RU2348784C2 - Valve device of downhole drilling motor - Google Patents
Valve device of downhole drilling motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2348784C2 RU2348784C2 RU2007101777/03A RU2007101777A RU2348784C2 RU 2348784 C2 RU2348784 C2 RU 2348784C2 RU 2007101777/03 A RU2007101777/03 A RU 2007101777/03A RU 2007101777 A RU2007101777 A RU 2007101777A RU 2348784 C2 RU2348784 C2 RU 2348784C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- valve device
- hollow body
- bushing
- seat
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин в составе винтовых забойных двигателей для заполнения и опорожнения бурильной колонны промывочной жидкостью, и для предотвращения шламования винтовых забойных двигателей, и исключения аварийного выброса из продуктивного пласта.The invention relates to drilling equipment and can be used when drilling oil and gas wells as a part of downhole motors for filling and emptying the drill string with flushing fluid, and to prevent sludge from downhole motors and to prevent accidental discharge from the reservoir.
Известно клапанное устройство (US, патент №4,298,077, дата приоритета 1981.11.03, патентообладатель: Smith International Inc, Newport Beach, Calif). Клапанное устройство содержит полый корпус с радиальными перепускными каналами, подпружиненный плунжер с центральным входным и образованным совместно с полым корпусом выходным проточным каналом, кольцевые уплотнения.A valve device is known (US Patent No. 4,298,077, priority date 1981.11.03, patent holder: Smith International Inc, Newport Beach, Calif). The valve device comprises a hollow body with radial bypass channels, a spring-loaded plunger with a central inlet and outlet flow channel formed together with the hollow body, ring seals.
Недостатком известного клапанного устройства забойного двигателя является то, что плунжер, осуществляя осевое поступательное и частично возвратно-вращательное движение в среде промывочной жидкости, подвергается гидроабразивному износу, что снижает эффективность работы клапанного устройства.A disadvantage of the known valve device of the downhole motor is that the plunger, undergoing axial translational and partially reverse-rotational movement in the medium of the flushing fluid, is subjected to hydroabrasive wear, which reduces the efficiency of the valve device.
Известен «Переливной клапан объемного забойного двигателя» (RU, патент №34196, дата приоритета 2002,12,06, патентообладатель ОАО НПО «Буровая техника»). Устройство содержит корпус с отверстиями, втулки, расположенные внутри корпуса, и подпружиненный запорный элемент, имеющий радиальные отверстия, на торцах поршня выполнены уплотнения.The well-known “Overflow valve of a volumetric downhole motor” (RU, patent No. 34196, priority date 2002,12,06, patent holder of OJSC NPO Drilling equipment). The device comprises a housing with holes, bushings located inside the housing, and a spring-loaded locking element having radial holes, seals are made on the ends of the piston.
Недостатком этого аналога является то, что резиновые уплотнения омываются промывочной жидкостью и, периодически перемещаясь, пересекают острые кромки радиальных каналов. Это приводит к быстрому разрушению уплотнений, нарушению герметичности клапанного устройства и досрочному ремонту устройства.The disadvantage of this analogue is that the rubber seals are washed with flushing fluid and, periodically moving, cross the sharp edges of the radial channels. This leads to the rapid destruction of the seals, the violation of the tightness of the valve device and early repair of the device.
Известно «Клапанное устройство бурильной колонны» (RU, патент №2035581, дата приоритета 1992.12.03, патентообладатель Вальдман И.Я. и др.). Клапанное устройство бурильной колонны снабжено закрепленным в корпусе и размещенным под эластичной манжетой седлом. Заполненный клапан выполнен подпружиненным тарельчатым и установлен в седле, в котором выполнены выходные каналы.It is known "Valve device of the drill string" (RU, patent No. 2035581, priority date 1992.12.03, patent holder Waldman I.Ya. and others). The valve assembly of the drill string is provided with a seat fixed in the housing and located under the elastic sleeve. The filled valve is made spring-loaded poppet and mounted in the seat, in which the output channels are made.
Недостатком известного аналога является то, что в нем имеются полости для возможного накопления шлама из затрубного пространства, что препятствует перемещению тарелки клапана и приводит клапанное устройство в негодность.A disadvantage of the known analogue is that it has cavities for the possible accumulation of sludge from the annulus, which prevents the valve disc from moving and renders the valve device unusable.
Также к недостатку известного аналога можно отнести недостаточную герметичность корпуса, при этом просачивающаяся промывочная жидкость размывает детали клапанного устройства.Also a disadvantage of the known analogue can be attributed to insufficient tightness of the housing, while leaking flushing fluid erodes the details of the valve device.
Эти недостатки полностью исключают возможность использования известного аналога в составе забойных двигателей.These disadvantages completely exclude the possibility of using the well-known analog in the composition of downhole motors.
Известно «Клапанное устройство забойного двигателя» (RU, патент №2224866, дата приоритета 2002.07.29, патентообладатель Щелконогов Г.А.). Устройство содержит полый корпус с радиальными перепускными каналами, установленную внутри полого корпуса гильзу с седлом и с радиальными перепускными каналами, подпружиненный плунжер с центральным входным проточным каналом и образованным совместно с полым корпусом выходным проточным каналом с радиальными каналами, кольцевые уплотнения. Это клапанное устройство является наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату заявленного изобретения и поэтому взято за прототип заявленного изобретения.Known "Valve device downhole motor" (RU, patent No. 2224866, priority date 2002.07.29, patent holder G. Schelkonogov). The device comprises a hollow body with radial bypass channels, a sleeve with a saddle and radial bypasses installed inside the hollow body, a spring-loaded plunger with a central inlet flow channel and an output flow channel with radial channels formed together with the hollow body, ring seals. This valve device is the closest analogue in technical essence and the achieved result of the claimed invention and therefore is taken as a prototype of the claimed invention.
В прототипе частично устранены некоторые недостатки известных клапанных устройств. Существенным недостатком прототипа является то, что гильза с радиальными переточными каналами выполнена подвижной и в связи с этим при работе острые кромки радиальных переточных и проточных каналов перемещаются по резиновым уплотнительным кольцам. Это приводит к местному разрушению (срезанию) уплотняющих кромок уплотнительных колец, нарушению герметизации, к последующему размыву деталей и преждевременному выходу из строя всего известного клапанного устройства забойного двигателя.The prototype partially eliminated some of the disadvantages of known valve devices. A significant disadvantage of the prototype is that the sleeve with radial transfer channels is movable and, therefore, during operation, the sharp edges of the radial transfer and flow channels move along the rubber sealing rings. This leads to local destruction (cutting) of the sealing edges of the sealing rings, violation of the seal, to the subsequent erosion of parts and premature failure of the entire known valve device of the downhole motor.
Недостатком известного клапанного устройства забойного двигателя является и то, что полый корпус не защищен от размыва. Струя промывочной жидкости под избыточным давлением с большой скоростью из проточных каналов, выполненных в виде щелей, бьет в полый корпус. В результате полый корпус подвергается местному интенсивному гидроабразивному износу, ускоренному истиранию и досрочному направлению в ремонт.A disadvantage of the known valve device of the downhole motor is that the hollow body is not protected from erosion. A jet of flushing liquid under excessive pressure at high speed from the flow channels, made in the form of slits, hits the hollow body. As a result, the hollow body undergoes local intensive hydroabrasive wear, accelerated abrasion and early referral for repair.
Эти и другие недостатки известного клапанного устройства забойного двигателя повышают затраты времени, труда и средств на эксплуатацию, снижают его надежность и долговечность, сдерживают возможность широкого использования их в составе винтовых забойных двигателей, уменьшают экономическую эффективность винтовых забойных двигателей.These and other disadvantages of the known valve device of the downhole motor increase the time, labor and funds for operation, reduce its reliability and durability, hinder the possibility of their widespread use in screw bottomhole motors, and reduce the economic efficiency of screw bottomhole motors.
Задачей заявленного изобретения является повышение надежности работы клапанного устройства винтового забойного двигателя за счет обеспечения герметичности и снижения износа деталей и за счет снижения гидравлического сопротивления протеканию промывочной жидкости.The objective of the claimed invention is to increase the reliability of the valve device of a downhole motor by ensuring tightness and reducing wear of parts and by reducing hydraulic resistance to the flow of flushing fluid.
Поставленная задача в заявленном клапанном устройстве винтового забойного двигателя решается за счет известного клапанного устройства забойного двигателя, содержащего полый корпус с боковыми отверстиями, установленную внутри полого корпуса гильзу, выполненную с седлом, радиальными каналами и центральным каналом, выходящим на подпружиненный до упора золотник, установленный с возможностью осевого перемещения и снабженный обтекателем и поршневыми кольцами для перекрытия центрального канала, согласно изобретению клапанное устройство снабжено отбойной втулкой, переводником и резиновой манжетой, имеющей на наружной поверхности кольцевую канавку, в которую установлен отбойник, при этом манжета имеет на одном конце кольцевой выступ, который жестко соединен с гильзой прижатием регулировочного кольца и упорного диска при помощи резьбового соединения переводника с полым корпусом, а другой конец манжеты свободно расположен внутри гильзы с кольцевым зазором в зоне радиальных каналов и седла гильзы, при этом золотник установлен внутри гильзы, на наружной поверхности которой выполнена ступень, причем на ступень установлена отбойная втулка с зазором и с возможностью взаимодействия с радиальными каналами гильзы, при этом в гильзе в местах сопряжения с боковыми отверстиями полого корпуса выполнена наружная кольцевая проточка, а радиальные каналы выполнены в виде местных поперечных щелей, диаметр и площадь проходного сечения которых превышают соответственно величину диаметра и площади проходного сечения боковых отверстий полого корпуса, а площадь проходного сечения в кольцевом зазоре между гильзой и резиновой манжетой выполнена равной или меньше площади проходного сечения боковых отверстий полого корпуса, причем на резиновой манжете в зоне седла выполнен диффузор.The problem in the inventive valve device of a downhole motor is solved by a known valve device of a downhole motor comprising a hollow body with side holes installed inside the hollow body of a sleeve made with a saddle, radial channels and a central channel facing the spring-loaded spool installed with the possibility of axial movement and equipped with a fairing and piston rings to block the Central channel, according to the invention valve devices equipped with a bushing, sub and rubber cuff, having an annular groove on the outer surface into which the bump is installed, the cuff has an annular protrusion at one end that is rigidly connected to the sleeve by pressing the adjusting ring and thrust disc by means of a threaded connection of the sub with a hollow body and the other end of the cuff is freely located inside the sleeve with an annular gap in the area of the radial channels and the seat of the sleeve, while the spool is installed inside the sleeve, on the outer surface of which a step has been made, and a baffle sleeve with a gap and with the possibility of interacting with the radial channels of the sleeve is installed on the step, while an outer annular groove is made in the sleeve at the interface with the side holes of the hollow body, and the radial channels are made in the form of local transverse slots, the diameter and the cross-sectional area of which exceed, respectively, the diameter and the square of the cross-sectional area of the side holes of the hollow body, and the square of the cross-sectional area in the annular gap between the sleeve and the rubber oic cuff made equal to or less than the flow area of the side openings of the hollow body, wherein the rubber cuff in seat area made diffuser.
Для пояснения сущности предлагаемого изобретения представлены чертежи:To clarify the essence of the invention, the drawings are presented:
На фиг.1 изображено клапанное устройство винтового забойного двигателя - общий вид, продольное сечение.Figure 1 shows the valve device of a downhole screw motor - general view, longitudinal section.
На фиг.2 изображено клапанное устройство винтового забойного двигателя - поперечное сечение по радиальным каналам.Figure 2 shows the valve device of a downhole screw motor - a cross section through radial channels.
Клапанное устройство винтового забойного двигателя содержит полый корпус 1 с боковыми отверстиями 2, установленную внутри полого корпуса 1 гильзу 3 с седлом 4, с радиальными переточными каналами 5 и радиальными проточными каналами 6 и проточным седлом 7, установленный в гильзе 3 с возможностью осевого перемещения подпружиненный пружиной 8 до упора 9 золотник 10 с обтекателем 11 в верхней части золотника 10 и с выходящими на проточное седло 7 поршневыми кольцами 12 для перекрытия образованного в гильзе 3 центрального проточного канала 13. Клапанное устройство винтового забойного двигателя снабжено закрепленной одним верхним концом 14 в полом корпусе 1 резиновой манжетой 15 с отбойником 16 посредине, установленной другим, свободным концом 17 в гильзе 3 в зоне "а" радиальных переточных каналов 5 и в зоне "b" седла 4 с кольцевым зазором 18 между гильзой 3 и резиновой манжетой 15 с отбойником 16, причем в гильзе 3 ниже седла 4 выполнена внутренняя ступень 19, при этом в полом корпусе 1 установлена отбойная втулка 20, а ступень 21 выполнена на гильзе 3 с наружной стороны, причем между отбойной втулкой 20 и гильзой 3 выполнен кольцевой зазор 22, а между радиальными переточными каналами 5 и наружной ступенью 21 гильзы 3 выполнено кольцевое уплотнение 23.The downhole screw motor valve device comprises a hollow body 1 with
В предлагаемом клапанном устройстве винтового забойного двигателя в гильзе 3 в местах сопряжения с боковыми отверстиями 2 полого корпуса 1 выполнена наружная кольцевая проточка 24, а радиальные переточные каналы 5 выполнены в виде местных поперечных щелей, диаметр и площади проходного сечения которых превышают соответственно величину диаметра и площадь проходного сечения боковых отверстий 2 полого корпуса 1.In the proposed valve device of the downhole motor in the
В предлагаемом клапанном устройстве винтового забойного двигателя площадь проходного сечения в кольцевом зазоре 18 между гильзой 3 и свободным концом 17 резиновой манжеты 15 с отбойником 16 выполнена равной или меньше площади проходного сечения боковых отверстий 2 полого корпуса 1. В предлагаемом клапанном устройстве винтового забойного двигателя на свободном конце 17 резиновой манжеты 15 в зоне "b" седла 4 гильзы 3 выполнен диффузор 25 (расширение), а на другом, верхнем конце 14 резиновой манжеты 15 выполнен расширяющийся к периферии конусный кольцевой выступ 26, имеющий форму в виде «ласточкиного хвоста» для взаимодействия с полым корпусом 1, отбойником 16 и охваченным резиновой манжетой 15 упорным диском 27.In the proposed valve device of the downhole motor, the cross-sectional area in the
Для закрепления резиновой манжеты 15 и герметизации ее в полом корпусе 1 используется упорный диск 27, верхний переводник 28 и регулировочное кольцо 29, прижимающие конусный кольцевой выступ 26 резиновой манжеты 15 с отбойником 16 к гильзе 3 и к полому корпусу 1. Конусный кольцевой выступ 26 выполнен расширяющимся к периферии в виде "ласточкина хвоста".To fix the
На полом корпусе 1 снизу нарезана наружная замковая резьба 30, а в верхнем переводнике 28 выполнена внутренняя замковая резьба 31. Перемещение золотника 10 в гильзе 3 ограничено гайкой 32 с осевыми отверстиями 33.On the hollow body 1, an external locking thread 30 is cut from below, and an internal locking thread 31 is made in the upper sub 28. The movement of the spool 10 in the
Клапанное устройство винтового забойного двигателя внутренней замковой резьбой 31 верхнего переводника 28 подсоединяется к бурильным трубам, а наружной замковой резьбой 30 полого корпуса 1 оно подсоединяется к винтовому забойному двигателю (на чертеже бурильные трубы и винтовой забойный двигатель не показаны).The valve device of a downhole motor with an internal locking thread 31 of the upper sub 28 is connected to the drill pipes, and the external locking thread 30 of the hollow body 1 is connected to the downhole motor (the drill pipes and the downhole motor are not shown in the drawing).
Работает предлагаемое клапанное устройство винтового забойного двигателя следующим образом.The proposed valve device of a downhole screw motor operates as follows.
При спуске клапанного устройства винтового забойного двигателя в скважину (в составе бурильной колонны) промывочная жидкость, вытесняемая из скважины, под небольшим избыточным давлением поступает в боковые отверстия 2 полого корпуса 1, частично очищается от крупных кусочков шлама, растекается по всему периметру наружной кольцевой проточки 24, омывает радиальные переточные каналы 5 в зоне "а" гильзы 3, проходит через них и ударяется в отбойник 16, которым направляется в кольцевой зазор 18. Омывая с наружной стороны свободный конец 17 в зоне седла 4 резиновую манжету 15, под избыточным (небольшим) давлением, промывочная жидкость частично расширяет кольцевой зазор 18 и тем самым создает условия для снижения гидравлического сопротивления перетоку.When the valve device of the downhole motor is lowered into the well (as part of the drill string), the flushing fluid displaced from the well, under slight excess pressure, enters the
Вытекая из кольцевого зазора 18, промывочная жидкость внутренней ступенью 19 и обтекателем 11 направляется внутрь клапанного устройства и труб бурильной колонны до тех пор, пока действует перепад давления, и заполняет внутреннюю полость клапанного устройства (его верхнюю часть) и бурильные трубы (не показаны). Золотник 10 своей нижней частью перекрывает радиальные проточные каналы 6 в гильзе 3 и удерживается сжатой пружиной 8 в верхнем положении прижатым к упору 9. Поршневые кольца 12, взаимодействуя с проточным седлом 7 гильзы 3 и с золотником 10, предотвращают утечки промывочной жидкости к винтовому забойному двигателю (не показан).Leaving from the
При включении буровых насосов промывочная жидкость под избыточным давлением поступает в верхний переводник 28 клапанного устройства, омывает изнутри регулировочное кольцо 29, упорный диск 27 и резиновую манжету 15. В связи с малым проходным сечением скорость движения промывочной жидкости в кольцевом зазоре 18 резко возрастает, давление падает. Избыточным давлением промывочная жидкость, воздействуя на резиновую манжету 15 изнутри, растягивает ее и приводит к расширению свободного конца 17 в зоне "b" седла 4; сначала у нижнего торца в месте наибольшего расширения диффузора 25, затем всего свободного конца 17 резиновой манжеты 15 в зоне "b". Это приводит к полному перекрытию кольцевого зазора 18. При дальнейшем повышении перепада давления резиновая манжета 15 заклинивается в кольцевом зазоре 18 между гильзой 3 и отбойником 16 и полностью предотвращает возможные утечки промывочной жидкости.When the drilling pumps are turned on, the flushing fluid under excessive pressure enters the upper sub 28 of the valve device, washes the control ring 29, the thrust disc 27 and the
Под избыточным давлением промывочная жидкость поступает в центральный проточный канал 13, воздействует на обтекатель 11 и, сжимая пружину 8, перемещает золотник 10 вниз до упора в гайку 32. Находящаяся под золотником 10 промывочная жидкость через осевые отверстия 33 в гайке 32 вытекает из замкнутого объема.Under overpressure, the flushing fluid enters the central flow channel 13, acts on the
Промывочная жидкость обтекателем 11 направляется с минимальным гидравлическим сопротивлением в радиальные проточные каналы 6 в гильзе 3, в кольцевой зазор 22, образованный отбойной втулкой 20 и нижней частью (ниже наружной ступени 21) гильзы 3, и далее на выход из клапанного устройства к винтовому забойному двигателю.The flushing fluid by the
При работе забойных механизмов в клапанном устройстве винтового забойного двигателя промывочная жидкость, под избыточным давлением протекая с малым гидравлическим сопротивлением через центральную часть в кольцевой зазор 22, одновременно воздействует на свободный конец 17 резиновой манжеты 15 в зоне "b" седла 4 гильзы 3 и, стремясь расширить диффузор 25, прижимает и удерживает свободный конец 17 резиновой манжеты 15 плотно прижатым к седлу 4 гильзы 3, тем самым осуществляя надежную герметизацию клапанного устройства винтового забойного двигателя.When downhole mechanisms are operating in the valve device of a downhole motor, flushing fluid, flowing under excess pressure with low hydraulic resistance through the central part into the annular gap 22, simultaneously acts on the free end 17 of the
Таким образом, в заявленном клапанном устройстве винтового забойного двигателя в зоне "b" седла 4 гильзы 3 поддерживается необходимое и достаточное избыточное давление, и обеспечивается реальная возможность снижения непроизводительного расхода промывочной жидкости и повышения производительности бурового инструмента (винтового забойного двигателя).Thus, in the inventive valve device of the downhole motor in the zone “b” of the seat 4 of the
При прекращении подачи промывочной жидкости в клапанное устройство винтового забойного двигателя (при выключении буровых насосов) золотник 10 под действием пружины 8 поднимается вверх до упора 9, перекрывает центральный проточный канал 13, а поршневые кольца 12 герметизируют проточный канал, взаимодействуя с гильзой 3 по проточному седлу 7. Золотник 10 перекрывает радиальные проточные каналы 6, а промывочная жидкость через осевые отверстия 33 в гайке 32 снизу заполняет закрытую полость под золотником 10. Давление промывочной жидкости внутри клапанного устройства и снаружи его выравнивается (или разница давлений становится незначительной). Под действием сил упругости резиновая манжета 15 сжимается и, возвращаясь в исходное положение, открывает кольцевой зазор 18 для свободного перетока промывочной жидкости в обоих направлениях.When the supply of flushing fluid to the valve device of the downhole motor is stopped (when the mud pumps are turned off), the spool 10, under the action of the spring 8, rises up to the stop 9, closes the central flow channel 13, and the piston rings 12 seal the flow channel, interacting with the
При подъеме клапанного устройства винтового забойного двигателя из скважины промывочная жидкость из бурильной колонны свободно сливается через открывшийся гидравлический канал в затрубное пространство. При подъеме клапанного устройства винтового забойного двигателя из скважины промывочная жидкость под избыточным давлением, связанным с изменением высоты расположения уровня ее внутри бурильной колонны и уровня в скважине, протекает в верхнюю часть клапанного устройства. Обтекателем 11 и внутренней ступенью 19 гильзы 3 она направляется в открытый кольцевой зазор 18. Омывая внутреннюю и внешнюю стороны свободного конца 17 резиновой манжеты 15 с различной скоростью, промывочная жидкость с различной силой воздействует на внутреннюю и внешнюю сторону.When lifting the valve device of the downhole motor from the well, the flushing fluid from the drill string is freely drained through the opened hydraulic channel into the annulus. When lifting the valve device of the downhole motor from the well, flushing fluid under excess pressure associated with a change in the height of its level inside the drill string and the level in the well flows into the upper part of the valve device. The cowling 11 and the inner step 19 of the
При достижении определенного перепада давления и последующего его увеличения на свободном конце 17 резиновой манжеты 15 перепадом давления резиновая манжета 15 может растягиваться, расширяя диффузор 25, и увеличиваться в диаметре, полностью перекрывать кольцевой зазор 18 и плотно прижиматься к гильзе 3 в зоне "b" седла 4. Этот перепад давления создается буровыми насосами при подаче промывочной жидкости под избыточным давлением к забойным механизмам (винтовому забойному двигателю).Upon reaching a certain pressure drop and its subsequent increase at the free end 17 of the
Таким образом, резиновая манжета 15 на своем свободном конце 17 более чутко реагирует на небольшие изменения перепада давления внутри и снаружи клапанного устройства винтового забойного двигателя и после достижения определенного предела перепада давления перекрывает гидравлический переточный канал путем расширения свободного конца 17 резиновой манжеты 15 и прижатия его к седлу 4 гильзы 3 силами увеличивающегося перепада давления.Thus, the
В результате значительного перепада давления свободный конец 17 резиновой манжеты 15 удерживается в расширенном состоянии и плотно прижатым к седлу 4 гильзы 3. Кроме того, частично деформированный свободный конец 17 резиновой манжеты 15 заклинивает кольцевой зазор 18 между гильзой 3 и отбойником 16, повышая герметизацию клапанного устройства винтового забойного двигателя.As a result of a significant pressure drop, the free end 17 of the
В заявленном клапанном устройстве винтового забойного двигателя выходящий поток промывочной жидкости формируется с малым гидравлическим сопротивлением, благодаря чему обеспечивается снижение износа, истирания и предотвращение размыва и досрочного разрушения деталей клапанного устройства.In the inventive valve device of a downhole motor, the outflowing fluid of the washing fluid is formed with a low hydraulic resistance, thereby reducing wear, abrasion and preventing erosion and premature destruction of parts of the valve device.
При значительном обратном перепаде давления, например, при выбросе из продуктивного пласта, промывочная жидкость под избыточным давлением воздействует на наружную ступень 21 гильзы 3, от нее отражается, и движения промывочной жидкости вверх не происходит. Повышенным давлением через осевые отверстия 33 в гайке 32 промывочная жидкость воздействует на золотник 10 и плотнее прижимает его к упору 9. Поршневые кольца 12, взаимодействуя с золотником 10 и проточным седлом 7 гильзы 3, препятствуют просачиванию и протеканию промывочной жидкости в верхнюю часть клапанного устройства винтового забойного двигателя. Центральный проточный канал 13 перекрыт золотником 10 и препятствует движению промывочной жидкости вместе с возможным шламом из скважины вверх.With a significant reverse pressure drop, for example, when ejected from the reservoir, the washing fluid under excessive pressure acts on the outer stage 21 of the
Благодаря конструкции конусного кольцевого выступа 26 при затяжке крепежной резьбы верхнего переводника 28 с регулировочным кольцом 29 достигается возможность надежной герметизации и закрепления деталей в полом корпусе 1, и осуществляется возможность необходимого взаимного расположения резиновой манжеты 15, гильзы 3 и обтекателя 11 в полом корпусе 1. Наружная замковая резьба 30 служит для подсоединения к винтовому забойному двигателю, а внутренняя замковая резьба 31 - к трубам бурильной колонны.Due to the design of the conical annular protrusion 26 when tightening the fastening thread of the upper sub 28 with the adjusting ring 29, the possibility of reliable sealing and fastening of the parts in the hollow body 1 is achieved, and the necessary mutual arrangement of the
В связи с тем, что клапанное устройство снабжено закрепленной одним верхним концом 14 в полом корпусе 1 резиновой манжетой 15 с отбойником 16 посредине, установленной свободным концом 17 в гильзе 3 в зоне "а" радиальных переточных каналов 5 и седла 4 с кольцевым зазором 18, исключается возможность пагубного воздействия острых кромок радиальных переточных каналов 5 гильзы 3 и боковых отверстий 2 полого корпуса 1 на резиновую манжету 15, освобождается центральная часть клапанного устройства для более эффективного ее использования - для протока промывочной жидкости. Это позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление клапанного устройства, повысить надежность и долговечность.Due to the fact that the valve device is equipped with a
В связи с расположением обтекателя 11 золотника 10 в зоне "b" седла 4 гильзы 3 в совокупности с выполненной в гильзе 3 ниже седла 4 внутренней ступенью 19 уменьшается гидравлическое сопротивление и снижаются потери промывочной жидкости при перетоке ее из внутренней полости клапанного устройства в затрубное пространство и обратно. Это повышает КПД клапанного устройства, сохраняет его в работоспособном состоянии на более длительный период.In connection with the location of the fairing 11 of the spool 10 in the zone “b” of the seat 4 of the
Отбойная втулка 20, установленная в полом корпусе 1, предохраняет полый корпус 1 от пагубного воздействия движущейся с высокой скоростью струи промывочной жидкости. Это сохраняет корпус на более длительный период в работоспособном состоянии. А во взаимодействии с обтекателем 11, с радиальными проточными каналами 6, гильзой 3 и выполненной на гильзе 3 наружной ступенью 21 и, в совокупности с выполненным кольцевым уплотнением 23, отбойная втулка 20 отражает, формирует и направляет выходящий поток промывочной жидкости с наименьшими гидравлическими потерями в винтовой забойный двигатель. При этом повышается КПД клапанного устройства и винтового забойного двигателя, повышается надежность и долговечность клапанного устройства, снижаются производственные затраты на бурение нефтяных и газовых скважин.The fender sleeve 20, mounted in the hollow body 1, protects the hollow body 1 from the harmful effects of a jet of flushing fluid moving at a high speed. This keeps the case for a longer period in working condition. And in cooperation with the fairing 11, with the radial flow channels 6, the
Наружная кольцевая проточка 24, выполненная на гильзе 3, и радиальные переточные каналы 5, выполненные в виде местных поперечных щелей в сочетании с боковыми отверстиями 2 полого корпуса 1, препятствуют прохождению крупных кусков выбуренной породы из затрубного пространства в кольцевой зазор 18. Это предотвращает шламование и снижает износ деталей.The outer
В связи с тем, что диаметр и площадь проходного сечения радиальных переточных каналов в виде местных поперечных щелей превышает соответственно величину диаметра и площадь проходного сечения боковых отверстий 2 полого корпуса, увеличивается проходное сечение, уменьшается гидравлическое сопротивление перетоку жидкости, и не допускается попадания крупных кусков выбуренной породы в кольцевой зазор 18.Due to the fact that the diameter and the area of the passage section of the radial transfer channels in the form of local transverse slots respectively exceed the diameter and the area of the passage section of the side holes 2 of the hollow body, the passage section increases, the hydraulic resistance to the fluid flow decreases, and large pieces of drilled holes are not allowed rocks in the
В связи с тем, что площадь проходного сечения в кольцевом зазоре 18 выполнена равной или меньше площади проходного сечения боковых отверстий 2 полого корпуса 1, повышается чувствительность клапанного устройства к изменениям перепада давления, достигается более четкое и быстрое срабатывание, снижаются непроизводительный расход и потери промывочной жидкости.Due to the fact that the passage area in the
Диффузор 25 повышает чувствительность резиновой манжеты 15 и обеспечивает перекрытие кольцевого зазора 18, начиная у нижнего торца резиновой манжеты 15, в месте наибольшего расширения.The diffuser 25 increases the sensitivity of the
Таким образом, реализация отличительных признаков предлагаемого клапанного устройства винтового забойного двигателя в сочетании и в совокупности с известными создает возможность ликвидировать недостатки, присущие известному клапанному устройству забойного двигателя, и обеспечить достижение положительного технического результата:Thus, the implementation of the distinguishing features of the proposed valve device of the downhole motor in combination with the known ones creates the opportunity to eliminate the disadvantages inherent in the known valve device of the downhole motor and to achieve a positive technical result:
- снижение гидравлического сопротивления протоку промывочной жидкости за счет более рационального и эффективного использования площади поперечного сечения;- reduction of hydraulic resistance to the flow of washing fluid due to a more rational and efficient use of the cross-sectional area;
- исключение возможности интенсивного истирания и ускоренного износа деталей за счет исключения скольжения деталей с острыми кромками по резиновым уплотнениям и предотвращения возможности просачивания и последующего размыва деталей;- eliminating the possibility of intensive abrasion and accelerated wear of parts by eliminating the sliding of parts with sharp edges along the rubber seals and preventing the possibility of leakage and subsequent erosion of parts;
- повышение герметизации клапанного устройства за счет плотного прижатия свободного конца резиновой манжеты к седлу гильзы;- increase the sealing of the valve device due to the tight pressing of the free end of the rubber cuff to the seat of the sleeve;
- сохранение на более длительный период в работоспособном состоянии и в конечном счете повышение надежности, долговечности и экономической эффективности предлагаемого клапанного устройства винтового забойного двигателя.- maintaining for a longer period in working condition and ultimately increasing the reliability, durability and economic efficiency of the proposed valve device of a downhole screw motor.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007101777/03A RU2348784C2 (en) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | Valve device of downhole drilling motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007101777/03A RU2348784C2 (en) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | Valve device of downhole drilling motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007101777A RU2007101777A (en) | 2008-08-10 |
RU2348784C2 true RU2348784C2 (en) | 2009-03-10 |
Family
ID=39745720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007101777/03A RU2348784C2 (en) | 2007-01-17 | 2007-01-17 | Valve device of downhole drilling motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2348784C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103883247B (en) * | 2014-05-06 | 2016-01-06 | 西南石油大学 | A kind of high-frequency reciprocating torsion generator |
-
2007
- 2007-01-17 RU RU2007101777/03A patent/RU2348784C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007101777A (en) | 2008-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2682271C1 (en) | Circulation valve of drill column | |
EA016930B1 (en) | Valve seat assembly, downhole tool and methods of controlling fluid flow and fluid circulation | |
RU2599119C1 (en) | Circulation valve of drill column | |
RU166931U1 (en) | REUSABLE CIRCULATION VALVE | |
RU2658851C1 (en) | Circulation adapter | |
RU181350U1 (en) | Drill string circulation valve | |
RU2651860C1 (en) | Subsurface safety valve | |
RU2348784C2 (en) | Valve device of downhole drilling motor | |
RU2303116C1 (en) | All-purpose valve for downhole motor | |
RU194815U1 (en) | DRILL CIRCULATION VALVE | |
CN109798085B (en) | Normally closed type one-way injection downhole blowout preventer | |
US20170082214A1 (en) | Flow valve apparatus | |
RU2560035C1 (en) | Bypass valve | |
WO2016182451A1 (en) | Back pressure valve for a completion string comprising sand screens, completion string comprising said back pressure valve, and method for lowering said completion string | |
RU2668100C1 (en) | Device for well bottom flushing | |
RU2330151C1 (en) | Valve unit of screw-type well engine | |
RU2224866C1 (en) | Valve device for bore engine | |
RU2631123C1 (en) | Valve unit of drilling column | |
US5893415A (en) | Gas diversion tool | |
RU90481U1 (en) | SCREW VALVE DEVICE | |
SU1155727A1 (en) | Circulation valve | |
RU2805679C1 (en) | Wellhead flow divider | |
SU933955A2 (en) | Device for stopping-off a well | |
RU160015U1 (en) | MOTOR OUTBOARD TRANSFER ADAPTER | |
RU2399821C1 (en) | Cutout valve for gas well |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110118 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130927 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: PLEDGE Effective date: 20131014 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20131014 Effective date: 20161228 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170118 |