RU2250355C1 - Casing strings valve - Google Patents
Casing strings valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2250355C1 RU2250355C1 RU2003136652/03A RU2003136652A RU2250355C1 RU 2250355 C1 RU2250355 C1 RU 2250355C1 RU 2003136652/03 A RU2003136652/03 A RU 2003136652/03A RU 2003136652 A RU2003136652 A RU 2003136652A RU 2250355 C1 RU2250355 C1 RU 2250355C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- limiter
- stop
- valve
- side channels
- cylindrical plate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Check Valves (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к цементированию обсадных колонн.The proposal relates to the oil industry, in particular to cementing casing strings.
Известен “Клапан для обсадной колонны” (см. а.с. SU №1812304, МПК Е 21 В 34/10, 34/14, опубл. БИ №16 30.04.93), содержащий клапанное седло с осевыми отверстиями, тарелку с конической рабочей поверхностью, размещенной под седлом, подпружиненный шток, жестко соединенный с тарелкой, и срезной фиксатор, при этом клапан 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, перпендикулярным к центральной оси седла и соосным сквозному отверстию подпружиненного штока, при этом тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности, причем тарелка может быть выполнена из эластичного материала.The well-known “valve for casing” (see AS SU No. 1812304, IPC E 21 B 34/10, 34/14, publ. BI No. 16 04/30/93), containing a valve seat with axial holes, a plate with a conical a working surface located under the saddle, a spring-loaded rod rigidly connected to the plate, and a shear lock, while the valve is equipped with a filter made in the form of a ring and placed in the lower part of the saddle of the axial channel along its inner surface, the spring-loaded rod is made with a through hole under the shear the retainer, and the valve seat in the upper part is made with about a bore perpendicular to the central axis of the saddle and coaxial through the bore of the spring-loaded rod, the plate is made with an elastic ring in the center of the working conical surface, and the plate can be made of elastic material.
Недостатками данной конструкции являются: во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость; во-вторых, из-за того, что сопрягаемые поверхности клапана и седла находятся под постоянным воздействием во время растворов, имеющих собственные высокие абразивные свойства, низкая надежность перекрытия проходного канала.The disadvantages of this design are: firstly, the complexity in the manufacture and maintenance, a large number of parts and, as a result, high cost; secondly, due to the fact that the mating surfaces of the valve and seat are under constant influence during solutions having their own high abrasive properties, low reliability of the passage channel overlap.
Известен также “Клапан для обсадной колонны” (см. SU №1120093, МПК Е 21 В 34/10, опубл. БИ №39 23.10.84), содержащий корпус с центральными и периферийными осевыми каналами, подвижно установленную с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса втулку с опрессовочной диафрагмой и радиальными каналами в верхней части и запорный элемент, при этом он снабжен дополнительной втулкой, установленной коаксиально с подвижной на срезных элементах в центральном канале корпуса над его периферийными каналами, а запорный элемент выполнен в виде поплавка и жестко связан с нижней частью подвижной втулки, причем последняя имеет дополнительные радиальные каналы, совмещаемые с периферийными каналами корпуса при ее верхнем положении.Also known is the “Casing Valve” (see SU No. 1120093, IPC E 21 B 34/10, publ. BI No. 39 23.10.84), comprising a housing with central and peripheral axial channels, movably mounted with axial movement in the central the housing channel a sleeve with a crimping diaphragm and radial channels in the upper part and a locking element, while it is equipped with an additional sleeve mounted coaxially with movable on shear elements in the central channel of the housing above its peripheral channels, and the locking element is made in the form of store and rigidly connected with the lower part of the movable sleeve, the latter has additional radial channels mating with peripheral channels at its upper housing position.
Известен также “Клапан обсадной колонны” (см. SU №1493768, МПК Е 21 В 34/10, опубл. БИ №26 23.10.84), включающий корпус с центральными и периферийными осевыми каналами, установленное в нижней части центрального канала корпуса седло под запорный орган, выполненный в виде поплавка и расположенный в нижней части, подвижно установленной в центральном канале корпуса втулки с радиальными каналами и разрывной мембраной под ними, при этом он снабжен дополнительным запорным органом с узлом привода его в рабочее положение, периферийный канал выполнен с двумя седлами, а полость между ними связана с полостью центрального канала радиальным каналом, причем узел привода дополнительного запорного органа выполнен в виде клинового элемента и установлен в исходном положении с возможностью взаимодействия с подвижной втулкой.Also known is the “Casing Valve” (see SU No. 1493768, IPC E 21 B 34/10, publ. BI No. 26 23.10.84), including a casing with central and peripheral axial channels mounted in the lower part of the central channel of the casing under a locking element made in the form of a float and located in the lower part, movably mounted in the central channel of the sleeve body with radial channels and a bursting disc under them, while it is equipped with an additional locking element with a drive unit in its working position, the peripheral channel is made with two dlami and the cavity between them connected with the cavity of the central channel the radial channel, wherein the drive unit further blocking member is formed as a wedge element and is mounted in the rest position to interact with the movable sleeve.
Недостатками обеих конструкций являются: во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость; во-вторых, невозможно работать с использованием продавочных пробок; в третьих, за время поднятия запорного органа до посадки его в седло, которое не нормируется и не регулируется, пространства в этот период под клапаном и над клапаном сообщаются через центральный и нижние радиальные каналы, в результате цементный раствор попадает из затрубья внутрь скважины.The disadvantages of both designs are: firstly, the complexity in the manufacture and maintenance, a large number of parts and, as a consequence, high cost; secondly, it is impossible to work using squeeze plugs; thirdly, during the lifting of the locking member before it is seated in the saddle, which is neither standardized nor regulated, the spaces under this valve and above the valve communicate through the central and lower radial channels, as a result, the cement slurry enters the borehole from the annulus.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является “Обратный клапан для обсадных колонн” (см. SU №977711, МПК Е 21 В 34/08, опубл. БИ №44 30.11.82), включающий корпус, ограничитель с седлом и боковыми промывочными каналами, втулку, установленную в осевом канале ограничителя над промывочными каналами на срезных элементах, упор и запорный шар, расположенный между упором и ограничителем, при этом в процессе цементирования при вскрытом продуктивном горизонте он снабжен дополнительной втулкой, установленной в осевом канале ограничителя на срезных с возможностью перекрытия боковых промывочных каналов.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is the “Check valve for casing strings” (see SU No. 977711, IPC E 21 V 34/08, publ. BI No. 44 11/30/82), including a housing, a limiter with a seat and side flushing channels, a sleeve installed in the axial channel of the limiter above the washing channels on shear elements, an emphasis and a locking ball located between the stop and the limiter, while in the cementing process when the productive horizon is opened, it is equipped with an additional sleeve installed in the axis in the channel of the limiter on the shear with the possibility of overlapping side washing channels.
Недостатками данной конструкции являются: во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость; во-вторых, низкая надежность перекрытия клапаном (шаром) принудительно не садящимся в седло клапана, если в продукции скважины присутствуют высоковязкие компоненты; в-третьих, при больших объемах закачиваемого цементного раствора центральный канал перекрывается некачественно, так как нижняя втулка с седлом под шар и сам шар при закачке взаимодействует с цементным раствором, который имеет высокие абразивные свойства; в-четвертых, клапан и упор значительно уменьшают внутреннее проходное сечение обсадной колонны, что увеличивает время и усилие закачки цементного раствора.The disadvantages of this design are: firstly, the complexity in the manufacture and maintenance, a large number of parts and, as a result, high cost; secondly, the low reliability of overlapping by a valve (ball) forcibly not landing in the valve seat, if highly viscous components are present in the well production; thirdly, with large volumes of injected cement, the central channel overlaps poorly, since the lower sleeve with a seat for the ball and the ball itself, when pumped, interact with the cement, which has high abrasive properties; fourthly, the valve and the stop significantly reduce the internal bore of the casing, which increases the time and effort of pumping cement.
Технической задачей предлагаемого изобретения является добиться снижения материальных и финансовых затрат при улучшении потребительских свойств в результате создания надежной, работающей при любой продукции скважины, и дешевой конструкции клапана для обсадной колонны для закачки цементного раствора за счет простоты в изготовлении и обслуживании, в результате снижения металлоемкости, количества деталей и использования в составе обсадной колонны без дополнительных ее доработок.The technical task of the invention is to reduce material and financial costs while improving consumer properties by creating a reliable, well-functioning for any production of the well, and cheap valve design for the casing string for injection of cement due to the simplicity of manufacture and maintenance, resulting in a reduction in metal consumption, the number of parts and use as part of the casing without additional modifications.
Поставленная техническая задача достигается описываемым клапаном для обсадной колонны, включающим ограничитель с седлом и боковыми промывочными каналами, обратный клапан, втулку, установленную в осевом канале ограничителя над промывочными каналами на срезных элементах с возможностью их перекрытия.The stated technical problem is achieved by the described casing valve, including a limiter with a seat and side flushing channels, a check valve, a sleeve installed in the axial channel of the limiter above the flushing channels on shear elements with the possibility of their overlap.
Новым является то, что ограничитель дополнительно оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой в ее нижнем положении, при этом наружная поверхность ограничителя снабжена эластичным кольцом с упором и выполнена с возможностью герметичной установки в требуемом интервале между трубами обсадной колонны при их сборке, причем седло выполнено с цилиндрической выборкой на нижней плоскости ограничителя, а обратный клапан выполнен тарельчатым, подпружиненным с возможностью поворота относительно крепления к ограничителю, состоящим из жесткосоединенных эластичной манжеты, центратора и цилиндрической пластины, на которой выполнена кольцевая проточка, установленная напротив внутренней нижней плоскости ограничителя, при этом наружная плоскость цилиндрической пластины размещена напротив седла ограничителя, причем эластичная манжета расположена между нижней плоскостью ограничителя и цилиндрической пластиной.What is new is that the limiter is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve in its lower position, while the outer surface of the limiter is provided with an elastic ring with a stop and is sealed in the required interval between the casing pipes when assembling, and the saddle is made with a cylindrical sampling on the lower plane of the limiter, and the check valve is made poppet, spring-loaded with the possibility of rotation relative to the fastener to the limiter, consisting of kosoedinennyh elastic cuffs, and the cylindrical centralizer plate on which an annular groove, installed opposite the internal bottom plane of the limiter, the outer plane cylindrical plates placed opposite the seat stopper, wherein the elastic sleeve is positioned between the bottom plane and cylindrical restrictor plate.
Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.Analysis of the known similar solutions allows us to conclude that they lack features similar to the distinctive features in the claimed device, i.e. on the compliance of the proposed solutions to the criteria of “novelty” and “inventive step”.
На чертеже изображен клапан для обсадных колонн с частичным осевым сечением.The drawing shows a valve for casing with a partial axial section.
Клапан для обсадной колонны 1 состоит из ограничителя 2 с седлом 3 и боковыми каналами 4, обратного клапана 5, размещенного снизу, втулки 6, установленной в осевом канале 7 ограничителя 2 над боковыми каналами 4 на срезных элементах 8 с возможностью их перекрытия. Ограничитель 2 дополнительно оборудован стопором 9, взаимодействующим с втулкой 6 в ее нижнем положении. Наружная поверхность 10 ограничителя 2 снабжена эластичным кольцом 11 с упором 12 и выполнена с возможностью герметичной установки в требуемом интервале между трубами обсадной колонны 1 при их сборке, причем седло 3 выполнено с цилиндрической выборкой на нижней плоскости 13 ограничителя 2. Обратный клапан 5 выполнен тарельчатым, подпружиненным с возможностью поворота относительно крепления 14 к ограничителю 2, состоящим из жесткосоединенных между собой эластичной манжеты 15, центратора 16 и цилиндрической пластины 17. На цилиндрической пластине 17 выполнена кольцевая проточка 18, установленная напротив внутренней нижней плоскости 19 ограничителя 2, при этом наружная плоскость 20 цилиндрической пластины 17 размещена напротив седла 3 ограничителя 2, причем эластичная манжета 15 расположена между нижней плоскостью 13 ограничителя 2 и цилиндрической пластиной 17. Для исключения несанкционированных перетоков применено уплотнительное кольцо 21. Роль прижимающего элемента (пружины) для обратного клапана 5 в предлагаемом варианте играет эластичная манжета 15.The casing valve 1 consists of a stop 2 with a seat 3 and side channels 4, a check valve 5 located below, a sleeve 6 installed in the axial channel 7 of the stop 2 above the side channels 4 on the shear elements 8 with the possibility of their overlap. The limiter 2 is additionally equipped with a stopper 9, interacting with the sleeve 6 in its lower position. The outer surface 10 of the restrictor 2 is provided with an elastic ring 11 with a stop 12 and is made with the possibility of tight installation in the required interval between the pipes of the casing string 1 during assembly, and the seat 3 is made with cylindrical sampling on the lower plane 13 of the restrictor 2. The check valve 5 is made poppet spring-loaded with the possibility of rotation relative to the fastening 14 to the stopper 2, consisting of rigidly connected to each other elastic cuff 15, the centralizer 16 and the cylindrical plate 17. On the cylindrical plate 17, an annular groove 18 is made, which is installed opposite the inner lower plane 19 of the stop 2, while the outer plane 20 of the cylindrical plate 17 is placed opposite the seat 3 of the stop 2, and the elastic cuff 15 is located between the lower plane 13 of the stop 2 and the cylindrical plate 17. To exclude unauthorized flows O-ring 21 was used. The role of the pressing element (spring) for the check valve 5 in the proposed embodiment is played by an elastic cuff 15.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Клапан в сборе устанавливают между трубами обсадной колонны 1 при спуске в скважину (не показана). В результате свинчивания труб обсадной колонны 1 упор 12, двигаясь по наружной поверхности 10 ограничителя 2, поджимает эластичное кольцо 11, герметизируя пространство между трубами обсадной колонны 1 в районе установки клапана. Затем клапан в составе обсадной колонны 1 спускают в скважину. При спуске жидкость заполняет внутреннее пространство обсадной колонны 1 только через боковые каналы 4, благодаря чему не требуется долив жидкости и исключается эффект “поршневания” (импульсный излив жидкости на устье во время спуска в результате гидроудара). Во время спуска при необходимости через обсадную колонну 1 возможна прокачка промывочной жидкости, которая, проходя через обратный клапан 5 и изливаясь из затрубья обсадной колонны 1, промывает ствол скважины. По достижении требуемого интервала по обсадной колонне 1 производят закачку цементного раствора с применением цементировочной пробки (не показана). Обратный клапан 5 при этом поворачивается относительно крепления 14, открывая осевой, через который прокачивается цементный раствор без дополнительного сопротивления, не воздействуя на седло 3 ограничителя 2. При завершении закачки цементировочная пробка воздействует на втулку 6, в результате разрушается срезной элемент 8, а втулка сдвигается вниз до стопора 9, перекрывая боковые каналы 4, в результате ловим “стоп” (значительное повышение давление на устье). Затем давление сбрасывается и обратный клапан 5 закрывается под действием эластичной манжеты 15 и давления цементного раствора из затрубья обсадной колонны 1 (плотность цементного раствора 1600 - 1800 кг/м3, а скважинной жидкости ≈1000 кг/м3). При этом центратор 16 фиксирует обратный клапан 5 относительно осевого канала 7. В результате кольцевая проточка 18 цилиндрической пластины 17 размещается напротив внутренней нижней плоскости 19 ограничителя 2, а наружная плоскость 20 цилиндрической пластины 17 размещена напротив седла 3 ограничителя 2, образуя лабиринтное уплотнение. Эластичная манжета 15, расположенная между нижней плоскостью 13 ограничителя 2 и цилиндрической пластиной 17, за счет своих пластичных свойств заполняет все неровности и полностью исключает перетоки цементного раствора из затрубья обсадной колонны 1 внутрь, так как при глубине скважины 1500 метров с использованием обсадной колонны диаметром 146 мм и осевом канале 7 диаметром в районе стопора 60 мм сила прижатия обратного клапана 5 к нижней плоскости 13 составляет 6,5-6,8 тонн. Использование тарельчатого обратного клапана 5 подобной конструкции позволяет полностью исключить разгерметизацию либо несрабатывание под воздействием внешних факторов (например: закачивание большого объема цементного раствора, наличие высоковязких продуктов скважины).The valve assembly is installed between the pipes of the casing string 1 during descent into the well (not shown). As a result of screwing the pipes of the casing string 1, the stop 12, moving along the outer surface 10 of the restrictor 2, compresses the elastic ring 11, sealing the space between the pipes of the casing string 1 in the area where the valve is installed. Then the valve in the casing 1 is lowered into the well. During the descent, the fluid fills the inner space of the casing 1 only through the side channels 4, so that no fluid is added and the effect of “pistoning” is excluded (pulsed outflow of fluid at the mouth during descent as a result of water hammer). During descent, if necessary, flushing fluid can be pumped through the casing 1, which, passing through the check valve 5 and pouring out of the annulus of the casing 1, flushes the wellbore. Upon reaching the desired interval in the casing 1, cement is injected using a cement plug (not shown). The check valve 5 thus rotates relative to the fastener 14, opening the axial through which the cement mortar is pumped without additional resistance, without affecting the seat 3 of the stop 2. Upon completion of the injection, the cement plug acts on the sleeve 6, as a result, the shear element 8 is destroyed, and the sleeve is shifted down to the stopper 9, blocking the side channels 4, as a result we catch “stop” (a significant increase in pressure at the mouth). Then, the pressure is released and the check valve 5 closes under the action of the elastic cuff 15 and the pressure of the cement slurry from the annulus of the casing string 1 (the density of the cement slurry is 1600 - 1800 kg / m 3 and the well fluid ≈1000 kg / m 3 ). In this case, the centralizer 16 fixes the check valve 5 relative to the axial channel 7. As a result, the annular groove 18 of the cylindrical plate 17 is located opposite the inner lower plane 19 of the stop 2, and the outer plane 20 of the cylindrical plate 17 is located opposite the seat 3 of the stop 2, forming a labyrinth seal. The elastic cuff 15, located between the lower plane 13 of the limiter 2 and the cylindrical plate 17, due to its plastic properties fills all the bumps and completely eliminates the flow of cement from the annulus of the casing 1 inward, since at a depth of 1,500 meters using a casing with a diameter of 146 mm and an axial channel 7 with a diameter in the region of the stopper of 60 mm, the pressing force of the check valve 5 to the lower plane 13 is 6.5-6.8 tons. The use of a poppet check valve 5 of a similar design can completely eliminate the depressurization or failure to work under the influence of external factors (for example: pumping a large volume of cement, the presence of highly viscous well products).
Предлагаемый клапан для обсадных колонн является легкой, дешевой, простой в изготовлении и обслуживании, надежной конструкцией с небольшим количеством деталей, что в результате приводит к экономии материальных и финансовых затрат.The proposed casing valve is a lightweight, cheap, easy to manufacture and maintain, reliable design with few parts, which results in savings in material and financial costs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136652/03A RU2250355C1 (en) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | Casing strings valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003136652/03A RU2250355C1 (en) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | Casing strings valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2250355C1 true RU2250355C1 (en) | 2005-04-20 |
| RU2003136652A RU2003136652A (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=35634891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003136652/03A RU2250355C1 (en) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | Casing strings valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2250355C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760447C1 (en) * | 2021-05-27 | 2021-11-25 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Shut-off valve for casing string |
-
2003
- 2003-12-17 RU RU2003136652/03A patent/RU2250355C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2760447C1 (en) * | 2021-05-27 | 2021-11-25 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Shut-off valve for casing string |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003136652A (en) | 2005-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6712145B2 (en) | Float collar | |
| US5494107A (en) | Reverse cementing system and method | |
| US4842062A (en) | Hydraulic lock alleviation device, well cementing stage tool, and related methods | |
| US5979553A (en) | Method and apparatus for completing and backside pressure testing of wells | |
| RU2614342C1 (en) | Return valve for drilling strings | |
| RU2250355C1 (en) | Casing strings valve | |
| RU38193U1 (en) | CASE VALVE | |
| RU36430U1 (en) | Casing valve | |
| RU37764U1 (en) | CASE VALVE | |
| RU2321726C1 (en) | Casing pipe cementing collar | |
| RU164058U1 (en) | BORING CHECK VALVE | |
| RU2325508C2 (en) | Circulating valve | |
| RU2398952C1 (en) | Shoe-valve for installation of profile tail piece in well | |
| RU36853U1 (en) | CASE VALVE | |
| RU36431U1 (en) | Casing valve | |
| RU2326231C1 (en) | Flap for casing string | |
| RU2760110C1 (en) | Collar for stage cementing of casing string in a well | |
| RU50593U1 (en) | CASE VALVE | |
| RU2813603C1 (en) | Check valve for casing strip | |
| RU179007U1 (en) | Coupling for step casing cementing | |
| RU48577U1 (en) | CASE VALVE | |
| RU2074311C1 (en) | Coupling for stepped cementing casing strings | |
| RU2782908C1 (en) | Device for running and cementing a liner in a well | |
| RU2760447C1 (en) | Shut-off valve for casing string | |
| RU2298640C1 (en) | Casing pipe valve |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20050922 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101218 |