Зворотний клапан для бурильної колони

Обратный клапан для бурильной колонны, включающий полый корпус, установленные друг под другом в полости корпуса седло и подпружиненный запорный элемент, расположенную концентрично в полости корпуса подвижную в осевом направлении гильзу с буртом в верхней части и уплотнениями, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен установленным на внутренней поверхности корпуса над седлом центрирующим кольцом, гильза по всей длине образует с внутренней поверхностью корпуса и седла зазор, бурт гильзы выполнен коническим, а корпус над седлом имеет для взаимодействия с ним ответную коническую поверхность. Изобретение относится к бурению глубоких скважин, а более конкретно к обратным клапанам, устанавливаемым в бурильной колонне с целью недопущения выброса через трубы бурового раствора и пластовых флюидов при нефтегазопроявлениях и открытых фонтанах. Известен обратный канал для бурильной колонны, включающий полый корпус, установленные друг над другом в полости корпуса седло и подпружиненный запорный элемент, расположенную концентрично в полости корпуса подвижную в осевом направлении гильзу с уплотнениями [1]. Наиболее близким к предлагаемому является обратный клапан для бурильной колонны, включающий полый корпус, установленные друг над другом в полости корпуса седло и подпружиненный запорный элемент, расположенную концентрично в полости корпуса подвижную в осевом направлении гильзу с буртом в верхней части и уплотнениями [2]. Недостатком известного устройства является сложность его конструкции. Клапан не обеспечивает перекрытие канала бурильной колонны в случае возникновения проявления при спуске труб в скважину. Из-за наличия сужений в струйном насосе возникают большие гидравлические сопротивления в клапане в процессе бурения скважины. В основу изобретения положена задача усовершенствования обратного клапана для бурильной колонны за счет установки центрирующего кольца, а также изменения формы бурта гильзы, что обеспечивает снижение гидравлических сопротивлений в клапане в процессе бурения. с > о 00 о з 6782 Эта задача достигается тем, что в обратном клапане дня бурильной колонны, включающем полый корпус установленные друг над другом в полости корпуса седло и подпружиненный запорный элемент, расположенную концентрично в полости корпуса подвижную в осевом направлении гильзу с буртом в верхней части и уплотнениями, оно снабжено установленным на внутренней поверхности корпуса над седлом центрирующим кольцом гильза по всей длине образует с внутренней поверхностью корпуса и седла зазор, бурт гильзы выполнен коническим, а корпус над седлом имеет для взаимодействия с ним ответную коническую поверхность. На фиг. 1 схематично показан обратный клапан в исходном положении; на фиг. 2 - то же, в закрытом состоянии. Обратный клапан состоит из полого корпуса 1, подвижной гильзы 2. седла 3 и подпружиненного запорного элемента (фиг. 1). Корпус 1 выполнен с осевым каналом 5 и состоит из двух переводников 1 "а" и 1 "б", соединенных между собой резьбой. Верхний переводник 1 "а" имеет кольцевую проточку 6, образующую в нижней части коническую поверхность в виде уступа 7. Нижний переводник 1 "6" выполнен с уширением 8, в котором размещен запорный элемент 4 выполненный в виде откидного клапана. Подвижная гильза 2 установлена в осевом канале 5 и образует по всей длине с внутренней поверхностью корпуса 1 и седла 3 зазор "А". Верх гильзы 2 выполнен в виде конического бурта 9, коническая поверхность которого взаимодействует с ответной ей конической поверхностью уступа 7 корпуса 1. За счет такого выполнения обеспечивается самоцентрация подвижной гильзы в процессе бурения и промывки скважины. На нижнем торце бурта 9 размещено уплотнительное кольцо 10, которое одновременно выполняет роль амортизатора. Подвижная гильза 2 расположена в полости корпуса 1 концентрично и подвижна в осевом направлении. Между переводниками 1 "а" и 1 "б" установлено седло 3 с уплотнением 11, обеспечивающим герметичность его установки. Над седлом 3 на внутренней поверхности корпуса 1 установлено центрирующее кольцо )2. обеспечивающую дополнительную центрацию подвижной гильзы в процессе 5 бурения. Одновременно центрирующее кольцо 12 обеспечивает центрацию подвижной гильзы 2 в момент ее подъема вверх. Запорный элемент 4 укреплен на нижнем торце седла 3 и подпружинен с помощью 10 пружины 13. Обратный клапан работает следующим образом Клапан устанавливают в бурильной ко15 лонне на заданной глубине В процессе спуска бурильной колонны подвижная гильза 2 находится в нижнем положении (см. фиг. 1). Так как скорость спуска бурильной колонны не превышает 2-2,5 м/сек, а клапан настра20 ивается на его закрытие при скорости жидкости не менее 3 м/сек, то подвижная гильза 2 постоянно находится в нижнем положении. При включении циркуляции промывочная жидкость за счет препарата давления 25 дополнительно прижимает подвижную гильзу к конусной поверхности уступа 7 корпуса 1. При этом вся промывочная жидкость проходит только через подвижную гильзу 2 В начальный момент нефтегазоводопро30 явления, когда скорость обратного потока, проходящего через гильзу 2 вверх, небольшая, она находится в нижнем положении. Но как только скорость обратного потока достигает 3 м/сек, гильза 2 поднимается 35 вверх и освобождает запорный элемент 4, который под силой упругости пружин 13 отжимается и перекрывает седло 3. В результате истечение потока через гильзу 2 и бурильную колонну прекращается (фиг. 2). 40 Для открытия обратного клапана сверху создают избыточное давление над запорным элементом 4. Элемент 4 поворачивается на своей оси, подвижная гильза 2 вновь опускается в нижнее положение (фиг. 1). 45 Технико-экономическая эффективность обратного клапана определяется простотой его конструкции, высокой надежностью его работы, а также предотвращением аварийных ситуаций из-за нефтегазоводопроявле50 ний через колонну бурильных труб во время ее спуска в скважину. Фи Ї Техред Упорядник М.Моргентал Коректор А. Обручар Замовлення 644 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101