RU2224088C2 - Return valve for casing string - Google Patents

Return valve for casing string Download PDF

Info

Publication number
RU2224088C2
RU2224088C2 RU2002111528/03A RU2002111528A RU2224088C2 RU 2224088 C2 RU2224088 C2 RU 2224088C2 RU 2002111528/03 A RU2002111528/03 A RU 2002111528/03A RU 2002111528 A RU2002111528 A RU 2002111528A RU 2224088 C2 RU2224088 C2 RU 2224088C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
disk
spring
return valve
saddle
Prior art date
Application number
RU2002111528/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002111528A (en
Inventor
В.И. Юрков
И.В. Свиридов
И.В. Неудачин
П.В. Ершов
Original Assignee
ООО "Нефтегазмаш-Технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Нефтегазмаш-Технологии" filed Critical ООО "Нефтегазмаш-Технологии"
Priority to RU2002111528/03A priority Critical patent/RU2224088C2/en
Publication of RU2002111528A publication Critical patent/RU2002111528A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2224088C2 publication Critical patent/RU2224088C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Check Valves (AREA)

Abstract

FIELD: well mounting devices engineering. SUBSTANCE: return valve for casing string has body with the inside saddle, disk under the saddle with central passage and peripheral apertures, overlapped by a spring-loaded washer, and a ball lock lowered from the surface with capability of being pressed to the saddle during back movement of fluid. Disk is placed with capability of axial displacement. Upper outlet of central passage is provided with spring-loaded normally closed return valve with a rod for forming a pressurized cross connection. The return valve spring with a rod and washers are shared in the device. EFFECT: increased valve reliability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам, применяемым при креплении нефтяных и газовых скважин, и предназначено для обеспечения условий самозаполнения скважинной жидкостью обсадной колонны при ее спуске, уменьшения гидродинамического давления на стенки скважины и предотвращения обратного перетока цементного раствора из затрубного пространства в колонну.The invention relates to devices used for attaching oil and gas wells, and is intended to provide conditions for self-filling of the casing string with the borehole fluid during its descent, to reduce the hydrodynamic pressure on the borehole walls and to prevent the backflow of cement from the annulus into the column.

Известен клапан обратный для обсадной колонны а.с. СССР 1328483, кл. Е 21 В 33/14, в котором запорный узел размещен с возможностью осевого перемещения между уступами, расположенными сверху и снизу его.Known check valve for casing A.S. USSR 1328483, class E 21 B 33/14, in which the locking unit is placed with the possibility of axial movement between the ledges located above and below it.

Недостатком этого клапана является то, что он не обеспечивает заполнение обсадной колонны скважинной жидкостью при спуске.The disadvantage of this valve is that it does not allow the casing to be filled with borehole fluid during descent.

Наиболее близким к изобретению является клапан обратный для обсадной колонны по а.с. СССР 1218078, кл. Е 21 В 34/10, принятый в качестве прототипа, содержащий корпус с размещенным в нем седлом, расположенный под седлом диск с центральным каналом и периферийными отверстиями, перекрываемыми подпружиненной шайбой, и сбрасываемый с поверхности в скважину шаровой затвор, выполненный с возможностью прижатия к седлу при обратном движении жидкости.Closest to the invention is a check valve for casing A.S. USSR 1218078, class E 21 B 34/10, adopted as a prototype, comprising a housing with a saddle located therein, a disk located under the saddle with a central channel and peripheral holes overlapped by a spring washer, and a ball valve discharged from the surface into the well to be pressed against the saddle with the reverse movement of the liquid.

Недостаток клапана заключается в том, что он не предотвращает обратного перетока цементного раствора из затрубного пространства в колонну при скорости движения жидкости низкой, недостаточной для всплытия шара. Выполнение же шарового затвора с объемной плотностью меньшей, чем плотность среды скважины, связано с конструктивным усложнением затвора или с необходимостью назначения специального материала.The disadvantage of the valve is that it does not prevent the backflow of cement from the annulus into the column when the fluid velocity is low, insufficient to float the ball. The implementation of the ball valve with a bulk density lower than the density of the medium of the well is associated with a structural complication of the shutter or the need to assign a special material.

Другим недостатком клапана является его низкая пропускная способность при самозаполнении колонны, вызванная малым диаметром впускного дроссельного отверстия. Этот недостаток не устраняется простым увеличением диаметра впускного отверстия, т.к. со снижением гидравлического сопротивления на входе в колонну появляется вероятность перелива скважинной жидкости из-за инерционности потока, движущегося снизу вверх в период остановок спускаемой колонны. Более того, нижняя часть бокового отверстия в дросселе в устройстве, принятом в качестве прототипа, через которую входит жидкость, выполнена таким образом, что его сечение уменьшается с увеличением отставания уровня жидкости в обсадной колонне от уровня ее за колонной Это связано с тем, что возрастающий перепад давления поднимает втулку. Если в данной ситуации произойдет закупорка дроссельного отверстия твердой частицей, например выбуренной породой, то клапан захлопнется окончательно и дальнейший спуск колонны может привести к смятию ее стенок.Another disadvantage of the valve is its low throughput for self-filling columns caused by the small diameter of the inlet throttle hole. This disadvantage is not eliminated by simply increasing the diameter of the inlet, since with a decrease in hydraulic resistance at the inlet to the string, there is a chance of overflow of the well fluid due to the inertia of the flow moving from the bottom up during the stops of the descent string. Moreover, the lower part of the side hole in the throttle in the device adopted as a prototype, through which the liquid enters, is made in such a way that its cross section decreases with an increase in the lag of the liquid level in the casing from its level behind the column. This is due to the fact that increasing differential pressure raises the sleeve. If in this situation the throttle hole becomes clogged with a solid particle, such as drilled rock, then the valve will shut completely and further descent of the column may lead to crushing of its walls.

Цель изобретения - повышение надежности работы клапана.The purpose of the invention is to increase the reliability of the valve.

Поставленная цель достигается тем, что диск размещен с возможностью осевого перемещения, верхний выход центрального канала оснащен подпружиненным нормально закрытым обратным клапаном со штоком, обеспечивающим вместе с шайбой и диском образование герметичной перемычки, при этом пружина обратного клапана со штоком и шайбы является общей.This goal is achieved by the fact that the disk is placed with the possibility of axial movement, the upper outlet of the central channel is equipped with a spring-loaded normally closed non-return valve with a stem, which together with the washer and disk forms a tight jumper, while the spring of the non-return valve with the stem and washers is common.

Исполнение диска подвижным позволило осуществить принудительный подъем шарового затвора к седлу независимо от плотности его материала. При этом создается дополнительный положительный эффект - ограниченный подъем столба жидкости в скважине, происходящий вместе с подъемом шайбы 4, послужит для привода различных устройств, например управляющих узлов, в муфте ступенчатого цементирования.The execution of the movable disk made it possible to forcefully lift the ball valve to the seat, regardless of the density of its material. This creates an additional positive effect - the limited rise of the liquid column in the well, which occurs along with the rise of the washer 4, will serve to drive various devices, for example control units, in a step cementing clutch.

Установка в центральном канале нормально закрытого обратного клапана позволит перекрыть все сечение диска и обеспечить условия для подъема шарового затвора даже при незначительном движении жидкости снизу вверх. А выполнение этого клапана подпружиненным открывает возможность регулировки величины прохода жидкости в колонну в прямой зависимости от величины перепада давления, предотвращая отставание уровня в обсадной колонне от уровня за колонной и обеспечивая закрытие клапана при выравнивании этих уровней, предотвращая перелив жидкости через верх обсадной колонны.Installing a normally closed non-return valve in the central channel will allow you to block the entire cross section of the disk and provide the conditions for lifting the ball valve even with a slight movement of the liquid from the bottom up. And the implementation of this valve spring-loaded opens up the possibility of adjusting the amount of fluid passage into the string in direct proportion to the pressure drop, preventing the level in the casing from lagging behind the level behind the string and ensuring that the valve closes when these levels are aligned, preventing fluid overflow through the top of the casing.

И наконец обратный клапан, введенный в конструкцию устройства вместо дросселя, уменьшает вероятность засорения прохода твердыми частицами, находящимися в скважинной жидкости. В случае же появления тенденции к засорению прохода в клапане происходит подъем давления, которое увеличивает степень открытия клапана и обеспечивает вынос твердых частиц за пределы прохода.And finally, a non-return valve introduced into the device instead of the throttle reduces the likelihood of clogging of the passage by solid particles in the well fluid. In the case of a tendency to clogging the passage in the valve, a pressure rise occurs, which increases the degree of opening of the valve and ensures the removal of solid particles outside the passage.

На фиг.1 изображен клапан обратный в исходном положении.Figure 1 shows the check valve in its original position.

На фиг.2 - то же в процессе заполнения обсадной колонны при ее спуске.Figure 2 is the same in the process of filling the casing during its descent.

На фиг.3 - в процессе прямой циркуляции через клапан.Figure 3 - in the process of direct circulation through the valve.

На фиг.4 - клапан обратный в момент герметизации колонны от обратного движения жидкости из затрубного пространства в колонну.Figure 4 - check valve at the time of sealing the column from the reverse movement of fluid from the annulus to the column.

Стрелками показано направление движения жидкости.Arrows indicate the direction of fluid movement.

Клапан обратный содержит корпус 1 (фиг.1) с размещенным в нем седлом 2 и шаровой затвор (шар) 3 (фиг.3), сбрасываемый с поверхности. Кроме того, клапан содержит расположенный под седлом диск 4 (фиг.1), в котором выполнены центральный канал 5 и перекрываемые подпружиненной шайбой 6 периферийные отверстия 7. Шаровой затвор 3 (фиг.4) установлен с возможностью прижатия к седлу 2 при обратном движении жидкости. Диск 4 размещен с возможностью осевого перемещения. Верхний выход центрального канала оснащен подпружиненным нормально закрытым обратным клапаном 8 (фиг.1) со штоком 9, обеспечивающим вместе с шайбой и диском образование герметичной перемычки. Пружина 10 обратного клапана 8 со штоком 9 и шайбой 6 является общей.The check valve contains a housing 1 (Fig. 1) with a seat 2 placed therein and a ball valve (ball) 3 (Fig. 3), discharged from the surface. In addition, the valve contains a disk 4 located under the saddle (Fig. 1), in which the central channel 5 and peripheral openings 7 overlapped by the spring washer 6 are made. The ball valve 3 (Fig. 4) is mounted so that it can be pressed against the saddle 2 during reverse fluid movement . The disk 4 is placed with the possibility of axial movement. The upper outlet of the Central channel is equipped with a spring-loaded normally closed check valve 8 (Fig. 1) with a stem 9, which ensures, together with the washer and disk, the formation of a tight jumper. The spring 10 of the check valve 8 with the stem 9 and the washer 6 is common.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перепад давления, возникающий при спуске обсадной колонны, поднимает обратный клапан 8 (фиг.2). Скважинная жидкость входит в колонну через центральный канал 5, не создавая существенного сопротивления. В результате этого снижается динамическое давление на стенки скважины. При этом чем больше скорость спуска, тем шире открывается центральный канал.The pressure drop that occurs when the casing is lowered raises the check valve 8 (figure 2). Downhole fluid enters the column through the Central channel 5, without creating significant resistance. As a result of this, the dynamic pressure on the borehole walls decreases. Moreover, the higher the descent speed, the wider the central channel opens.

Во время остановки спускаемой колонны уровни жидкости в колонне и за колонной стремятся выровняться. Но по мере их выравнивания перепад давления в центральном канале будет уменьшаться и при определенной величине, на которую рассчитана пружина 10, клапан 8 закроется, прекратив дальнейший подъем уровня жидкости в колонне и тем самым предотвратив перелив жидкости через устье.During the descent column stop, the liquid levels in the column and behind the column tend to level out. But as they equalize, the pressure drop in the central channel will decrease and at a certain value, for which the spring 10 is designed, the valve 8 will close, stopping the further rise in the liquid level in the column and thereby preventing liquid overflow through the mouth.

При нагнетании бурового или цементного раствора в обсадную колонну поток жидкости отжимает шайбу 6 (фиг.3) и проходит через периферийные отверстия 7. Шар 3 (шаровой затвор), сброшенный с поверхности в скважину, достигает клапана и садится на чашеобразную поверхность обратного клапана, не препятствуя течению жидкости.When the drilling fluid or cement is injected into the casing, the fluid stream squeezes the washer 6 (Fig. 3) and passes through the peripheral holes 7. Ball 3 (ball valve), dropped from the surface into the well, reaches the valve and sits on the bowl-shaped surface of the non-return valve, obstructing fluid flow.

После прекращения нагнетания жидкости в скважину пружина 10 перекрывает шайбой 6 периферийные отверстия 7, в результате чего шайба с диском 4 и обратным клапаном 8 образует герметичную перемычку через все сечение клапана. Поэтому при возникновении даже небольшого обратного движения жидкости из затрубного пространства в колонну диск 4 поднимается и прижимает шаровой затвор 3 к седлу 2 (фиг.4), обеспечивая надежную герметизацию обсадной колонны. При этом ограниченный подъем столба жидкости в скважине, происходящий вместе с подъемом диска 4, может послужить для привода различных устройств, работа которых основана на использовании этого движения, например муфты ступенчатого цементирования.After the termination of the injection of fluid into the well, the spring 10 overlaps the peripheral holes 7 with the washer 6, as a result of which the washer with the disk 4 and the check valve 8 forms a tight jumper across the entire cross section of the valve. Therefore, when even a slight reverse movement of fluid from the annulus to the column occurs, the disk 4 rises and presses the ball valve 3 against the seat 2 (Fig. 4), providing reliable sealing of the casing. Moreover, the limited rise of the liquid column in the borehole, which occurs together with the rise of the disk 4, can serve to drive various devices whose operation is based on the use of this movement, for example, step cementing couplings.

Технико-экономическая эффективность устройства обеспечивается следующими основными преимуществами его:Technical and economic efficiency of the device is provided by the following main advantages of it:

- работоспособность узла герметизации не зависит от его объемной плотности (плавучести), что повышает надежность работы клапана и снижает его стоимость;- the performance of the sealing unit does not depend on its bulk density (buoyancy), which increases the reliability of the valve and reduces its cost;

- облегчено заполнение обсадной колонны при спуске, тем самым снижено сминающее давление на стенки обсадной колонны;- facilitated filling the casing during the descent, thereby reducing the crushing pressure on the walls of the casing;

- уменьшено гидродинамическое давление на стенки скважины, оказываемое спускаемой обсадной колонной.- reduced hydrodynamic pressure on the walls of the well exerted by the descent casing.

Claims (1)

Клапан обратный для обсадной колонны, содержащий корпус с размещенным в нем седлом, расположенный под седлом диск с центральным каналом и периферийными отверстиями, перекрываемыми подпружиненной шайбой, и сбрасываемый с поверхности в скважину шаровой затвор, выполненный с возможностью прижатия к седлу при обратном движении жидкости, отличающийся тем, что диск размещен с возможностью осевого перемещения, верхний выход центрального канала оснащен подпружиненным нормально закрытым обратным клапаном со штоком, обеспечивающим вместе с шайбой и диском образование герметичной перемычки, при этом пружина обратного клапана со штоком и шайбы является общей.A check valve for a casing string, comprising a housing with a seat located therein, a disk located under the saddle with a central channel and peripheral openings blocked by a spring washer, and a ball valve discharged from the surface into the well, which can be pressed against the seat during fluid reverse movement, characterized the fact that the disk is placed with the possibility of axial movement, the upper output of the central channel is equipped with a spring-loaded normally closed non-return valve with a stem, providing together with formation of a tight jumper with the disk and the disk, while the spring of the check valve with the stem and washers is common.
RU2002111528/03A 2002-04-29 2002-04-29 Return valve for casing string RU2224088C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111528/03A RU2224088C2 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Return valve for casing string

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002111528/03A RU2224088C2 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Return valve for casing string

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002111528A RU2002111528A (en) 2003-11-27
RU2224088C2 true RU2224088C2 (en) 2004-02-20

Family

ID=32172633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002111528/03A RU2224088C2 (en) 2002-04-29 2002-04-29 Return valve for casing string

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2224088C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2414502B (en) * 2003-02-27 2007-10-17 Weatherford Lamb Drill shoe
RU2658851C1 (en) * 2017-08-14 2018-06-25 Общество с ограниченной ответственностью "Гидробур-сервис" Circulation adapter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2414502B (en) * 2003-02-27 2007-10-17 Weatherford Lamb Drill shoe
RU2658851C1 (en) * 2017-08-14 2018-06-25 Общество с ограниченной ответственностью "Гидробур-сервис" Circulation adapter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190234181A1 (en) Valve with shuttle for use in flow management systems
US5494107A (en) Reverse cementing system and method
US4589495A (en) Apparatus and method for inserting flow control means into a well casing
AU2005225752B2 (en) Method of injecting lift gas into a production tubing of an oil well and gas lift flow control device for use in the method
US3385370A (en) Self-fill and flow control safety valve
AU681783B2 (en) Fill valve
US20040011566A1 (en) Activating ball assembly for use with a by-pass tool in a drill string
US20190203565A1 (en) Sand fall-back prevention tool
RU2671370C2 (en) Crossover valve system and method for gas production
US3409078A (en) Self-fill and flow control safety valve
WO1998003766A1 (en) Downhole two-way check valve
US20060231247A1 (en) Production Plunger
CN202249946U (en) Intelligent float valve
RU2224088C2 (en) Return valve for casing string
US3123517A (en) Conduit string
US2071390A (en) Apparatus for cementing wells
RU2303116C1 (en) All-purpose valve for downhole motor
US11572760B2 (en) Modified sand fallback prevention tool
RU46296U1 (en) COUPLING COUPLING COUPLING
US3717203A (en) Automatic well shut-off apparatus
RU2150575C1 (en) Well valve unit
US11174703B2 (en) Inflow assembly
SU1661375A1 (en) Casing float valve
RU2188931C1 (en) Device for plugging the casting string
CN201953352U (en) All-purpose float valve

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070430