RU176897U1 - Клапан - Google Patents
Клапан Download PDFInfo
- Publication number
- RU176897U1 RU176897U1 RU2017127178U RU2017127178U RU176897U1 RU 176897 U1 RU176897 U1 RU 176897U1 RU 2017127178 U RU2017127178 U RU 2017127178U RU 2017127178 U RU2017127178 U RU 2017127178U RU 176897 U1 RU176897 U1 RU 176897U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- locking element
- seat
- elastic
- channels
- Prior art date
Links
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 14
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 9
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K15/00—Check valves
- F16K15/14—Check valves with flexible valve members
- F16K15/144—Check valves with flexible valve members the closure elements being fixed along all or a part of their periphery
- F16K15/145—Check valves with flexible valve members the closure elements being fixed along all or a part of their periphery the closure elements being shaped as a solids of revolution, e.g. cylindrical or conical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Область использования: нефтегазодобывающая промышленность.Клапан может быть использован для разобщения зон спускаемой в скважину колонны труб и затрубного пространства, а также для разобщения полостей различного оборудования, при проведении ремонтных, изоляционных и исследовательских работ.Технический результат: повышение надежности работы клапана и упрощение его конструкции за счет устранения причины возникновения реактивных струй из-за преград на пути потока жидкости.Сущность: в клапане, содержащем полый корпус с входным и выходным отверстиями, запорный элемент из упругого эластичного материала, снабженный жестким элементом, форма и размер которого соответствуют перекрываемому проходному отверстию седла, согласно полезной модели в периферической части запорного элемента выполнены каналы, а седло на входе в проходное отверстие в зоне соприкосновения с контактной поверхностью запорного элемента снабжено участком с плавной криволинейной поверхностью. 3 фиг.
Description
Заявляемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для разобщения зон спускаемой в скважину колонны труб и затрубного пространства, а также для разобщения полостей различного оборудования, при проведении ремонтных, изоляционных и исследовательских работ.
Известен клапан, содержащий полый корпус с боковыми отверстиями и запорный элемент, выполненный в виде гильзы из упругого эластичного материала, закрепленной внутри корпуса и перекрывающей с зазором зоны боковых отверстий ( патент SU № 165758 C1).
При небольшом перепаде давления промывочная жидкость перетекает из затрубного пространства во внутреннюю полость бурильных труб через боковые отверстия в корпусе и зазор между запорным элементом и корпусом.
При подаче промывочной жидкости давление внутри бурильных труб повышается. Это приводит к расширению диаметра запорного элемента и перекрытию зазора между запорным элементом и корпусом, переливной клапан закрывается. Промывочная жидкость поступает в забойный механизм.
Недостатком известного клапана является то, что наружная поверхность запорного элемента при работе бурильного устройства и закрытом клапане находится в зоне низкого давления, а внутренняя поверхность – в зоне высокого давления. Зона низкого давления включает затрубное пространство, боковые отверстия в корпусе и зазор между внутренней поверхностью корпуса клапана и наружной поверхностью запорного элемента, а зона высокого давления – внутреннее пространство клапана. Перепад давления при работе бурильного устройства между зоной низкого и зоной высокого давления составляет 5-10 МПа. При таком высоком перепаде давления происходит выдавливание упругого эластичного материала, из которого выполнен запорный элемент, в зазор между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью запорного элемента, а также в боковые отверстия полого корпуса. Это приводит к разрыву запорного элемента и является причиной поломки клапана.
Известен клапан, включающий корпус, седло, содержащее не менее чем одно выходное боковое отверстие, запорный элемент, выполненный из упругого эластичного материала, отличающийся тем, что запорный элемент содержит не менее одной шайбы (жесткого элемента), размещенной в зоне выходного отверстия, с возможностью прилегания шайбы к седлу, а запорный элемент клапана выполнен в виде диска тарельчатой формы ( патент RU № 46327 U1). Данный клапан выбран в качестве прототипа.
Как известно, перепад давления на запорном элементе (мембране из упругого эластичного материала) происходит в силу разности скоростей потока жидкости на верхней и нижней поверхностях мембраны. На верхней поверхности мембраны давление должно быть больше (скорость ниже), нежели на нижней поверхности мембраны, где давление меньше, а скорость выше.
В описанной конструкции прототипа при движении жидкости образуются реактивные струи, воздействующие на нижнюю часть мембраны (запорного элемента), что повышает давление на эту поверхность и препятствует закрытию клапана (фиг. 2). Зачастую, воздействие реактивных струй заставляет мембрану изгибаться в противоположном направлении (вверх), что проверено расчетными методами. Такое вредное воздействие реактивных струй приводит к непредсказуемости работы клапана. Для уменьшения влияния данного эффекта необходимо значительно уменьшать площадь входного отверстия, что приводит к неприемлемому увеличению скорости потока жидкости через это отверстие.
Использование в прототипе плоских шайб (жестких элементов), приклеенных к мембране в зоне выходного отверстия, с возможностью прилегания шайбы к седлу, вызывает необходимость вводить в устройство дополнительные элементы для правильного ориентирования этих шайб относительно выходных отверстий, что усложняет конструкцию. При выполнении цельной шайбы кольцевой формы происходит увеличение жесткости запорного элемента (мембраны), что вынуждает увеличивать радиальные размеры запорного элемента и всего клапана, что крайне не желательно, а зачастую невозможно для внутрискважинного оборудования.
Задачей настоящего технического решения является повышение надежности работы клапана и упрощение его конструкции за счет устранения причины возникновения реактивных струй из-за преград на пути потока жидкости.
Указанная задача решается за счет того, что в клапане, содержащем полый корпус с входным и выходным отверстиями, запорный элемент из упругого эластичного материала, снабженный жестким элементом, форма и размер которого соответствуют перекрываемому проходному отверстию седла, согласно полезной модели в периферической части запорного элемента выполнены каналы, а седло на входе в проходное отверстие в зоне соприкосновения с контактной поверхностью запорного элемента снабжено участком с плавной криволинейной поверхностью.
Снабжение эластичного упругого запорного элемента периферийными каналами, сообщающимися с проходным отверстием седла через криволинейный участок, обеспечивают свободное прохождение потока в обычном режиме. При подаче промывочной жидкости давление внутри бурильных труб повышается. Это приводит к деформации упругого эластичного запорного элемента и перекрытию периферийных каналов. Жесткий элемент опускается к проходному отверстию седла, а эластичный запорный элемент, прижимаясь к криволинейной поверхности седла, полностью закрывает проходное отверстие. Это обеспечивает достижение технического результата: исключаются причины, которые могли бы привести к возникновению реактивных струй из-за преград на пути потока жидкости.
Проведенные патентные исследования показали, что полезная модель соответствует критерию «новизна». Заявляемый клапан соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемого устройства поясняется чертежами и схемами, где на фиг. 1 представлен заявляемый клапан в разрезе, на фиг. 2 – схема потоков в клапане-прототипе, на фиг. 3 – схема потоков в заявляемом клапане.
Заявляемый клапан содержит стальной корпус 1, внутри которого установлены упор 2, запорный элемент 3, седло 4 клапана и поджимная гайка 5.
Запорный элемент 3 выполнен из упругого эластичного материала в виде мембраны и имеет цилиндрическую форму. В середине нижней части закреплен жесткий элемент, выполненный в виде пластины. Форма и размер пластины 6 соответствуют перекрываемому проходному отверстию седла 4 клапана.
По периферии упругого запорного элемента 3 параллельно его оси выполнены сквозные каналы 7. Минимальное число каналов 7 – два. Но их может быть больше. Обычно каналы 7 располагаются по окружности. Но могут располагаться и в другом порядке.
Число каналов 7 и площадь поперечного сечения каждого канала 7 выбирается из условия обеспечения беспрепятственного прохода среды в спускаемую колонну.
Седло 4 клапана на входе в проходное отверстие в зоне возможного контакта с поверхностью упругого запорного элемента 3 снабжено углублением с плавной криволинейной поверхностью А. Выходы каналов 7 расположены над указанной криволинейной поверхностью А седла 4 клапана.
Устройство работает следующим образом. Клапан, в составе различного оборудования, установленного в колонну труб, спускается в скважину, при этом пластовая жидкость может свободно проходить в спускаемую колонну снизу через каналы 7 упругого запорного элемента 3. Далее для закрытия клапана необходимо в колонну труб подать поток жидкости. При достижении определенного значения расхода потока подаваемой жидкости, упругий запорный элемент 3 прогибается до упирания установленной в нем жесткой пластины 6 в посадочную поверхность А седла 4 клапана, при этом под воздействием давления выше упругого запорного элемента 3, он деформируется, «растекаясь» по посадочной поверхности А седла 4 клапана и по внутренней цилиндрической поверхности Б корпуса 1 клапана, при этом надежно и перекрывая доступ жидкости из зоны выше упругого запорного элемента 3 клапана в зону ниже данного запорного элемента 3 клапана. Установленный в упругом запорном элементе 3 жесткий элемент – пластина 6, предотвращает выдавливание упругого запорного элемента 3 в проходное отверстие седла 4 клапана.
Конструкция клапана позволяет проводить обратную промывку для очистки внутренних полостей клапана от попавших в нее в процессе работы (спуска, подъема) грязи, песка и т. д. Для промывки клапана жидкость, подаваемая в затрубное пространство, входит в клапан снизу и проходит вверх, эффективно очищая его внутренние полости. При этом установленный выше упругого запорного элемента 3 упор 2 предотвращает выдавливание этого элемента 3.
Значение расхода потока жидкости для закрытия клапана может регулироваться изменением геометрии деталей и жесткостью упругого запорного элемента 3.
Изготовлен и испытан опытный образец устройства, подтвердивший правильность заявленных технических решений.
Claims (1)
- Клапан, содержащий полый корпус с входным и выходным отверстиями, запорный элемент из упругого эластичного материала, снабженный жестким элементом, форма и размер которого соответствуют перекрываемому проходному отверстию седла, отличающийся тем, что в периферической части запорного элемента выполнены каналы, а седло на входе в проходное отверстие в зоне соприкосновения с контактной поверхностью запорного элемента снабжено участком с плавной криволинейной поверхностью.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127178U RU176897U1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Клапан |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127178U RU176897U1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Клапан |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU176897U1 true RU176897U1 (ru) | 2018-02-01 |
Family
ID=61186705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017127178U RU176897U1 (ru) | 2017-07-28 | 2017-07-28 | Клапан |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU176897U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5316086A (en) * | 1992-12-14 | 1994-05-31 | Halliburton Company | Combination well casing pressure relief and kill valve apparatus |
EP0709543A2 (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-01 | Halliburton Company | Downhole casing filling and circulating apparatus and method |
RU2213845C1 (ru) * | 2002-10-23 | 2003-10-10 | Шамов Николай Александрович | Обратный клапан |
RU46327U1 (ru) * | 2003-07-04 | 2005-06-27 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Буровой инструмент" | Клапан |
RU2544930C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2015-03-20 | Мурад Давлетович Валеев | Клапан обратный электроцентробежной установки и способ очистки фильтра на приеме насоса |
RU164401U1 (ru) * | 2016-04-27 | 2016-08-27 | Дмитрий Игоревич Сафонов | Универсальный клапан бурильной колонны |
-
2017
- 2017-07-28 RU RU2017127178U patent/RU176897U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5316086A (en) * | 1992-12-14 | 1994-05-31 | Halliburton Company | Combination well casing pressure relief and kill valve apparatus |
EP0709543A2 (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-01 | Halliburton Company | Downhole casing filling and circulating apparatus and method |
RU2213845C1 (ru) * | 2002-10-23 | 2003-10-10 | Шамов Николай Александрович | Обратный клапан |
RU46327U1 (ru) * | 2003-07-04 | 2005-06-27 | Общество с Ограниченной Ответственностью "Буровой инструмент" | Клапан |
RU2544930C1 (ru) * | 2013-09-17 | 2015-03-20 | Мурад Давлетович Валеев | Клапан обратный электроцентробежной установки и способ очистки фильтра на приеме насоса |
RU164401U1 (ru) * | 2016-04-27 | 2016-08-27 | Дмитрий Игоревич Сафонов | Универсальный клапан бурильной колонны |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8267178B1 (en) | Valve for hydraulic fracturing through cement outside casing | |
US7708066B2 (en) | Full bore valve for downhole use | |
CA3111943C (en) | Sand fall-back prevention tools | |
US20140345705A1 (en) | Flow Activated Circulating Valve | |
RU2658851C1 (ru) | Циркуляционный переводник | |
CA2886997C (en) | Flow restrictor for a service tool | |
RU181350U1 (ru) | Циркуляционный клапан бурильной колонны | |
DK3099892T3 (en) | FLOW CONTROL DEVICE | |
RU176897U1 (ru) | Клапан | |
RU2652039C1 (ru) | Клапан | |
US20230111681A1 (en) | Check valve assembly | |
RO132265A2 (ro) | Ansambluri de supapă de erupţie artificială a gazului şi metode de asamblare a acestora | |
RU2668100C1 (ru) | Устройство для промывки забоя скважины | |
RU2521679C2 (ru) | Устройство для испытания трубопроводов на герметичность | |
RU2600401C1 (ru) | Устройство регулирования потока | |
US20110186304A1 (en) | T-Frac Zone Test Tool and System | |
RU140103U1 (ru) | Муфта пусковая с клапаном | |
WO2022039627A1 (ru) | Способ селективной обработки продуктивного пласта и устройство для его осуществления | |
US10337286B1 (en) | Resealable tubing drain for oilfield service | |
RU2631123C1 (ru) | Клапанное устройство бурильной колонны | |
CA2950237C (en) | Gas lift valve | |
RU100130U1 (ru) | Клапанное устройство для погружного винтового насоса | |
RU2546204C1 (ru) | Муфта пусковая с клапаном | |
RU2600471C1 (ru) | Запорный орган клапана бурового переливного | |
RU204914U1 (ru) | Циркуляционный клапан бурильной колонны |