Съемный предохранительный клапан бурильной колонны

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()746076 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 30.01,78 (21.) 2573853/22-03 в4 у,,: рр, (51)M. Кл. с присоединением заявки ¹

Е 21 В 17/06

Государстоениый комитет (2;1) Приоритет ч (53) УДК 622.24. . 05 (088.8) по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 08,07.80

О, О, Аннабердыев, И. М. Сухов, К, К. Куликов и В. К. Корниенко (72) Авторы изобретения

Туркменский научно-исследовательский геологоразведочный институт Управления геологии Совета Министров

Туркменской ССР (71) Заявитель (54) СЪЕМНЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ

КЛАПАН БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ

Изобретение относится к области глубокого бурения, а более конкретно - к бурению нефтяных и газовых скважин в условиях ожидаемого при вскрытии продуктивных горизонтов аномально высокого давления

Предлагаемое устройство предназначено для использования в целях обеспечения противофонтанной и противовыбросной без опасности в процессе бурения.

Известен предохранительный клапан, содержащий корпус с каналами, узел фиксации и запорный элемент «1) .

Недостатком указанного клапана является не полное, а частичное извлечение

15 его, что вызывает значительное сужение проходного сечения и ведет к значительным потерям энергии потока.

Указанный клапан, когда он опушен в колонну, исключает ведение прямой промывки, Наиболееблизким решением из известных является съемный предохранительный клапан, содержащий корпус с фиксатором

2 и радиальными каналами, в котором установлены седло и подпружиненный затвор

5 2j.

Недостатком указанного клапана является низкая надежность работы иэ эа того, что для его фиксации необходимо вра.шат всю колонну труб.

Белью настоящего изобретения являет ся повышение надежности работы клапана.

Указанная цель достигается тем, что клапан снабжен установленным внутри корпуса штоком, выполненным в виде подпружиненных и телескопически размещенных относительно друг друга наружного и внутреннего патрубков, которые имеют окна для прохода жидкости, причем внутренний патрубок жестко связан с затвором, а наружный» связан с корпусом при помощи фиксатора.

На фиг. 1 - съемный предохраните льны и клапан при его посадке в колонну и извлечении из нее; на фиг. 2 - съемный предохранительный клапан в процессе бурения или закачки жидкости в пласт; на фиг. 33 7460 съемный предохранительный клапан при ! аварийном повышении давления в канале ствола скважины.

Съемный предохранительный клапан имеет посадочное седло 1, представляющее

5 собой кольцевой отрезок бурильной трубы с внутренним кольцевым упором, ввернутый на резьбе 2 в колонну, а поверх упора f имеющий кольцевую канавку 3 под шаровую фиксацию извлекаемого корпуса. Корпус 4 клапана является одновременно сепаратором шарового фиксатора, в его сквозных отверстиях помещены шары 5.

Выпадение шаров из корпуса предотвращено тем, что наружный диаметр отверстий под шары меньше внутреннего и не позволяет полного выхода шара 5 через отверстие. Нижняя часть корпуса несет седло

6 затвора 7, подпружиненного пружиной 8.

Воздействующий на затвор 7 раздвижной шток имеет на своем верхнем конде головку 9 под шлипс. Он выполнен телескопически раздвигаемым из наружного 10 и внутреннего 11 патрубков. Наружный патрубок 10 штока сопряжен с верхней 25 частью корпуса 4 с возможностью перемещения в ней и имеет продолжающую,. ее направляющую втулку 12 с упором 13 под пружину 14, помещенную внутри направляющей втулки. Внутренний патрубок

11 шгока имеет на своем верхнем конце кольцевой упор 15 под пружину 14. Наружный патрубок 10 имеет окно 16, сообщающее пространство над клапаном с по° лостыо штока, Внутренний патрубок 11 у5 штока в верхней своей части имеет окно

17, сообщающее полость штока с полостью корпуса клапана. Корпус 4 имеет окно 18, сообщающее его полость C пространством. под клапаном. На наружной поверхности па,4О трубка 10 штока имеется кольцевая канае ка 19 под шары 5, которые размещаются в ней при извлечении клапана из колонны.

Седло 6 затвора 7 выполнено на втулке 20, укрепленной на резьбе в корпусе 4.ps

Оно закреплено штифтом 21 и резиновой манжетой 22. Пружина 8, взаимодействую щая с затвором 7, имеет упором наконеч ник 23 корпуса. Затвор 7 соединен с нацравляющим стержнем 24 посредством шпильки 25. Стержень 24 свободно проходит через центральное отверстие наконечника 23. Герметизация корпуса 4 клапана в колонне осуществляется уплотнительными кольцами 26. 55

Работа устройства заключается в следующем. Съемный предохранительный клапан соединяют посадочным седлом 1 с труба76 4--ми бурильнои колонны для,едотвращения в процессе бурения первых признаков проявлений притока жидкости, газа или для вскрытия продуктивного горизонта. Если необходимо произвести установку клапана, когда бурильная колонна труб находится в стволе скважины, корпус клапана в сборе сбрасывают с устья скважины.

При посадке корпуса клапана 4 на посадочное седло 1 (фиг. 1) наружный патрубок 10 штока продолжает перемещаться вниз и выталкивает шары фиксатора 5 в кольцевую канавку 3 седла. Тем самым обеспечивается надежное закрепление клапана в посадочном седле 1. Промывку и закачку жидкости ведут через клапан созданием давления в бурильной колонне над клапаном (фиг. 2). Давление передается через окно 16 по центральному каналу штока, сжимает пружину 14 и подает внутренний патрубок 11 штока вниз. Тем самым затвор 7 отжимается штоком от сед-ла 6, пересиливая пружину 8. Надклапанная полость бурильной колонны сообщаеч ся с подклапанной.

При повышении давления в подклапанной полости колонны затвор 7, пересиливая давление потока, перекрывает центральный канал и постоянно закрьгг (фиг, 3).

После завершения работ, а также при необходим ости освобождения канала бурильной колонны для сйуска других приборов или производства других работ, предохранительный клапан подлежит извлечению.

Клапан может извлекаться одновременно с трубамй и без них, самостоятельно. Для извлечения только корпуса клапана спускают при помощи лебедки на тросе шлипс, который входит в зацепление с головкой

9. При этом, натяжением троса перемещают наружный патрубок 10 в верхнее положение до кольцевого упора, выполненного внутри корпуса 4 клапана, Фиксирующие шары 5 угопают в кольцевой канавке 19, и в момент совмещения со сквозными от верстиями корпуса клапана 4, происходит освобождение клапана с последующим извлечением последнего на поверхность (фиг. 1).

Основным преимушеством клапана является то, что установка и снятие его происходит в короткий промежуток времени, при этом посадочное место клапана не уменьшает сечения центрального канала бурильной колонны.

Спуск и извлечение клапана на тросе исключает время на спуско-подъемные операции. С установленным клапаном можно

5 746076 6 вести бурение, делать промывки и задавли- что, с целью повышения надежности рабование пласта. ты клапана он снабжен установленным

Ф

Освобождение центрального канала бури- внутри корпуса штоком, выполненным в вильной колонны от предохранительного кла- де подпружиненных и телескопически разпана позволяет вести обратную промывку, мешенных относительно друг друга наружспуск геофизических приборов и другие ра- ного и внутреннего патрубков, которые боты. имеют окиа для прохода жидкости, причем внутренний патрубок жестко связан с за вором, а наружный - связан с корпусом

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я 10 при помаши фиксатора, Источники информации, Съемный предохранительный клапан бу- принятые во внимание при экспертизе рильной колонны, содержащий корпус с фик- 3 ° П ф

1 Г. атент CEA No 3870104

166-224 опублик. 1975, IlIA М 3442330, сатором и радиальными каналами, в.кото- кл. 166-22, уб ром установлены седло и подпружиненный 15 ° 2. Патент С затвор о т л и ч а ю ш и и с я тем, кл. 166-225, опублик. 1969 (прототип). затвор, о т л и ч а ю ш и

7 4607 О

Sá

1 ф

Х

1У

2b

S5

11

17

S4r

12

13

21

22

V8.

Составитель В. БорискинаРедактор Т. Авдейчик Техред Р. Олиян Корректор Е, Папп

Заказ 3912/22 .. Тираж 626 Подписное

° ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4