RU1812304C - Клапан дл обсадных колонн - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в клапане дл  обсадных колонн шток выполнен со сквозным отверстием под срезной фиксатор. Клапанное с.едло в верхней части выполнено с отверстием, перпендикул рным к центральной оси седла и соосным со сквозным отверстием подпружиненного штока. Тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности. Клапан снабжен фильтром, выполненным в виде кольца, размещенного в нижней части седла осевого канала по внутренней его поверхности . Тарелка может быть выполнена из эластичного материала. Данное устройство позволит производить спуск обсадной колонны с автоматическим дозаливом буровым раствором дл  избежани  перелива бурового раствора на устье во врем  спуска колонны в скважину. Зазор между обратным клапаном и седлом клапана может регулироватьс . 1 з.п. ф-лы, 2 ил,

Description

Изобретение относитс  к бурению, в частности к цементированию обсадных ко- лонн, способствующему повышению .герметизации башмаков после окончани  цементировани  и ожидани  затвердевани  цемента (03 Ц).

Целью изобретени   вл етс , упроще ние конструкции при одновременном улучшении качества цементировани  и повышени  производительности работ при спуске путем самозаполнени  буровым раствором .

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - устройство с овальным сквозным отверстием на шпильке и обратным клапаном , выполненным из эластичного материала .

Клапан имеет упорное кольцо 1 с отверсти ми 2, клапанное седло 3 с осевыми отверсти ми 4 и 5, продавочную пробку 6, тарелка 7 с рабочей конической поверхностью с эластичным кольцом 8, подпружиненный шток 9 со сквозным отверстием 10, жзстко св занный с тарелкой 7 фильтр 11, срезаемый фиксатор 12, возвратную пружину 13. Фильтр выполнен в виде кольца и размещен в нижней части сёдла осевого канала по внутренней его поверхности.

Отверстие 4 в верхней части седла выполнено перпендикул рно центральной оси седла и соосно со сквозным отверстием 10.

Клапан работает следующим образом.

Устройство устанавливают в нижней части обсадной колонны между трубами и муфтовым соединением, Во врем  спуска колонны раствор, наход щийс  в скважине, через зазор Н, образованный фильтром 11 и тарелкой 7, отверсти  5 клапанного-седла

00

го

W

3, отверсти  2 упорного кольца 1, зазор С, образованный упорным кольцом 1 и стенкой обсадной трубы, перетекает во внутрен- нюю полость обсадной колонны. В зависимости от скорости спуска колонны в скважину и во избежание перелива раствора на устье зазор Н регулируетс  завинчиванием тарелки 7 по резьбе штока 9. При промывке скважины и прокачке тампонаж- ного раствора под воздействием давлени  зазор Н автоматически увеличиваетс , достигаетс  это за счет наличи  отверсти  4 или 10, допускающего свободное перемещение срезаемого фиксатора 12 вниз. После окончани  прокачки растворов возвратна  пружина 13 возвращает тарелку 7 в исходное положение. Цементирование скважины происходит аналогично прокачке растворов с той лишь разницей, что после окончани  цементировани  с помощью избыточного давлени  внутри колонны через продавочную пробку 6 фиксатор 12 срезаетс , затем давление в колонне снижаетс  до О, та к как плотность продавочной жидкости в колонне в два раза меньше плотности цементного раствора взатрубном пространстве , в результате большого перепада давлени , из затрубного пространства цементный раствор стремитс  попасть в зону меньшего давлени , т.е. в колонну. Освободившись от удерживающего срезаемого фиксатора 12 под воздействием возвратной пружины 13 и- потока цементного раствора, тарелка 7 закрываетс , прижима сь к фильтру 11 эластичным кольцом 8. Через фильтр 11 отбираетс  избыточна  вода 13 цементного раствора, на поверхности фильтра 11 происходит накопление массы обезвоженного цементного раствора, что ведет к дополнительной герметизации зоны башмака колонны, так как у обезвоженного цементного раствора практически сразу наступает конец схватывани , а через 2 ч раствор приобретает свойства цементного камн  двухсуточного возраста, что ведет к значительному сокращению сроков 03Ц.

Испытани  устройства дл  цементировани  обсадных колонн на месторождени х Нефтеюганска и Нижневартовска показали, что зазор Н при спуске колонны 1 м в 1 с не должен превышать 5 мм, а при спуске колонны со скоростью 2 м в 1 с зазор должен быть 7-8 мм. Необходимое избыточное давление дл  срезани  штифта не должно превышать 10 атм. Проведенные испытани 

показали надежную работу предлагаемой конструкции устройства дл  цементировани  обсадных колонн.

Применение в устройстве фильтрующего элемента в виде кольца позвол ет увеличить надежность работы устройства, сделать его компактным и простым в изготовлении . Применение упорного кольца с отверсти ми 2 и зазором С позвол ет избежать заклинивани  обратного клапана 7 от попадани  инородных тел (штыри, пакеры, крупные камни). В аналогичных устройствах и в прототипе возможность заклинивани  не исключена. В зависимости от глубины

скважины примен ютс  дл  глубоких скважин металлические обратные клапаны с эла- стичными элементами, а дл  мелких скважин обратные клапаны, выполненные полностью из эластичного материала. Изготовление овальных отверстий в седле клапа- на или в шпильке обусловлено возможност ми производства, так как сама конструкци  устройства и примен емые дл  его изготовлени  материалы рассчитаны на

изготовление как на специализированных заводах, так и в мастерских при управлени х буровых работ.

Claims (2)

1. Клапан дл  обсадных колонн, содержащий клапанное седло с осевыми отверсти ми , тарелку с рабочей конической поверхностью с размещенной под седлом, подпружиненный шток, жестко соединенный с тарелкой, и срезной фиксатор, о т л и- чающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, при одновременном улучшении качества цементировани  и повышени  производительности работ при спуске путем самозаполнени  буровым раствором, он снабжен фильтром, выполненным в виде кольца и размещенным в нижней части седла осевого канала по внутренней его поверхности , подпружиненный шток выполнен со

сквозным отверстием под срезной фиксатор , а клапанное седло в верхней части выполнено с Отверстием, перпендикул рным к центральной оси седла, и соосным сквозному отверстию подпружиненного штока, при

этом тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности .

2. Клапан по П. 1,отличающийс  тем, что тарелка выполнена из эластичного

материала.