилиндрическая полость, в которой установлены седло, шар, возвратная пружина, размещенная между дном цилиндрической полости и шаром, поджимающая шар к ограничителю, выполненному в виде клетки с продольными отверстиями для протока жидкости. Седло установлено в ступенчатом отверстии цилиндрической полости и зажато ограничителем, который установлен в обойме, например, с помощью резьбового соединения. В обойме выполнено резьбовое радиальное отверстие соосно радиальному отверстию корпуса для протока жидкости. В обойму через радиальное отверстие корпуса ввинчен винт с фильтрующими отверстиями и отверстием для протока жидкости. Винт удерживает обойму в радиальном и осевом направлениях. Технический результат заключается в повышении надежности и ресурса работы клапана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к буровой технике, а именно к переливным устройствам бурильной колонны с винтовым забойным двигателем, для сообщения или разделения внутренней полости колонны бурильных труб с затрубным пространством при спускоподъемных операциях, для заполнения и опустошения колонны буровым раствором.

Известен переливной клапан забойного двигателя (патент РФ 2333334, Е21В 4/02, Е21В 21/10, опубликовано 10.09.2008), содержащий корпус, клапанную пару, выполненную с поясом скольжения, включающую седло, установленное в корпусе, и полый плунжер, размещенный внутри седла с радиальными отверстиями в них, пружину, расположенную на полом плунжере, и уплотнения.

Недостатком известного клапана является низкая надежность работы клапана ввиду возможности заклинивания полого плунжера в седле из-за сильных вибраций при работе забойного двигателя, а также из-за попадания песка из бурового раствора на трущиеся поверхности клапанной пары. При заклинивании плунжера клапан закрыт не полностью, из-за чего часть бурового раствора переливается в затрубное пространство, при этом ниже клапана возникает потеря напора бурового раствора, вследствие чего уменьшается КПД забойного двигателя. В случае подъема колонны бурильных труб заклинивший, не до конца открытый клапан не позволяет буровой жидкости свободно выливаться в скважину, что приводит к уменьшению скорости подъема бурильной колонны.

Известен универсальный клапан забойного двигателя (патент РФ 2303116, Е21В 4/02, опубликовано 20.07.2007), взятый в качестве прототипа, содержащий полый корпус, гильзу и плунжер с радиально выполненными в них перепускными отверстиями, золотник, пружину и уплотнения, установленные на плунжере, золотнике и гильзе, демпфер и наконечник.

Недостатком известного клапана является низкая надежность работы клапана ввиду заклинивания плунжера в седле из-за постоянных вибраций забойного двигателя, а также быстрого абразивного и эрозионного износа полого плунжера из-за постоянного воздействия, проходящего через плунжер рабочего потока бурового раствора, который обладает абразивными свойствами. Вследствие чего происходит полная разгерметизация клапанной пары плунжер - седло и клапан становится неработоспособным.

Также недостатком известного клапана является низкая работоспособность клапана ввиду постепенного нарушения герметичности клапанной пары из-за использования резиновых уплотнений, установленных в седле, которые ввиду неблагоприятных условий работы клапана быстро изнашиваются, что приводит к отказу работы клапана и необходимости его ремонта в части замены уплотнений. Все это приводит к временной приостановке спускоподъемных работ на скважине и в конечном итоге снижению производительности работы скважины.

Задача изобретения - создание клапана надежной конструкции, устраняющей недостатки аналогов.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, состоит в повышении надежности работы клапана за счет снижения абразивного и эрозионного износа клапанной пары и исключения ее заклинивания, а также в повышении ресурса работы клапана.

Указанный технический результат достигается тем, что клапан буровой переливной шариковый, содержащий корпус с радиальными отверстиями, клапанную пару, включающую седло и подпружиненный запорный элемент, согласно изобретению снабжен обоймой, установленной в корпусе и выполненной в виде сегмента с цилиндрической полостью, в которой установлено седло с подпружиненным запорным элементом, выполненным в виде шара, ограничитель с отверстиями для прохода жидкости, закрепленный в обойме, при этом корпус клапана и обойма снабжены одним или более радиальными отверстиями, расположенными ниже седла и выполненными соосно относительно друг друга.

Выполнение обоймы в виде сегмента позволяет буровому раствору при работе забойного двигателя проходить через полость клапана, образуемую внутренней поверхностью корпуса клапана и наружной поверхностью обоймы, минуя рабочие органы клапана, в частности клапанную пару, что увеличивает стойкость рабочих органов к абразивному и эрозионному износу, повышает надежность и увеличивает ресурс работы клапана.

Выполнение запорного элемента в виде шара позволяет центрировать его относительно седла в цилиндрической полости ограничителя, что не позволяет запорному элементу заклинивать во время работы клапана, обеспечивая герметичность клапана без использования дополнительных деталей (уплотнений), что повышает надежность его работы.

На фиг.1 приведен общий вид клапана в открытом положении, на фиг.2 - вид клапана в закрытом положении, на фиг.3 - вид клапана сверху.

Клапан содержит цилиндрический корпус 1 (фиг.1) со ступенчатым отверстием 2 и радиальным (переливным) отверстием 3 (радиальных отверстий может быть несколько). В ступенчатом отверстии 2 корпуса 1 установлена обойма 4, выполненная в виде сегмента, в которой выполнена цилиндрическая полость 5, в которой установлено седло 6, запорный элемент, выполненный в виде шара 7, возвратная пружина 8, установленная между дном цилиндрической полости 5 и шаром 7, поджимающая шар 7 к ограничителю 9, выполненному в виде клетки с продольными отверстиями 10 для протока жидкости. Седло 6 может быть установлено в ступенчатом отверстии цилиндрической полости 5 и зажато ограничителем 9, который установлен в обойме 4, например, с помощью резьбового соединения. В обойме 4 выполнено резьбовое радиальное отверстие 11 соосно радиальному отверстию 3 корпуса 1 для протока жидкости. В обойму 4 через радиальное отверстие 3 корпуса 1 ввинчен винт 12 с фильтрующими отверстиями 13 и отверстием 14 для протока жидкости. Винт 12 удерживает обойму 4 в радиальном и осевом направлениях.

Устройство работает следующим образом.

При спуске забойного двигателя в скважину, в компоновке с буровым переливным клапаном, жидкость (нефть, буровой раствор, грунтовые воды), находящаяся в скважине, поступает в колонну бурильных труб через клапан, проходя через фильтрующие отверстия 13 и проточное отверстие 14 винта 12, через отверстие 11 обоймы 4, пружину 8, седло 6, шар 7 и отверстия 10 клетки 9, заполняет колонну бурильных труб, вследствие чего выравнивается затрубное и внутриколонное давление.

При подаче бурового раствора в колонну бурильных труб под давлением вниз (фиг.2) из-за перепада давления и гидравлического сопротивления шар 7, сжимая пружину 8, садится на седло 6, надежно перекрывая ход жидкости через переливное отверстие 3 корпуса 1, тем самым разобщает затрубное пространство и внутреннюю полость колонны бурильных труб. При этом буровой раствор, проходя через полость П, образованную внутренней стенкой корпуса 1 и наружной поверхностью обоймы 4, поступает в забойный двигатель (не показан) и приводит его в действие.

При прекращении подачи бурового раствора и подъеме колонны бурильных труб происходит снижение давления в колонне, в результате под действием возвратной пружины 8 шар 7 перемещается вверх и упирается в клетку 9. При этом клапан открывается, и жидкость из поднятых над устьем скважины труб поступает через переливные отверстия клапана в затрубное пространство с выравниванием уровня жидкости в трубах и скважине.

Использование клапана переливного шарикового предложенной конструкции позволяет обеспечить высокую надежность срабатывания клапана, увеличить срок службы клапана.

1. Клапан буровой переливной шариковый, содержащий корпус с радиальными отверстиями, клапанную пару, включающую седло и подпружиненный запорный элемент, отличающийся тем, что он снабжен обоймой, установленной в корпусе и выполненной в виде сегмента с цилиндрической полостью, в которой установлено седло с подпружиненным запорным элементом, выполненным в виде шара, ограничитель с отверстиями для прохода жидкости, закрепленный в обойме, при этом корпус клапана и обойма снабжены одним или более радиальными отверстиями, расположенными ниже седла и выполненными соосно относительно друг друга.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что обойма закреплена в корпусе при помощи винтов с фильтрующими отверстиями для прохода жидкости, установленных в радиальных отверстиях корпуса и обоймы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к клапанам обратным, используемым в составе оборудования для бурения. .

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано в качестве клапанного устройства с винтовым забойным двигателем в составе колонны бурильных труб для сообщения или разделения внутренней полости бурильных труб с затрубным пространством в заданной технологической последовательности.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к бурению скважин с прямой и обратной промывками, и может быть использовано также при ремонте скважин. .

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для предотвращения зашламовывания забойных устройств, выбросов газа и жидкости через бурильную колонну.

Изобретение относится к уплотнению подвижных соединений, а именно к уплотнению подвижных золотниковых соединений, когда уплотнение проходит через циркуляционные отверстия в сопряженной детали (неподвижный шток).

Изобретение относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам переливных клапанов бурильной колонны с героторным двигателем для сообщения внутренней полости колонны с затрубным пространством при спускоподъемных операциях для заполнения и опорожнения колонны буровым раствором.

Изобретение относится к оборудованию манифольдов нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к оборудованию манифольдов нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть использовано для герметизации скважины в случаях, когда отсутствуют противовыбросовые превенторы, а обсадная колонна уже спущена в скважину.

Изобретение относится к устройствам для бурения глубоких скважин, а именно к погружным управляемым с поверхности клапанам

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к обратным клапанам, используемым при бурении скважин для предотвращения зашламовывания забойного двигателя и перелива жидкости через бурильную колонну при наращивании бурильных труб в процессе бурения

Вибратор // 2442876
Изобретение относится к скважинному оборудованию, а именно к вибраторам, создающим пульсацию жидкости при прямой и обратной промывке скважинного оборудования, забоя скважины, при воздействии на пласт и при разрядке энергии пласта

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к клапанным устройствам в системах рециркуляции бурового раствора с применением бурильной колонны с гидравлическим забойным двигателем

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к техническим средствам для управления потоком бурового раствора, проходящим через скважинный инструмент, установленный в стволе скважины, проходящей через подземный пласт. Скважинный инструмент содержит буровое долото на своем нижнем конце и буровой двигатель, содержащий кожух с ротором, вращающимся в канале ротора в кожухе, когда буровой инструмент проходит через него. Ротор имеет перепускной канал для перепуска части бурового раствора по нему. Клапан содержит пластину клапана, установленную выше по потоку от двигателя, имеющую по меньшей мере один проход потока и по меньшей мере один перепускной проход, проходящий через нее. По меньшей мере один проход потока гидравлически сообщен с каналом ротора для пропуска бурового раствора, проходящего через него. Ротор выполнен с возможностью вращения в кожухе. По меньшей мере один перепускной проход селективно гидравлически сообщен с перепускным каналом, когда ротор вращается в кожухе, и перепускной канал селективно перемещается в положение совмещения по меньшей мере с частью по меньшей мере одного перепускного прохода для перепуска части бурового раствора по нему, генерируя на долоте ударное действие. Обеспечивается предотвращение прихватов бурильного инструмента, уменьшение вибрации, увеличение КПД бурения скважинным инструментом с предотвращением повреждения долота. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для промывки скважины. Устройство состоит из ствола, корпуса, кольцевой камеры, клапана, а также кольцевого поршня, толкателя. Кольцевая камера гидравлически связана радиальными отверстиями, выполненным в стволе с его осевым каналом, и отверстиями, выполненными в корпусе над клапаном с межтрубным пространством скважины. Клапан жестко соединен сверху с кольцевым поршнем с возможностью герметичного отсечения снаружи радиальных отверстий в стволе. Манжета выполнена самоуплотняющейся, а выше нее на гидроцилиндре установлен центратор с продольными каналами снаружи. Выше центратора между гидроцилиндром и толкателем установлен пакер, выполненный сборным из чередующихся резиновых и металлических колец. Резиновые кольца пакера имеют возможность осевого сжатия и радиального расширения наружу. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. 2 ил.

Предложенное изобретение относится к горному делу и может быть применено для соединения нескольких насосных блоков на площадке при гидравлическом разрыве пласта. Прицеп с манифольдом содержит, по меньшей мере, одну основную линию, имеющую множество выпускных соединительных патрубков и множество компоновок шарнирно-сочлененных отводов, каждая из которых соединяется с соответствующим выпускным соединительным патрубком. Каждая компоновка отводов содержит соединительный элемент, который включает в себя впускное окно, выпускное окно и третье окно, которое располагается в общем противоположно выпускному окну и закрывается съемным пробковым элементом. Каждая компоновка отводов также включает в себя компоновку шарнирно-сочлененного трубопровода, которая содержит первый конец, который соединяется с впускным окном, и вертлюг стойки, который соединяется с впускным окном. Во время развертывания компоновки отводов второй конец компоновки трубопровода соединяется с насосным блоком для гидравлического соединения насосного блока с основной линией. Технический результат заключается в повышении эффективности размещения оборудования в ограниченном пространстве. 33 з.п. ф-лы, 21 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к впускному устройству (1) для регулирования потока текучей среды между коллектором (2) углеводородов и эксплуатационной обсадной колонной в скважине. Устройство включает первую трубу (4), имеющую осевую протяженность и по меньшей мере одно впускное отверстие (5) и первую стенку (6) с по меньшей мере первым осевым каналом (7), проходящим в первой стенке от указанного впускного отверстия, вторую трубу (8), имеющую первый и второй конец (9) и по меньшей мере одно выпускное отверстие (11). Вторая труба установлена с возможностью вращения внутри первой трубы, при этом она имеет вторую стенку (12) с по меньшей мере вторым осевым каналом, проходящим во второй стенке от первого конца к выпускному отверстию. Повышается надежность, расширяются технологические возможности. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.
Наверх