Клапан для обсадної колони

Клапан для обсадної колони, що включає корпус із бічними промивальними вікнами, підпружинений стакан, встановлений телескопічно Винахід відноситься до гірничої справи, а саме до технологічної оснастки, яка застосовується при кріпленні ствола в процесі буріння Відомий клапан для обсадної колони - (а с №1654547 М кл ЗЕ21В34/10, 07 06 91 Бюл №21), що містить корпус із приміщеною у його внутрішній порожнині втулкою із сідлом, яка установлена з можливістю обмеженого вісьового переміщення, обмежувач переміщення втулки, підпружинений запірний орган із штоком, зрізний елемент, башмак, при цьому, шток запірного органа зафіксований щодо башмака зрізним елементом, зусилля зрізу якого більше тиску опресовки обсадної колони, а хід втулки менше ходу штока запірного органа Недоліками цього пристрою є - неможливість здійснення контролю дії складової сили тиску необхідної для руйнації зрізного елемента на глибині, особливо у відкритому обсязі (сполучені посудини), тому що з поверхні цементувальним агрегатом можна керувати тільки величиною напору тампонажної суміші А величина складової сили тиску залежить від таких чинників, як площа зазора між поверхнями сідла і запірного органа, площі прохідного отвору сідла і т д - неможливість здійснити гарантовану герметичність перекриття сідла запірним органом, тому що при улученні твердої частки породи, що розбу з можливістю перекриття промивальних вікон у вихідному положенні, який відрізняється тим, що він оснащенний зворотним клапаном із радіальними наскрізними отворами, виконаними під його запірним органом із кільцевим обмежувачем осьового переміщення, у внутрішню циліндричну порожнину якого встановлений плунжер - відсікач потоку рідини з пружинним кільцевим фіксатором, при цьому на кріпильних стійках, сполучених з перфорованим диском, розташовані зворотні пружини стакана, телескопічно встановленого на порожнистому циліндрі корпуса, всередині якого виконане сідло під запірний орган зворотного клапана, а корпус оснащений монтажним фланцем із зовнішньою проточкою під еластичний ущільнювач і притискне кільце рюється, між контактними поверхнями конічної форми сідла і запірного органа утвориться зазор, через який відбудеться зворотній переток тампонажного розчину з позатрубного простору в стволі обсадної колони Найбільше близьким по технічній сутності і результату, що досягається, до запропонованого об'єкту є клапан для обсадної колонны(а с №1677267 М кл ЗЕ21В34/10 15 09 91 Бюл №34), що містить корпус із бічними вікнами, кульовий і тарілчастий запірні органи та дросельний вузол у вигляді диска з пазами і підпружиненої пластини, втулку, яка установлена в порожнині корпуса з можливістю перекриття у вихідному положенні бічних вікон корпуса, причому втулка жорстко пов'язана із підпружиненою пластиною дросельного вузла, подовжні тяги зі шкребками на внутрішній поверхні, що розташовані над дросельними пазами диска Недоліками цього пристрою є - неможливість проконтролювати момент зім'яття обсадної колони при спуску її в ствол свердловини заповненою задавочною рідиною, тому що рівень заповнення обсадної колони через дренажні пази, значно нижче рівня затрубного стовбура рідини, - неможливість здійснити надійну герметичність перекриття прохідного каналу сідла тарілчас О СО 00 о ю 50813 тим запірним елементом через присутність твердих часток вибуреної породи, що сприяє утворенню зазора між контактними поверхнями, а додатковий кульовий клапан під тиском буде витиснутий у ствол обсадної колони через еластичне сідло Задачею цього винаходу є - підвищення надійності роботи пристрою, за рахунок підвищення герметичності перекриття перепускного проходу тампонажного розчину і повного виключення зворотнього перетоку його в ствол обсадної колони Для вирішення поставленої задачі в клапані для обсадної колони, що включає корпус із бічними промивними вікнами, під пружинений стакан, установлений телескопічно з можливістю перекриття промивальних вікон у вихідному положенні, ВІДПОВІДНО до винаходу, він постачений зворотним клапаном із радіальними наскрізними отворами, виконаними під його запірним органом із кільцевим обмежувачем вісьового переміщення, у внутрішню циліндричну порожнину якого установлений плунжер - відсікач потоку рідини з пружинним кільцевим фіксатором, при цьому, на кріпильних стійках сполучених з перфорованим диском розташовані поворотні пружини стакана, телескопічно установленого на порожнистому циліндрі корпуса, усередині якого виконане сідло під запірний орган зворотнього клапана, а корпус постачений монтажним фланцем із зовнішньою проточкою під еластичний ущільнювач і притискувальне кільце На фіг 1 - зображений пристрій у вихідному положенні, загальний вид, На фіг 2 - теж, у транспортному положенні, загальний вид, На фіг 3 - теж, у робочому положенні, загальний вид, На фіг 4 - перетин А-А (повернений) на фіг З Клапан для обсадної колони складається з корпуса 1,у який входить монтажний фланець 2 і порожнистий циліндр 3 із перепускними бічними вікнами 4 Порожнистий циліндр 3 телескопічне сполучений із рухомим стаканом 5 який у транспортному положенні притиснутий до монтажного фланця 2 пружинами стиску 6, що установлені на стійках 7, при цьому стійки 7 утримують перфорований диск 8 і закріплені різзю до фланця 2 Герметичність між порожнистим циліндром 3 корпуса 1 і рухомим стаканом 5, забезпечується ущільнюючими кільцями 9 У донній частині рухомого стакана 5 розточено сідло 10 під запірний орган 11 зворотнього клапана 12, що має внутрішні кільцеві розточки - нижню 13 і верхню 14, між якими під запірним органом 11, виконані наскрізні радіальні отвори 15, а на хвостовику 16 нарізана різь для установлення кільцевого обмежувача 17 У внутрішню циліндричну порожнину зворотнього клапана 12 телескопічне уведено плунжер-відсікач 18 із кільцевим пружинним фіксатором 19, за допомогою якого, у вихідному положенні, плунжер зафіксований у нижній кільцевій розточці 13 Всі рухомі деталі зворотнього клапана 12 герметизуються ущільнюючими кільцями Зовнішня циліндрична поверхня монтажного фланця 2 корпуса 1, герметизується кільцевим еластичним елементом 20 за допомогою притискних кілець 21, розташованих на проточці 22, у процесі установлення його в муфтовий зазор нижньої труби і наступним згвинчуванням труб обсадної колони 23 перед спуском у ствол свердловини 24 Клапан для обсадної колони працює таким чином Клапан у транспортному положенні (див фіг 1) спускається в ствол свердловини 24 на колоні обсаднихтруб 23 в інтервал вибою У процесі спуску, дією постійно зростаючої сили тиску стовпа рідини глушіння свердловини на площу поперечного січення, зворотній клапан 12 разом із запірним плунжером 18 піднімається уверх до контакту обмежувального кільця 17 із основою рухомого стакана 5 (див фіг 2) При цьому рідина глушіння із затрубного простору спрямується по вісьовому прохідному каналу запірного відсікана 18 через радіальні отвори 15, по зазору, що утворився між сідлом клапана 10 і запірним органом 11 зворотнього клапана 12, у внутрішню порожнину обсадної колони 23 до вирівнювання рівнів трубного і затрубного просторів Як тільки зрівноважиться тиск у цих сполучених посудинах, зворотний клапан 12, під дією власної ваги, мимовільно опуститься униз, запірний орган 11 встановиться в сідло 10 і перекриє канал сполучений із трубним простором Під ДІЄЮ СИЛИ тиску в обсадній колоні 23 при продавці тампонажного розчину в затрубнии простір ствола свердловини 24, стакан 5 разом з зворотнім клапаном 12, стискаючи пружини 6, почне опускатися униз (див фігЗ) При цьому, плунжервідсікач 18, опершись на перфорований диск 8, поглибиться у внутрішню порожнину зворотнього клапана 12, герметично перекриє радіальні отвори 15, зафіксується пружинним фіксатором 19 у верхній кільцевій розточці 14, чим надійно виключить зворотній переток розчину При наступному прямуванні униз стакана 5, відчиняться перепускні бічні вікна 4, через які тампонажний розчин рине в затрубнии простір ствола свердловини 24 Після продавки розрахункового обсягу тампонажного розчину і зняття колонного тиску, енергією стиснутих пружин 6 і силою перепаду тиску між затрубним і трубним стовпами рідин, стакан 5 миттєво повернеться у вихідне положення, відсікаючи спрямований потік, і герметично перекриє перепускні бічні вікна 4 порожнього циліндра 3 корпуса 1 Таке технічне вирішення цілком виключить зворотний переток тампонажного розчину, забезпечить якісне кріплення ствола свердловини, виключить матеріальні витрати, а також витрати часу на розбурювання цементної пробки (моста) значної висоти Запропонований клапан може бути використаний для надійного кріплення стволів, газових нафтових і водяних свердловин суцільними обсадними колонами і при кріпленні секціями 50813 50813 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71