RU2478771C1 - Check valve for casing string - Google Patents

Check valve for casing string Download PDF

Info

Publication number
RU2478771C1
RU2478771C1 RU2011143947/03A RU2011143947A RU2478771C1 RU 2478771 C1 RU2478771 C1 RU 2478771C1 RU 2011143947/03 A RU2011143947/03 A RU 2011143947/03A RU 2011143947 A RU2011143947 A RU 2011143947A RU 2478771 C1 RU2478771 C1 RU 2478771C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seat
cylindrical container
ball
housing
well
Prior art date
Application number
RU2011143947/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Ванифатьев
Анатолий Константинович Дудаладов
Юрий Михайлович Елуферьев
Original Assignee
Владимир Иванович Ванифатьев
Анатолий Константинович Дудаладов
Юрий Михайлович Елуферьев
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 Владимир Иванович Ванифатьев, Анатолий Константинович Дудаладов, Юрий Михайлович Елуферьев filed Critical Владимир Иванович Ванифатьев
Priority to RU2011143947/03A priority Critical patent/RU2478771C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478771C1 publication Critical patent/RU2478771C1/en

Links

Landscapes

  • Check Valves (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: device includes a housing, a mounting seat for interaction with a shutoff element in the form of a ball that is arranged in a cylindrical container, one end face of which is rigidly attached to the mounting seat, the other end face is provided with an axial channel and a mounting ball movement restrictor, and its side surface has holes and is closed with an elastic bushing on external surface. Length of cylindrical container is 1.5-3 of the ball diameter. A gap between outer diameter of cylindrical container and inner diameter of the housing in the arrangement place of the mounting seat, as well as elastic bushing, are chosen so that interaction of the latter with internal wall of the housing is provided during the process of well washing, pumping and cementing slurry squeezing to the space after the housing and casing string of the well at deformation of elastic bushing, which does not exceed maximum allowable value.
EFFECT: improving operating reliability of the valve; improving mounting reliability of a shutoff element on a mounting seat in working position of the device.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтяных и газовых скважин и, конкретно к обустройству нижней части обсадной колонны.The invention relates to the field of oil and gas wells and, specifically, to the arrangement of the lower part of the casing string.

Известен обратный клапан для обсадной колонны, включающий корпус, набор стальных разрезных шайб, резиновую диафрагму, ограничительные кольца и запорный элемент в виде шара (см. Булатов А.И. и др. Справочник инженера по бурению, Москва, Недра, 1995, т.3, с.130-132).A non-return valve for a casing string is known, including a housing, a set of steel split washers, a rubber diaphragm, restrictive rings and a locking element in the form of a ball (see Bulatov A.I. et al. Handbook of a Drilling Engineer, Moscow, Nedra, 1995, vol. 3, p. 130-132).

Недостатком известного устройства является трудоемкость разбуривания стальных разрезных шайб, вероятность попадания в клапан посторонних предметов, а также ненадежная работа клапана при горизонтальном положении колонны (в горизонтальной скважине).A disadvantage of the known device is the complexity of drilling steel split washers, the likelihood of foreign objects getting into the valve, as well as the unreliable operation of the valve when the column is in a horizontal position (in a horizontal well).

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы клапана в различных условиях и разных скважинах, в том числе горизонтальных, за счет повышения надежности посадки запорного элемента на посадочное седло в рабочем положении устройства.The technical result of the invention is to increase the reliability of the valve in various conditions and different wells, including horizontal, by increasing the reliability of landing of the locking element on the seat seat in the working position of the device.

Необходимый технический результат достигается тем, что обратный клапан для обсадной колонны скважины включает корпус, посадочное седло для взаимодействия с запорным элементом в виде шара, который размещен в цилиндрическом контейнере, один торец которого жестко связан с посадочным седлом, другой торец выполнен с осевым каналом и посадочным ограничителем перемещения шара, а его боковая поверхность имеет отверстия и по наружной поверхности перекрыта эластичной втулкой, при этом длина цилиндрического контейнера составляет 1,5-3 диаметра шара, а зазор между наружным диаметром цилиндрического контейнера и внутренним диаметром корпуса в месте размещения посадочного седла, а также эластичная втулка выбраны таковыми, что обеспечивают взаимодействие последней с внутренней стенкой корпуса в процессе промывки скважины, закачки и продавки тампонажного раствора в пространство за корпусом и обсадной колонной скважины при деформации эластичной втулки, не превышающей предельно допустимой величины.The required technical result is achieved by the fact that the check valve for the casing string of the well includes a housing, a seating seat for interacting with a locking element in the form of a ball, which is placed in a cylindrical container, one end of which is rigidly connected to the landing seat, the other end is made with an axial channel and a landing a ball limiter, and its lateral surface has openings and is blocked by an elastic sleeve on the outer surface, while the length of the cylindrical container is 1.5-3 diameters w RA, and the gap between the outer diameter of the cylindrical container and the inner diameter of the body at the location of the seat, and the elastic sleeve are selected so that they interact with the inner wall of the body during the flushing of the well, pumping and forcing the grout into the space behind the body and the casing the casing hole during deformation of the elastic sleeve, not exceeding the maximum permissible value.

Кроме того:Besides:

посадочное седло для взаимодействия с запорным элементом снабжено уплотнительным эластичным элементом, который зафиксирован на посадочном седле цилиндрическим контейнером;the landing seat for interacting with the locking element is provided with a sealing elastic element, which is fixed on the landing seat with a cylindrical container;

запорный элемент выполнен из материала с плотностью, близкой или равной плотности тампонажного материала.the locking element is made of a material with a density close to or equal to the density of the grouting material.

Сущность изобретения заключается в повышении надежности работы обратного клапана за счет того, что он предусматривает возможность создания лучших условий посадки запорного элемента-шара на посадочное седло. Это обеспечено выполнением цилиндрического контейнера определенной длины - 1,5-3 диаметра шара. При продавке последних порций тампонажного раствора предусмотрены периодические остановки в расчете на многократные срабатывания обратного клапана. При выбранной длине цилиндрического контейнера обеспечена возможность достаточного разгона шара перед его посадкой на посадочное седло. С минискоростными множественными посадками шара на посадочное седло создаются множественные микроудары, которые обеспечивают механическое разрушение осадков, корки на стенках от растворов и гидродинамическую очистку как самого посадочного седла, так и сопредельной зоны от разрушенных осадков. Эластичная втулка на наружной поверхности цилиндрического контейнера, как узел с другой инерцией срабатывания, обеспечивает гидроудары менее жесткими - сглаженными и менее опасными по разрушению посадочного седла. Для этой сдвоенной системы при длине цилиндрического контейнера, меньшей чем 1,5 диаметра шара, величина гидроудара не достаточна для разрушения осадков на посадочном седле. При длине цилиндрического контейнера, большей 3 диаметров шара, величина гидроудара опасна по разрушению посадочного седла. Для непредвиденных случаев, когда шар в любом случае остается на посадочном ограничителе (в крайнем нижнем положении, поскольку, например, он может быть заперт осадками) эластичная втулка выполняет также функцию дублера запорного элемента. В процессе многократных воздействий эластичная втулка испытывает знакопеременные нагрузки. Для снижения их разрушительного действия эластичная втулка в процессе работы должна все время иметь опору либо на наружную поверхность цилиндрического контейнера, либо на внутреннюю поверхность корпуса. Опытным путем подбирают материал эластичной втулки, ее толщину и зазор между наружной поверхностью цилиндрического контейнера и внутренней поверхностью корпуса из условия деформации (усталостной) эластичной манжеты, не превышающей предельно допустимой величины. В случае использования резины подбирают ее твердость по Шору.The essence of the invention is to increase the reliability of the check valve due to the fact that it provides for the possibility of creating better conditions for landing the locking element-ball on the seat. This is ensured by the implementation of a cylindrical container of a certain length - 1.5-3 ball diameter. When selling the last portions of cement slurry, periodic stops are foreseen for multiple actuation of the check valve. With the selected length of the cylindrical container, it is possible to sufficiently disperse the ball before landing on the landing seat. With mini-high-speed, multiple ball landings on the seat saddle, multiple microshocks are created that provide mechanical destruction of the sediments, crusts on the walls of solutions and hydrodynamic cleaning of both the landing seat itself and the adjacent zone from the destroyed sediments. The elastic sleeve on the outer surface of the cylindrical container, as a unit with a different inertia of operation, provides water hammer less rigid - smoothed and less dangerous for the destruction of the landing seat. For this twin system, with a cylindrical container less than 1.5 times the diameter of the ball, the magnitude of the impact is not sufficient to destroy the sediment on the landing saddle. When the length of the cylindrical container is more than 3 ball diameters, the magnitude of the water hammer is dangerous for the destruction of the landing seat. For unforeseen cases, when the ball in any case remains on the landing stop (in the lowest position, since, for example, it can be locked by precipitation), the elastic sleeve also acts as an understudy for the locking element. During repeated exposure, the elastic sleeve experiences alternating loads. To reduce their destructive effect, the elastic sleeve during operation should always have support either on the outer surface of the cylindrical container, or on the inner surface of the housing. Empirically select the material of the elastic sleeve, its thickness and the gap between the outer surface of the cylindrical container and the inner surface of the body from the condition of deformation (fatigue) of the elastic cuff, not exceeding the maximum permissible value. In the case of using rubber, its Shore hardness is selected.

На фигуре 1 изображен общий вид обратного клапана.The figure 1 shows a General view of the check valve.

Обратный клапан для обсадной колонны скважины включает корпус 1, посадочное седло 2 для взаимодействия с запорным элементом в виде шара 3, который размещен в цилиндрическом контейнере 4, один торец которого жестко связан с посадочным седлом 2, другой торец выполнен с осевым каналом 5 и посадочным ограничителем перемещения 6 для шара 3. Боковая поверхность цилиндрического контейнера 4 имеет отверстия 7 и перекрыта снаружи эластичной втулкой 8. Длина цилиндрического контейнера 4 составляет 1,5-3 диаметра шара 3. Зазор между наружным диаметром цилиндрического контейнера 4 и внутренним диаметром корпуса 1 в месте размещения посадочного седла 2, а также эластичная втулка 8 выбраны таковыми, что обеспечивают взаимодействие последней с внутренней стенкой корпуса в процессе промывки скважины, закачки и продавки тампонажного раствора в пространство за обсадной колонной скважины при деформации эластичной манжеты 8, не превышающей ее предельно допустимой величины.The check valve for the casing string of the well includes a housing 1, a landing seat 2 for interacting with a locking element in the form of a ball 3, which is placed in a cylindrical container 4, one end of which is rigidly connected to the landing seat 2, the other end is made with an axial channel 5 and a landing limiter movement 6 for the ball 3. The lateral surface of the cylindrical container 4 has openings 7 and is blocked externally by an elastic sleeve 8. The length of the cylindrical container 4 is 1.5-3 times the diameter of the ball 3. The gap between the outer diameter of the cylinder dricheskogo container 4 and the inner diameter of the housing 1 at the location of the landing seat 2, as well as the elastic sleeve 8 are selected such that they interact with the inner wall of the housing during the washing of the well, injection and selling cement slurry into the space behind the casing string during elastic deformation cuff 8, not exceeding its maximum permissible value.

Посадочное седло 2 для взаимодействия с запорным элементом-шаром 3 снабжено уплотнительным эластичным элементом 9, который зафиксирован (поджат) на посадочном седле цилиндрическим контейнером 4. Этот контейнер закреплен на посадочном седле при помощи резьбы 10 и зафиксирован от отворота стопорными винтами 11. Эластичная втулка 8 выполнена с внутренним кольцевым буртом 12, который размещен в кольцевой канавке 13, выполненной по наружной поверхности цилиндрического контейнера 4. Герметичность устройства обеспечена уплотнительными кольцами 14. Для исключения засорения устройства над посадочным седлом 2 в корпусе 1 может быть установлен фильтрующий узел 15.The landing seat 2 for interacting with the locking element-ball 3 is equipped with a sealing elastic element 9, which is fixed (preloaded) on the landing seat with a cylindrical container 4. This container is mounted on the landing seat with a thread 10 and secured from the lap by the locking screws 11. Elastic sleeve 8 made with an inner annular collar 12, which is placed in the annular groove 13, made on the outer surface of the cylindrical container 4. The tightness of the device is provided by the sealing rings 14. To prevent clogging of the device above the landing seat 2 in the housing 1 can be installed a filter unit 15.

Обратный клапан для обсадной колонны работает следующим образом.The check valve for the casing operates as follows.

При закачке бурового или тампонажного растворов шар 3 перекрывает осевой канал 5 цилиндрического контейнера 4. В результате раствор через отверстия 7 цилиндрического контейнера 4, раздувая эластичную втулку 8, через башмак обсадной колонны (на фигуре башмак и обсадная колонна, связанная с корпусом, не показаны), поступает в пространство за обсадной колонной и корпусом 1.When injecting drilling or grouting fluids, the ball 3 overlaps the axial channel 5 of the cylindrical container 4. As a result, the solution through the holes 7 of the cylindrical container 4, inflating the elastic sleeve 8, through the shoe of the casing string (in the figure, the shoe and casing string associated with the housing are not shown) enters the space behind the casing and the housing 1.

На конечной стадии тампонирования скважины осуществляют периодические остановки в процессе продавки тампонажного раствора в пространство за обсадной колонной. Это заставляет срабатывать обратный клапан несколько раз с осуществлением микроударов и работы по очистке посадочного седла от осадков и созданию условий надежного окончательного срабатывания. После окончания процесса тампонирования скважины и снятия давления в обсадной колонне и корпусе 1, эластичная втулка 8 возвращается в свое первоначальное положение, перекрывая отверстия 7 цилиндрического контейнера 4. При этом шар 3 потоком тампонажного раствора, поступающего из пространства за обсадной колонной и корпусом 1 через осевой канал 5 цилиндрического контейнера 4, прижимается к посадочному седлу 2.At the final stage of well plugging, periodic shutdowns are carried out during the course of grouting grouting into the space behind the casing string. This forces the non-return valve to operate several times with the implementation of micro-impacts and work on cleaning the landing seat from precipitation and creating conditions for reliable final operation. After completion of the plugging process and relieving pressure in the casing string and casing 1, the elastic sleeve 8 returns to its original position, blocking the openings 7 of the cylindrical container 4. In this case, the ball 3 flows with the cement slurry coming from the space behind the casing and casing 1 through the axial channel 5 of the cylindrical container 4, is pressed against the landing seat 2.

В целях повышения надежности срабатывания обратного клапана в определенных условиях его запорный элемент-шар может быть выполнен с удельным весом, близким к удельному весу закачиваемого тампонажного раствора, например, из капролона или на основе бакелита.In order to increase the reliability of operation of the check valve under certain conditions, its shut-off element-ball can be made with a specific gravity close to the specific gravity of the injected grout, for example, from caprolon or based on bakelite.

Заявленное устройство (как показали испытания) надежно в работе, просто в изготовлении, и является, по существу, сдвоенным при малой его длине.The claimed device (as shown by tests) is reliable in operation, easy to manufacture, and is essentially doubled with a small length.

Claims (3)

1. Обратный клапан для обсадной колонны, скважины, включающий корпус, посадочное седло для взаимодействия с запорным элементом в виде шара, который размещен в цилиндрическом контейнере, один торец которого жестко связан с посадочным седлом, другой горец выполнен с осевым каналом и посадочным ограничителем перемещения шара, а его боковая поверхность имеет отверстия и перекрыта по наружной поверхности эластичной втулкой, при этом длина цилиндрического контейнера составляет 1,5-3 диаметра шара, а зазор между наружным диаметром цилиндрического контейнера и внутренним диаметром корпуса в месте размещения посадочного седла, а также эластичная манжета выбраны таковыми, что обеспечивают взаимодействие последней с внутренней стенкой корпуса в процессе промывки скважины, закачки и продавки тампонажного раствора в пространство за корпусом и обсадной колонной скважины при деформации эластичной манжеты, не превышающей предельно допустимой величины.1. The check valve for the casing string, borehole, comprising a housing, a seat seat for interacting with a locking element in the form of a ball, which is placed in a cylindrical container, one end of which is rigidly connected to the seat seat, the other highlander is made with an axial channel and a seat limiter to move the ball and its lateral surface has holes and is overlapped on the outer surface by an elastic sleeve, while the length of the cylindrical container is 1.5-3 the diameter of the ball, and the gap between the outer diameter is cylindrical of the container and the inner diameter of the body at the location of the landing seat, as well as the elastic cuff, are selected so that they interact with the inner wall of the body during washing the well, injecting and selling grouting mortar into the space behind the body and the casing of the well when the elastic cuff is deformed, not exceeding the maximum permissible value. 2. Обратный клапан по п.1, характеризующийся тем, что посадочное седло для взаимодействия с запорным элементом снабжено уплотнительным эластичным элементом, который зафиксирован на посадочном седле цилиндрическим контейнером.2. The non-return valve according to claim 1, characterized in that the seat seat for interacting with the locking element is provided with a sealing elastic element, which is fixed on the seat seat with a cylindrical container. 3. Обратный клапан по п.1, характеризующийся тем, что запорный элемент выполнен из материала с плотностью, близкой или равной плотности тампонажного раствора. 3. The check valve according to claim 1, characterized in that the shut-off element is made of material with a density close to or equal to the density of the cement slurry.
RU2011143947/03A 2011-10-31 2011-10-31 Check valve for casing string RU2478771C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011143947/03A RU2478771C1 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Check valve for casing string

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011143947/03A RU2478771C1 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Check valve for casing string

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2478771C1 true RU2478771C1 (en) 2013-04-10

Family

ID=49152336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011143947/03A RU2478771C1 (en) 2011-10-31 2011-10-31 Check valve for casing string

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478771C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171799U1 (en) * 2017-03-28 2017-06-16 Общество с ограниченной ответственностью "Русская электротехническая компания" ("РУСЭЛКОМ") CHECK VALVE MODULE
RU2632079C1 (en) * 2016-05-04 2017-10-02 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Return valve for drilling string
RU211857U1 (en) * 2022-04-07 2022-06-24 Общество с ограниченной ответственностью "Комплекс" Check valve for low reservoir pressure conditions

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735498A (en) * 1956-02-21 Apparatus for automatically
RU2188931C1 (en) * 2002-01-22 2002-09-10 Айгунян Валерий Вагинакович Device for plugging the casting string
RU36430U1 (en) * 2003-11-04 2004-03-10 ЗАО "РИТЭК-Внедрение" Casing valve
RU2418154C1 (en) * 2009-12-28 2011-05-10 Владимир Иванович Ванифатьев Check valve for well

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735498A (en) * 1956-02-21 Apparatus for automatically
RU2188931C1 (en) * 2002-01-22 2002-09-10 Айгунян Валерий Вагинакович Device for plugging the casting string
RU36430U1 (en) * 2003-11-04 2004-03-10 ЗАО "РИТЭК-Внедрение" Casing valve
RU2418154C1 (en) * 2009-12-28 2011-05-10 Владимир Иванович Ванифатьев Check valve for well

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУЛАТОВ А.И. и др. Справочник инженера по бурению, т.1. - М.: Недра, 1985, с.324-326, рис.2.62. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2632079C1 (en) * 2016-05-04 2017-10-02 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Return valve for drilling string
RU171799U1 (en) * 2017-03-28 2017-06-16 Общество с ограниченной ответственностью "Русская электротехническая компания" ("РУСЭЛКОМ") CHECK VALVE MODULE
RU211857U1 (en) * 2022-04-07 2022-06-24 Общество с ограниченной ответственностью "Комплекс" Check valve for low reservoir pressure conditions
RU214251U1 (en) * 2022-10-03 2022-10-18 Общество С Ограниченной Ответственностью "Оклэс Технолоджиз" BALL CHECK VALVE DYNAMIC SEALING SYSTEM SHELL WITH V11-250 VALVE PAIR
RU215159U1 (en) * 2022-10-03 2022-12-01 Общество С Ограниченной Ответственностью "Оклэс Технолоджиз" BALL CHECK VALVE WITH V11-150 VALVE PAIR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2535473C (en) Hollow ball valve assembly
US10060213B2 (en) Residual pressure differential removal mechanism for a setting device for a subterranean tool
WO2021071703A1 (en) Check valve
RU2478771C1 (en) Check valve for casing string
US7699111B2 (en) Float collar and method
RU2467158C1 (en) Check valve for casing string
RU2539504C1 (en) Device for injection of fluid into bed
RU2612167C1 (en) Valve for casing strings
US10753175B2 (en) Valve and method
RU2449192C1 (en) Reversible check valve
US20230058581A1 (en) Anti-rotation fluid injection dart
RU2668100C1 (en) Device for well bottom flushing
RU2529067C1 (en) Device for well bottom flushing
RU2608108C1 (en) Downhole valve unit
RU201336U1 (en) CHECK VALVE FOR WELL OIL PRODUCTION
RU2418154C1 (en) Check valve for well
RU2810782C1 (en) Check valve
RU70297U1 (en) SECURITY VALVE FOR SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION
RU161651U1 (en) RETURN BALL VALVE
RU178337U1 (en) CHECK VALVE FOR PREVENTING SLUDGE SLAMMING
RU2326231C1 (en) Flap for casing string
CN103216224B (en) Annular pressure monitoring sealing device for geological drilling
RU2612771C1 (en) Return valve for casing strings
RU2546204C1 (en) Starter clutch with valve
RU2600471C1 (en) Drilling overflow valve shut-off device

Legal Events

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

Effective date: 20141101