Клапан промывочный

 

Союз Соаетских

Социалистичесних

Реслублин

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>825838

/ с- » (61 ) Доп ол и ительное к а вт. с вид-ву— (22)Заявлено 07.05.79(21)2763136/22-03 с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет—

Опубликовано 30.04.81. Бюллетень Ме 16

Дата опубликования описания 05.05.81 (51)М. Кл.

E 21 В 17/00

Е 21 В 21/00

Государственный квинтет ссер по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.24. .051. 5 (088.8) l

Н. П. Моисеев, М. И. ВорожбитЬв, 10.- Q. Сугакевич ) и A. Г. Шарафудинов —:-:, ."

s I !

Ф i

1 . /

Всесоюзный ордена Трудового.Ковского Знамени научно-исследовательский институт буровой техники (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КЛАПАН ПРОИ ЫВОЧНЫ Й .

Изобретение относится к буровому делу, а более конкретно к оборудованию низа бурильной колонны, предназначенному для улучшения условий промывки скважин при бурении на нефть и газ.

Известны промывочные клапаны, позвопяюшие производить промывку скважины минуя забойный двигатель. Они размешаются в колонне бурильных труб наа забойным двигателем. Для возврата рабочего органа (тарелки) таких клапанов в исходное положение служат пружины, которые являются наиболее слабыми узлами клапанов (1$.

Известен также клапан, состояший иэ попого корпуса с выпускным отверстием и штока с профипированными пазами переменной высоты, в которых размешены пальиы. Корпус в верхней и нижней части снабжен резьбами апя соединения соответственно с бурильными трубами и забойными механизмами. Шток размешен внутри корпуса и состоит иэ золотника, в верхней части которого подвешена тврепка, а на боковой стенке установлены пальцы, и трубчатой втулки с профилированными пазами переменной высоты на наружной поверхности и седлом лоа тарепку на верхнем торце. М ежду нижним торцом золотника и буртом трубчатой втулки размешена пружина. Зазоры между корпусом и золотником, золотником и втулкой, втулкой и корпусом герметизируются утолотнениями.

Этот клапан работает лод действием перепада давления, создаваемого промывочной жидкостью и накопленной потенциальной энергией пружины, выэываюшей

19 перемешение золотника в момент прекрашения циркуляции промывочной жидкости 2(.

Недостатком такого клапана является ненадежность работы пружины и выходиэ строя уплотнительной манжеты золотника в момент леремешений выпускных отверстий золотника через манжету поа перепааом давления, что снижает нааежность работы клапана. цепь изобретения — повышение нацежности работы кпапана..

Указанная цепь достигается тем, что полость межцу штоком и корпусом разделена по оси на три изопированные камеры, верхняя и нижняя иэ которых через выпопненные в корпусе канапы гиц равпически связаны с внешним пространством, а средняя — с выпускным отверстием, прнчемшток выполнен с боковым выходным каналом, сообщающим центральный входной канал штока с верхней камеройпрн верхнем положении штока и с срецней, камерой при нижнем положении штока.

На фиг. 1 изображен кпапан в процессе бурения, общий виц; на фиг. 2 — то же, в процессе проработки скважины с промывкой на фиг. 3 — то же, в процес-, се промывки скважины, минуя забойный цвигатепь на фиг. 4 — форма пазов ме/ ханиэма перекпючения кпапана (развертка).

Прецпагаемый промывочный кпапан имеет корпус 1 с верхним и нижним перевоцниками 2 и 3, шток 4. с центрапьным канапом 0 и боковыми выхоцными канапами 5, уппотнитепьные копьца 5 равного диаметра и ниппепь 6. Дпя перецачи крутящего момента и восприятия реактивного момента служит шпицевое соединение 7 штока 4 и ниппепя 6. Корпус 1 и шток 4 с верхним уппотнитепьным копьцом 5 образуют камеру 6 с отверстием 7 цпя направпения потока жицкости на промывку скважины, а с нижним упцотнитепьным копьцом 5 — камеру Д с канапом 8 цпя направпения потока жидкости в забойный цвигатепь. Шток 4 имеет бурт 8, ограничивающий его осевое перемещение в корпусе 1.

В верхней части штока 4 на его наружной поверхности имеются фигурные пазы

9, форма которых изображена на фиг. 4 (развертка). Расстояние между короткими пазами и верхними равнопрофипированными пазами равно величине Н, а межцу длинными пазами и верхними равнопрофипированными пазами равно вепичи не Н» . Пазы связаны между собой накпонными ппоскостями ()1 и 3

На наружной поверхности фигурных .пазов 9 свободно вращается в рациапьной ппоскости копьцо 10 с копьцами 1 1, размещенными в фигурных пазах.

Конец штока 4 расположен в камере

4.1», которая образуется корпусом 1 и нижним,уппотнитепьным копьцом 5.

Промывочный кпапан работает спедуюшим образом, 5

?5

Кпапан устанавпивают в нижней части

«опонны бурильных труб. Ш ток 4 устанавпивается в срецнем положении (как показано на фиг. 2) относительно корпуса 1, т.е. копьцо 10 с пальцем 11 находится в коротких фигурных пазах И (фиг. 4). В таком положении промывочная жидкость через центрапьный канап

Q с выходным промывочным отверстием

Б в штоке 4 и камеру д через канал

8 попацает в забойный цвигатепь. Такая установка клапана позвопяет производить процесс проработки скважины с промывкой и спуск инструмента до забоя. Дойдя цо забоя, производят запуск забойного цвигатепя . После устойчивой работы забойного цвигатепя созцают нагрузку на забой, цпя чего копонну бурильных труб, а вместе с ней и шток 4 перемешают на вепичину Й относительно ко,— нуса 1 в крайнее .нижнее попожение. При перемещении штока 4, перевоцник 2 своим нижним торцом созцает необходимую расчетную нагрузку на цопото, причем цент,рапьный канап Ol штока 4 по прежнему сообщается с забойным цвигатепем, как показано на фиг. 1. При этом копьцо 1 0 с пальцем 11 за счет верхних наклонных поверхностей М поворачивается на некоторый угол и занимает крайнее верхнее попожение очерецного фигурного паза (показано стрелками на фиг. 4).

По окончании цопбпения инструмент приподнимают на некоторую вепичину от . забоя. При подъеме инструмента проис.хоцит перемещение штока 4 относительно корпуса 1 на величину Н q в крайнее верхнее попожение, а копьцо 10 с папьцем

11 за счет нижних накпонных поверхностей;К фигурных пазов поворачивается на некоторый угоп и занимает крайнее нижнее попожение очерецного паза (фиг.

3 и 4). В этом попожении промывочная жицкость через центрапьный канап 9 с выходным .промывочным отверстием о в штоке 4 и камеру оо, через канал попацает в затрубное пространство, обеспечивая при этом промывку ствопа скважины с выключенным забойным двигателем. Одновременно при вкпючении клапана на промывку подъем инструмента производятся беэ сифона, а его спуск — с доливкой, так как жидкость эапопняет колонну бурильных труб через канал Я,.

Таким образом, прецпагаемый клапан позволяет повысить надежность управления промывкой скважины с поверхности, произвоця бурения, проработку с промыв825838

20 Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 563478, кп. Е 21 В 17/00, 1973.

2. Авторское свидетепьство СССР

N 306249, кп. Е 21 В 17/00, 1971 (прототип) . кой ствола скважины и промывку с откпюченным забойным двигателем.

Контроль процесса переключения фик" сируется на поверхности изменением давления по манометру, отмеченного на . 5 стояке. Пониженное давпение соответствует моменту промывки ствола скважины, повышенное — процессу бурения или проработки ствопа скважины с промывкой.

Предлагаемый промывочный клапан 30 преаназначен дпя направления по команде с поверхности потока промывочной жидкости в забойные механизмы, в частности, в турбобур или в обход их прн бурении глубоких скважин. Зффективность 15 применения промывочного клапана обусповпена искпючением работы забойных двигатепей в скважине в режиме хопостого хода при промывках скважины и обработке раствора, что увеличивает объем бурения на один турбобур и тем самым уменьшает затраты на содержание турбобуров.

Формупа изобретейия

Клапан промывочный, вкпючаюший полый корпус с уплотнениями и выпускным отверстием, и установпенный в корпусе шток с пентральным входным каналом и профипированными пазами переменной высоты, в которьи размешены пальцыс кольцом, отл ич а вши йс я тем, что, с пепью повышения надежности работы, попость между штоком и корпусом разделена по оси на три иэопированные камеры, верхняя и нижняя из которых через выполненные в корпусе каналы гидравпически связаны с внешним пространством, а средняя - с выпускным отверстием, .причем шток BbIHolIHBH с боKoBbIM выходным канапом, сообшаюшим центральный входной канал штока с верх-. ней камерой при верхнем положении штока и с средней камерой при нижнем положении штока.