RU2614342C1 - Return valve for drilling strings - Google Patents

Return valve for drilling strings Download PDF

Info

Publication number
RU2614342C1
RU2614342C1 RU2016106895A RU2016106895A RU2614342C1 RU 2614342 C1 RU2614342 C1 RU 2614342C1 RU 2016106895 A RU2016106895 A RU 2016106895A RU 2016106895 A RU2016106895 A RU 2016106895A RU 2614342 C1 RU2614342 C1 RU 2614342C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
locking
valve
rod
saddle
locking unit
Prior art date
Application number
RU2016106895A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Тютюкин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Самарский завод Нефтемаш" (ЗАО "СЗ Нефтемаш")
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 Закрытое акционерное общество "Самарский завод Нефтемаш" (ЗАО "СЗ Нефтемаш") filed Critical Закрытое акционерное общество "Самарский завод Нефтемаш" (ЗАО "СЗ Нефтемаш")
Priority to RU2016106895A priority Critical patent/RU2614342C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614342C1 publication Critical patent/RU2614342C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00—Check valves
    • F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/06—Check valves with guided rigid valve members with guided stems
    • F16K15/063—Check valves with guided rigid valve members with guided stems the valve being loaded by a spring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: return valve contains a hollow cylindrical body and disposed and located there the following components: the fixed saddle, forming by its inner surface with the inner surface of the valve body the flow path channel for fluid from the drilling string; as well as contacting with the saddle movable locking unit with disc-shaped head, providing that contact, with rigidly connected with it and tightening the locking unit to the saddle by spring-loaded rod in the form of the central rod with shank, with locking unit clamp relatively to the saddle and covering the rod shank by the locking plug with the slot for the locking unit clamp. At that the valve is additionally equipped with a hollow conical plug, covering the locking plug and supporting by its large base the disc-shaped head of the locking device, and its body is made as one piece and locking unit clamp is made as the press-fitted pin into the rod relatively to the saddle. At that the locking plug slot for the locking unit clamp is made as profiled-blind, providing due to its form the opportunity not only of free axial movement of the pin rod in it at vertical movement of the locking unit, but also the possibility of its locking in this groove at the forced rotation of the locking unit around the axis, and also the subsequent exit from it under the action of the fluid flow from the drilling string, falling to the head of the locking unit. The rod spring is installed on its shank in the locking plug, and the locking unit itself, generally, with its disc-shaped head, its spring-loaded rod with a pin, the conical and the locking plugs formed in the stable relatively to the axis of the one-piece unit valve, installed in the valve channel separately from the body under its saddle, and the fixed valve saddle is designed as a single metal sleeve fixed in the housing.
EFFECT: increase of valve reliability and manufacturability.
2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для перекрытия бурильных труб, и может быть использовано при бурении, смене инструмента и ремонте скважин без их глушения, для предотвращения фонтанирования скважин, зашламления турбобура и перелива жидкости через бурильную колонну при наращивании бурильных труб в процессе бурения.The invention relates to the oil and gas industry, and in particular to devices for shutting off drill pipes, and can be used for drilling, tool change and well repair without killing them, to prevent well spouting, sludge turbodrill and overflow of fluid through the drill string when building drill pipes in the process drilling.

Известен обратный клапан для бурильной колонны, включающий сборный полый цилиндрический корпус и расположенные в нем узлы: составное седло из закрепленных в корпусе втулок, одна из которых упругая, формирующих своей внутренней поверхностью вместе с внутренней поверхностью корпуса клапана канал для перетока жидкости из бурильной колонны; а также подвижный в осевом направлении запорный узел, открывающий и закрывающий канал клапана для перетока жидкости, с тарельчатой головкой, обеспечивающей контакт с упругой втулкой седла; с жестко связанным с ней и поджимающим запорный узел к седлу подпружиненным штоком в виде центрального стержня с хвостовиком; и с охватывающей хвостовик штока замковой втулкой (Патент на изобретение №1652515, опубл. 30.05.1991 г.).A non-return valve for a drill string is known, including a prefabricated hollow cylindrical body and the assemblies located therein: a composite seat from bushings fixed in the body, one of which is elastic, forming a channel for fluid flow from the drill string with its inner surface together with the inner surface of the valve body; as well as an axially movable locking assembly that opens and closes the valve channel for fluid flow, with a disk head providing contact with the elastic sleeve of the saddle; with a spring-loaded rod rigidly connected to it and pressing the locking assembly to the saddle in the form of a central rod with a shank; and with a locking sleeve covering the stem shaft (Patent for the invention No. 1652515, publ. 05/30/1991).

Этот известный обратный клапан обеспечивает надежное перекрытие канала для перетока промывной жидкости из бурильной колонны за счет формирования надежного контакта тарельчатой головки запорного узла с седлом клапана.This known non-return valve provides reliable closure of the channel for the overflow of flushing fluid from the drill string due to the formation of reliable contact of the poppet head of the shut-off assembly with the valve seat.

Недостатками этого известного обратного клапана являются:The disadvantages of this known check valve are:

- невозможность фиксирования запорного узла относительно седла при открытом канале, что вызывает неустойчивость работы бурового насоса в связи с тем, что при спуске в скважину колонны с закрытым каналом клапана, внутренняя полость колонны не заполняется буровым раствором из-за наличия в ней воздушной полости, которая при работе насоса является источником создания двухфазных потоков и неустойчивых режимов течения жидкости, и, кроме того, при спуске колонны в скважину с закрытым обратным клапаном она своим объемом вытесняет жидкость из скважины на поверхность, что приводит к загрязнению окружающей среды;- the impossibility of fixing the locking assembly relative to the saddle with the channel open, which causes instability in the operation of the mud pump due to the fact that when lowering the well with the closed valve channel into the well, the internal cavity of the column is not filled with drilling fluid due to the presence of an air cavity in it when the pump is operating, it is a source of creating two-phase flows and unstable modes of fluid flow, and, in addition, when the column is lowered into the well with the check valve closed, it displaces the fluid from important to the surface, which leads to environmental pollution;

- сложность его конструкции, обусловленная сложностью конструкции его корпуса, изготовленного двух сборных частей, требующих при сборке затяжки с фиксированным моментом, а также сложностью и металлоемкостью конструкции штока запорного узла, из-за наличия на нем ребер;- the complexity of its design, due to the complexity of the design of its body, made of two prefabricated parts that require tightening a fixed moment when assembling, as well as the complexity and metal consumption of the rod design of the locking unit, due to the presence of ribs on it;

- загроможденность канала клапана ребрами штока, создающими сопротивление потоку перемещаемой по нему жидкости;- clutter of the valve channel by the ribs of the rod, creating resistance to the flow of fluid moved through it;

- расположение пружины запорного узла непосредственно в гидравлическом тракте не только затеняет проходной канал клапана и создает дополнительное гидравлическое сопротивление потоку жидкости, но и сама пружина подвергается скоростному воздействию жидкости, приводящему к ее абразивному и эрозионному износу и, следовательно, к ее быстрому разрушению при эксплуатации;- the location of the spring of the locking unit directly in the hydraulic path not only obscures the valve passage channel and creates additional hydraulic resistance to the fluid flow, but the spring itself is also subjected to high-speed action of the fluid, leading to its abrasive and erosive wear and, therefore, to its rapid destruction during operation;

- необходимость подбора пружины под определенное усилие, обеспечивающее упругое поджатие запорного органа к седлу;- the need to select a spring for a certain force, providing elastic compression of the locking body to the saddle;

- необходимость усложнения техпроцесса изготовления клапана, требующего использования специальной пресс-формы для изготовления упругой втулки седла 2, а также частой замены этой упругой втулки, обусловленной ее абразивным износом буровым раствором, поступающим их бурильной колонны.- the need to complicate the manufacturing process of the valve, requiring the use of a special mold for the manufacture of the elastic sleeve of the saddle 2, as well as the frequent replacement of this elastic sleeve due to its abrasive wear by the drilling fluid supplied to their drill string.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является обратный клапан для бурильной колонны, содержащий полый цилиндрический корпус и расположенные в нем узлы: неподвижное составное седло в виде зафиксированных в корпусе втулок, одна из которых упругая, формирующих своей внутренней поверхностью вместе с внутренней поверхностью корпуса клапана канал для перетока жидкости из бурильной колонны; а также контактирующий с седлом подвижный в осевом направлении запорный узел с тарельчатой головкой, обеспечивающей этот контакт; с жестко связанным с ней и поджимающим запорный узел к седлу подпружиненным штоком в виде центрального стержня с хвостовиком; с фиксатором запорного узла относительно седла (Патент на изобретение №2107805, опубл. 27.03.1998).Closest to the claimed invention is a check valve for a drill string containing a hollow cylindrical body and the nodes located therein: a fixed composite seat in the form of bushings fixed in the body, one of which is elastic, forming an overflow channel with their inner surface together with the inner surface of the valve body drill string fluids; as well as an axially movable axial contact locking element with a disk head providing this contact; with a spring-loaded rod rigidly connected to it and pressing the locking assembly to the saddle in the form of a central rod with a shank; with a lock of the locking unit relative to the saddle (Patent for the invention No. 2107805, publ. 03/27/1998).

Этот наиболее близкий к заявляемому изобретению обратный клапан по сравнению с известным обеспечивает заполнение внутренней полости клапана скважинной жидкостью при его спуске в скважину, что, в целом, приводит к устойчивости работы бурового насоса за счет обеспечения устойчивых режимов течения жидкости в открытом канале клапана, а также к устранению загрязнения окружающей среды за счет отсутствия вытеснения жидкости из скважины на поверхность объемом колонны при ее спуске в скважину.This non-return valve, which is closest to the claimed invention, in comparison with the known one, fills the internal cavity of the valve with borehole fluid when it is lowered into the well, which, in general, leads to the stability of the mud pump due to the provision of stable modes of fluid flow in the open channel of the valve, and to eliminate environmental pollution due to the lack of displacement of fluid from the well to the surface by the volume of the column when it is lowered into the well.

Кроме того, этот известный клапан устраняет гидравлическое сопротивление пружины потоку жидкости и обеспечивает ее защиту от абразивного и эрозионного разрушения за счет расположения пружины вне гидравлического тракта, не подвергая ее скоростному воздействию жидкости и не затенения ею проходной канал клапана.In addition, this well-known valve eliminates the hydraulic resistance of the spring to fluid flow and provides its protection against abrasive and erosive destruction due to the location of the spring outside the hydraulic path without exposing it to high-speed fluid and not obscuring the valve passageway with it.

Недостатками этого наиболее близкого к заявляемому изобретению обратного клапана, так же как и приведенного выше, являются:The disadvantages of this closest to the claimed invention check valve, as well as the above, are:

- конструктивная сложность, обусловленная конструкцией собираемого из двух частей корпуса клапана, а также сложностью конструкции штока запорного узла из-за наличия на нем ребер;- structural complexity due to the design of the valve body assembled from two parts, as well as the complexity of the design of the stem of the locking assembly due to the presence of ribs on it;

- загроможденность канала клапана ребрами штока, создающими сопротивление потоку жидкости в нем и тормозящими его свободно-объемное прохождение по каналу;- clutter of the valve channel by the ribs of the rod, creating resistance to the flow of fluid in it and inhibiting its free-volume passage through the channel;

- сложность конструкции фиксатора запорного узла, выполненного в виде поворотного вокруг своей оси кулачка сложной формы;- the complexity of the design of the lock of the locking unit, made in the form of a rotary cam around its axis, a cam of complex shape;

- необходимость усложнения техпроцесса изготовления клапана, требующего использования специальной пресс-формы для изготовления упругой втулки седла 2, а также частой замены этой упругой втулки, обусловленной ее абразивным износом буровым раствором, поступающим из бурильной колонны.- the need to complicate the manufacturing process of the valve, requiring the use of a special mold for the manufacture of the elastic sleeve of the seat 2, as well as the frequent replacement of this elastic sleeve due to its abrasive wear of the drilling fluid coming from the drill string.

Целью предлагаемого изобретения является создание эффективной в изготовлении, установке и эксплуатации конструкции обратного клапана для бурильной колонны.The aim of the invention is the creation of effective in the manufacture, installation and operation of the design of the check valve for the drill string.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в простоте и технологичности конструкции обратного клапана, обеспечивающих его надежность и технологичность его установки в бурильную колонну.The technical result from the use of the invention consists in the simplicity and manufacturability of the design of the check valve, ensuring its reliability and manufacturability of its installation in the drill string.

Этот технический результат достигается тем, что обратный клапан для бурильной колонны, содержащий полый цилиндрический корпус и расположенные в нем узлы: неподвижное седло, формирующее своей внутренней поверхностью вместе с внутренней поверхностью корпуса клапана канал для перетока жидкости из бурильной колонны; а также контактирующий с седлом подвижный запорный узел с тарельчатой головкой, обеспечивающей этот контакт, с жестко связанным с ней и поджимающим запорный узел к седлу подпружиненным штоком в виде центрального стержня с хвостовиком, с фиксатором запорного узла относительно седла и с охватывающей хвостовик штока замковой втулкой с пазом под фиксатор запорного узла, дополнительно снабжен полой конусной втулкой, охватывающей замковую втулку и поддерживающей своим большим основанием тарельчатую головку запорного устройства, а его корпус выполнен цельным и фиксатор запорного узла относительно седла выполнен в виде запрессованного в шток штифта, при этом паз замковой втулки под фиксатор запорного узла выполнен фигурно-глухим, обеспечивающим своей формой возможность не только свободного осевого перемещения в нем штифта штока при вертикальном перемещении запорного узла, но и возможность его стопорения в этом пазу при принудительном повороте запорного узла вокруг оси, а также последующего выхода из него под действием потока жидкости из бурильной колонны, падающего на головку запорного узла, а пружина штока установлена на его хвостовике в замковой втулке, и сам запорный узел, в целом, со своей тарельчатой головкой, своим подпружиненным штоком со штифтом, конусной и запорной втулками сформирован в виде устойчивого относительно оси клапана цельного блока, установленного в канале клапана отдельно от корпуса под его седлом, а неподвижное седло клапана выполнено в виде одной зафиксированной в корпусе металлической втулки.This technical result is achieved by the fact that the check valve for the drill string, containing a hollow cylindrical body and the nodes located therein: a fixed seat, forming a channel for fluid flow from the drill string with its inner surface along with the inner surface of the valve body; as well as a movable locking assembly in contact with the saddle with a poppet head providing this contact, with a spring-loaded rod rigidly connected to it and pressing the locking assembly against the saddle in the form of a central rod with a shank, with a locking member of the locking assembly relative to the saddle and with a locking sleeve covering the stem shaft with the groove for the lock of the locking unit, is additionally equipped with a hollow conical sleeve, covering the locking sleeve and supporting the disk head of the locking device with its large base, and its body c is made integral and the lock of the locking assembly relative to the seat is made in the form of a pin pressed into the rod, while the groove of the locking sleeve for the locking of the locking assembly is figured-deaf, providing its shape with the possibility of not only free axial movement of the rod pin in it during vertical movement of the locking assembly, but also the possibility of its locking in this groove during the forced rotation of the locking unit around the axis, as well as subsequent exit from it under the action of a fluid flow from the drill string falling on th catch of the locking assembly, and the stem spring is mounted on its shank in the locking sleeve, and the locking assembly itself, in general, with its poppet head, its spring-loaded stem with a pin, conical and locking bushings, is formed as a solid block, which is stable relative to the valve axis, installed in the valve channel is separate from the body under its seat, and the fixed valve seat is made in the form of a single metal sleeve fixed in the body.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

Фиг. 1 - обратный клапан для бурильной колонны;FIG. 1 - check valve for the drill string;

Фиг. 2 - замковая втулка в сборе с опорным кольцом для запорного узла, изометрия.FIG. 2 - lock sleeve assembly with a support ring for the locking unit, isometry.

Обратный клапан для бурильной колонны содержит цельный полый цилиндрический корпус 1 (фиг. 1) и расположенные в нем узлы: неподвижное седло 2 в виде зафиксированной в корпусе металлической втулки, формирующей своей внутренней поверхностью вместе с внутренней поверхностью корпуса 1 клапана канал для перетока жидкости из бурильной колонны; а также контактирующий с седлом 2 подвижный запорный узел 3.The check valve for the drill string contains a hollow cylindrical body 1 (Fig. 1) and the nodes located in it: a fixed seat 2 in the form of a metal sleeve fixed in the body, forming a channel for fluid flow from the drill along with the inner surface of the valve body 1 columns; as well as a movable locking assembly 3 in contact with the seat 2.

Выполнение втулки седла 2 из металла придает ее конструкции стойкость к абразивному износу буровым раствором, поступающим из бурильной колонны, повышая ее надежность, и упрощает ее конструкцию с возможностью ее изготовления на обычном токарном станке.The execution of the sleeve of the saddle 2 of metal gives its design resistance to abrasion by the drilling fluid coming from the drill string, increasing its reliability, and simplifies its design with the possibility of its manufacture on a conventional lathe.

Запорный узел 3 представляет собой устойчивый относительно оси клапана цельный блок с тарельчатой головкой 4, контактирующей с седлом 2; с жестко связанным с ней и поджимающим запорный узел 3 к седлу 2 подпружиненным штоком 5 в виде центрального стержня с хвостовиком; с запрессованным в шток штифтом 6, обеспечивающим осевую фиксацию запорного узла 3 относительно седла 2; с замковой втулкой 7 с глухим фигурным пазом 8 для штифта 6 штока 5, обеспечивающим своей формой при вертикальном перемещении запорного узла 3 возможность свободного перемещения в нем штифта 6 штока 5, а при принудительном повороте запорного узла 3 вокруг оси - возможность его стопорения в этом пазу 8 и возможность последующего выхода из него под действием потока жидкости из бурильной колонны, падающего на головку 4 запорного узла 3; с расположенной в замковой втулке 7 пружиной 9, охватывающей хвостовик штока 5; а также с конусной втулкой 10, охватывающей замковую втулку 7 и поддерживающей своим большим основанием тарельчатую головку 4 запорного узла 3.The locking unit 3 is a one-piece block, stable relative to the axis of the valve, with a disk head 4 in contact with the seat 2; with a spring-loaded rod 5 rigidly connected to it and pressing the locking assembly 3 to the seat 2 in the form of a central shaft with a shank; with a pin 6 pressed into the rod, providing axial fixation of the locking unit 3 relative to the seat 2; with a locking sleeve 7 with a blind figured groove 8 for the pin 6 of the rod 5, providing its shape when the locking unit 3 is vertically moved, the pin 6 of the rod 5 can move freely in it, and when the locking unit 3 is rotated around the axis forcibly, it can be locked in this groove 8 and the possibility of subsequent exit from it under the action of a fluid stream from the drill string falling on the head 4 of the locking unit 3; with a spring 9 located in the lock sleeve 7, covering the stem of the stem 5; as well as with a conical sleeve 10, covering the locking sleeve 7 and supporting its large base plate head 4 of the locking node 3.

Запорный узел 3 в виде цельного блока установлен в канале клапана отдельно от корпуса 1 под его седлом 2 в опорном кольце 11.The locking unit 3 in the form of a solid block is installed in the valve channel separately from the housing 1 under its seat 2 in the support ring 11.

Изготовление корпуса 1 клапана цельным в виде одной детали позволяет упростить его конструкцию и обеспечить технологичность его изготовления без необходимости изготовления сборных единиц для него и последующей их сборки.The manufacture of the valve body 1 integral in the form of one part allows us to simplify its design and ensure the manufacturability of its manufacture without the need for manufacturing prefabricated units for it and their subsequent assembly.

Изготовление фиксатора штока в виде обычного штифта 6, а паза 8 замковой втулки 7 по форме, обеспечивающей и возможность вертикального перемещения в нем штифта 6, и возможность его стопорения в этом пазу 8 путем принудительного поворота запорного узла 3 вокруг оси, позволило без использования дополнительных, усложняющих конструкцию устройств обеспечить не только открытие и закрытие канала клапана запорным узлом 3, но и фиксацию запорного узла 3 при открытом канале клапана, позволяющим осуществить его установку в бурильной колонне при беспрепятственном движении через него скважинной жидкости и заполнения ею внутренней полости бурильной колонны без образования в ней воздушных пробок, обеспечивая тем самым устойчивую работу буровых насосов.The manufacture of the rod retainer in the form of a conventional pin 6, and the groove 8 of the locking sleeve 7 in a shape that provides the possibility of vertical movement of the pin 6 in it, and the possibility of its locking in this groove 8 by forcing the locking assembly 3 around the axis, allows the use of additional complicating the design of the device, to ensure not only the opening and closing of the valve channel by the locking unit 3, but also the locking of the locking unit 3 with the valve open, allowing its installation in the drill string during continuous the movement of borehole fluid through it and filling it with the inner cavity of the drill string without the formation of air plugs in it, thereby ensuring the stable operation of the mud pumps.

Изготовление запорного узла 3 в виде установленного в корпусе под седлом устойчивого относительно оси клапана цельного блока позволяет не только упростить его сборку и установку в корпусе 1 клапана, а также упростить конструкцию самого корпуса 1, не требующую специальной доработки для установки в нем запорного узла 3, и тем самым обеспечить технологичность изготовления, сборки и установки клапана в бурильной колонне, а также устранить сопротивление потоку поступающей в канал клапана жидкости. Кроме того, конструкция запорного узла 3 не требует использования штока 5 большой длины, обуславливая тем самым снижение длины самого запорного узла 3, а также снижение его металлоемкости с обеспечением его осевой устойчивости внутри корпуса 1.The manufacture of the locking unit 3 in the form of a one-piece block, stable in relation to the axis of the valve, mounted in the housing under the saddle, allows not only to simplify its assembly and installation in the valve housing 1, but also to simplify the design of the housing 1 itself, which does not require special modifications to install the locking assembly 3 and thereby ensure the manufacturability of the manufacture, assembly and installation of the valve in the drill string, as well as eliminate resistance to the flow of fluid entering the valve channel. In addition, the design of the locking unit 3 does not require the use of a rod 5 of large length, thereby causing a decrease in the length of the locking unit 3 itself, as well as a decrease in its metal consumption, ensuring its axial stability inside the housing 1.

Снабжение запорного узла 3 полой конусной втулкой 10, охватывающей замковую втулку и поддерживающей своим большим основанием тарельчатую головку 4 запорного устройства 3, также придает запорному узлу 3, в целом, прочность и осевую устойчивость в корпусе 1.The supply of the locking unit 3 with a hollow conical sleeve 10, covering the locking sleeve and supporting the disk head 4 of the locking device 3 with its large base, also gives the locking unit 3, in general, strength and axial stability in the housing 1.

Седло 2 клапана надежно зафиксировано в корпусе 1 установленной на нем фиксирующей втулкой 12 с сухарем 13, поджатой сверху упругим кольцом 14.The valve seat 2 is securely fixed in the housing 1 by a fixing sleeve 12 mounted on it with a cracker 13, pressed from above by an elastic ring 14.

Сборку обратного клапана для бурильной колонны производят следующим образом. Вначале собирают в цельный блок запорное устройство 3.Assembly check valve for the drill string is as follows. First, the locking device 3 is assembled into a single unit.

Для этого в шток 5 запрессовывают штифт 7, затем на него запрессовывают тарельчатую готовку 4 и надевают на его хвостовик пружину 9, а поверх нее замковую втулку 7 таким образом, чтобы штифт 9 штока 5 оказался против ее паза 8. После этого на замковую втулку 7 надевают конусную втулку 10 до упора ее большого основания в основание тарельчатой головки 4.To do this, pin 7 is pressed into the rod 5, then a plate preparation 4 is pressed into it and a spring 9 is put on its shank, and over it a locking sleeve 7 so that the pin 9 of the rod 5 is against its groove 8. After that, on the locking sleeve 7 put on the conical sleeve 10 to the stop of its large base in the base of the disk head 4.

Затем запрессовывают в корпус 1 опорное кольцо 11 и устанавливают в него собранный в цельный блок запорный узел 3.Then the support ring 11 is pressed into the housing 1 and the locking assembly 3 assembled in the integral block is installed in it.

После этого в корпус 1 устанавливают металлическую втулке седла 2, фиксируют ее сверху другой фиксирующей втулкой 13 с сухарем 14 и поджимают последнюю сверху упругим кольцом 15.After that, a metal sleeve of the saddle 2 is installed in the housing 1, it is fixed on top by another fixing sleeve 13 with a cracker 14, and the latter is pressed from above by an elastic ring 15.

Клапан готов к установке в бурильную скважину.The valve is ready for installation in a borehole.

Предлагаемый обратный клапан для бурильной колонны может быть установлен в ней на любой ее высоте: внизу, вверху или в промежутке между ними.The proposed check valve for the drill string can be installed in it at any height: below, above or in between.

При установке обратного клапана внизу бурильной колонны, его опускают в скважину в положении «приоткрыто», т.е. с открытым каналом между седлом 2 и запорным узлом 3. Для этого предварительно отводят его запорный узел 3 от седла 2 осевым воздействием на него сверху вниз специальной отверткой (не показана), обеспечивая тем самым сжатие пружины 9, заход штифта 6 в паз 8 замковой втулки и последующее фиксирование в этом пазу 8 поворотом замковой втулки 7 до упора штифта 6 в препятствующую его движению глухую фигурную поверхность ее паза 8. При этом канал обратного клапана остается в приоткрытом положении, создающим режим беспрепятственного движения в нем скважинной жидкости, заполнения ею внутреннюю полость бурильной колонны без образования в ней воздушных пробок, что обеспечивает устойчивую работу буровых насосов.When installing a check valve at the bottom of the drill string, it is lowered into the well in the “ajar” position, i.e. with an open channel between the saddle 2 and the locking assembly 3. For this, its locking assembly 3 is previously withdrawn from the saddle 2 by axial impact from above with a special screwdriver (not shown), thereby compressing the spring 9, pin 6 is inserted into the groove 8 of the lock sleeve and subsequent fixation in this groove 8 by turning the lock sleeve 7 until the pin 6 rests in the dull curved surface of its groove 8, which prevents its movement. In this case, the check valve channel remains in the ajar position, creating a mode of unhindered movement of the squared Ina fluid filling its internal cavity of the drill string without the formation of air pockets in it, which ensures stable operation of the mud pumps.

При включении бурового насоса промывочная жидкость под давлением поступает из бурильной колонны в проходной канал клапана, отжимает запорное устройство 3 от седла 2 за счет опускания штифта 6 по поверхности фигурного паза 8 в его нижнее осевое положение.When the mud pump is turned on, flushing fluid under pressure enters from the drill string into the valve bore, squeezes the locking device 3 from the seat 2 by lowering the pin 6 along the surface of the figured groove 8 to its lower axial position.

При выключении бурового насоса подача промывочной жидкости прекращается и запорный узел 3 под воздействием пружины 9 возвращается в закрытое положение, перекрывая проходное сечение между его тарельчатой головкой 4 и седлом 2, предотвращая таким образом зашламление турбобура.When the mud pump is turned off, the flow of flushing fluid is stopped and the locking unit 3, under the influence of the spring 9, returns to the closed position, blocking the passage section between its disk head 4 and the seat 2, thus preventing clogging of the turbodrill.

При установке обратного клапана вверху бурильной колонны, между ведущей трубой и колонной, работа клапана аналогична описанной выше и позволяет производить ремонт скважинного оборудования без глушения скважины. За счет надежной работы клапана обеспечивается устойчивая работа насосов, а спуск колонны в скважину происходит без загрязнения территории промысла.When installing a check valve at the top of the drill string, between the lead pipe and the string, the valve operation is similar to that described above and allows repairing downhole equipment without killing the well. Due to the reliable operation of the valve, stable operation of the pumps is ensured, and the descent of the column into the well occurs without contamination of the field.

Таким образом, предлагаемый обратный клапан при любом его расположении по высоте бурильной колонны срабатывает при флюидопроявлениях скважины, перекрывая проходное сечение канала колонны.Thus, the proposed check valve at any location along the height of the drill string is triggered by fluid manifestations of the well, blocking the passage section of the channel of the string.

Предлагаемый обратный клапан для бурильной колонны с совокупностью своих существенных признаков позволяет создать простую конструкцию клапана, обеспечивающую его надежность и технологичность изготовления, сборки и установки в бурильную колонну за счет выполнения корпуса клапана цельным, седла клапана в виде одной, зафиксированной в корпусе металлической втулки, а его запорного узла в виде устойчивого относительно оси клапана цельного блока, установленного в канале клапана под его седлом отдельно от корпуса и устраняющего сопротивление потоку поступающей в канал клапана жидкости, а также за счет наделения функции фиксирования запорного узла относительно седла взаимодействующей паре: замковой втулке с глухим фигурным пазом и перемещающемуся в нем штифту, запрессованному в шток запорного узла, обеспечивающих возможность не только осевого перемещения запорного узла, но и возможность стопорения штифта в пазу замковой втулки при принудительном повороте запорного узла вокруг оси, а также последующего выхода из него под давлением потока жидкости из бурильной колонны, падающего на головку запорного узла.The proposed check valve for the drill string with a combination of its essential features allows you to create a simple valve design that ensures its reliability and manufacturability, assembly and installation in the drill string by making the valve body integral, the valve seat in the form of a single metal sleeve fixed in the body, and its locking unit in the form of a solid block, stable relative to the axis of the valve, installed in the valve channel under its seat separately from the body and eliminating the resistance the flow of fluid into the valve channel, as well as by providing the locking function of the locking assembly relative to the seat to an interacting pair: a locking sleeve with a blind figured groove and a pin moving in it, pressed into the stem of the locking assembly, providing the possibility of not only axial movement of the locking assembly, but and the possibility of locking the pin in the groove of the locking sleeve during the forced rotation of the locking assembly around the axis, as well as the subsequent exit from it under the pressure of the fluid flow from the drill string, p pressing on the head of the locking unit.

Обратный клапан для бурильной колонны успешно прошел испытания и в настоящее время готовится к производству для использования в бурильных колоннах.The check valve for the drill string has been successfully tested and is currently being prepared for production for use in drill string.

Claims (1)

Обратный клапан для бурильной колонны, содержащий полый цилиндрический корпус и расположенные в нем узлы: неподвижное седло, формирующее своей внутренней поверхностью вместе с внутренней поверхностью корпуса клапана канал для перетока жидкости из бурильной колонны, а также контактирующий с седлом подвижный в осевом направлении запорный узел, открывающий и закрывающий канал клапана для перетока жидкости, с тарельчатой головкой, обеспечивающей этот контакт, с жестко связанным с ней и поджимающим запорный узел к седлу подпружиненным штоком в виде центрального стержня с хвостовиком, с фиксатором запорного узла относительно седла и с охватывающей хвостовик штока замковой втулкой с пазом под фиксатор запорного узла, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен полой конусной втулкой, охватывающей замковую втулку и поддерживающей своим большим основанием тарельчатую головку запорного устройства, а его корпус выполнен цельным и фиксатор запорного узла выполнен в виде запрессованного в шток штифта, при этом паз замковой втулки под фиксатор запорного узла выполнен фигурно-глухим, обеспечивающим своей формой возможность не только осевого перемещения в нем штифта штока при вертикальном перемещении запорного узла, но и возможность его стопорения в этом пазу при принудительном повороте запорного узла вокруг оси, а также последующего выхода из него под давлением потока жидкости из бурильной колонны, падающего на головку запорного узла, а пружина штока установлена на его хвостовике в замковой втулке и сам запорный узел, в целом, со своей тарельчатой головкой, своим подпружиненным штоком со штифтом, конусной и запорной втулками сформирован в виде устойчивого относительно оси клапана цельного блока, установленного в канале клапана отдельно от корпуса под его седлом, а неподвижное седло клапана выполнено в виде одной зафиксированной в корпусе металлической втулки.The check valve for the drill string, containing a hollow cylindrical body and the nodes located in it: a fixed seat, forming a channel for fluid flow from the drill string along with the inner surface of the valve body and an axially movable locking assembly in contact with the seat, opening and a closing valve channel for fluid flow, with a poppet head providing this contact, rigidly connected to it and pressing the locking assembly to the saddle with spring-loaded components lump in the form of a central rod with a shank, with a lock of the locking assembly relative to the saddle and with a locking sleeve covering the stem of the stem with a groove for the locking of the locking assembly, characterized in that it is additionally equipped with a hollow conical sleeve covering the locking sleeve and supporting the disk head of the locking bolt with its large base device, and its body is made integral and the lock of the locking assembly is made in the form of a pin pressed into the rod, while the groove of the locking sleeve for the locking of the locking assembly is made of figures o-deaf, providing in its form the possibility of not only axial movement of the rod pin in it during vertical movement of the locking assembly, but also the possibility of locking it in this groove during forced rotation of the locking assembly around the axis, as well as its subsequent exit from it under pressure of the fluid flow from the drill columns falling on the head of the locking unit, and the rod spring is mounted on its shank in the locking sleeve and the locking unit itself, in general, with its own disk head, its spring-loaded rod with a pin, conical and the locking sleeves are formed in the form of a solid block stable relative to the axis of the valve, mounted in the channel of the valve separately from the body under its seat, and the fixed valve seat is made in the form of a single metal sleeve fixed in the body.
RU2016106895A 2016-02-25 2016-02-25 Return valve for drilling strings RU2614342C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106895A RU2614342C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Return valve for drilling strings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106895A RU2614342C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Return valve for drilling strings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614342C1 true RU2614342C1 (en) 2017-03-24

Family

ID=58453297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106895A RU2614342C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Return valve for drilling strings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614342C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178337U1 (en) * 2017-10-11 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) CHECK VALVE FOR PREVENTING SLUDGE SLAMMING
RU2678249C1 (en) * 2018-01-09 2019-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Valve for main drill pipe
RU2679153C1 (en) * 2018-03-15 2019-02-06 Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" Cutoff valve
WO2020229811A1 (en) * 2019-05-15 2020-11-19 Edwards Limited A vacuum pump comprising a relief valve and a method of assembly of the relief valve

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573134A1 (en) * 1987-03-19 1990-06-23 Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института Check valve for drilling column
SU1652515A1 (en) * 1987-12-28 1991-05-30 И.И.Попов, Ю.И.Спиваковский, Ю.П.Плодухин и А.Н.Орликовский Drillstring check valve
RU2011788C1 (en) * 1990-06-29 1994-04-30 Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб Check valve for drill pipe string
RU2107805C1 (en) * 1996-08-26 1998-03-27 Самарский опытный завод нефтяного машиностроения Акционерного общества "НЕФМА" Non-return valve for drilling string
EP0709543B1 (en) * 1994-10-27 2003-01-15 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole casing filling and circulating apparatus and method
RU2232243C1 (en) * 2003-02-06 2004-07-10 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" Check valve

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573134A1 (en) * 1987-03-19 1990-06-23 Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института Check valve for drilling column
SU1652515A1 (en) * 1987-12-28 1991-05-30 И.И.Попов, Ю.И.Спиваковский, Ю.П.Плодухин и А.Н.Орликовский Drillstring check valve
RU2011788C1 (en) * 1990-06-29 1994-04-30 Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб Check valve for drill pipe string
EP0709543B1 (en) * 1994-10-27 2003-01-15 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole casing filling and circulating apparatus and method
RU2107805C1 (en) * 1996-08-26 1998-03-27 Самарский опытный завод нефтяного машиностроения Акционерного общества "НЕФМА" Non-return valve for drilling string
RU2232243C1 (en) * 2003-02-06 2004-07-10 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" Check valve

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU178337U1 (en) * 2017-10-11 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) CHECK VALVE FOR PREVENTING SLUDGE SLAMMING
RU2678249C1 (en) * 2018-01-09 2019-01-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Valve for main drill pipe
RU2679153C1 (en) * 2018-03-15 2019-02-06 Закрытое акционерное общество "ПРОММАШСЕРВИС" Cutoff valve
WO2020229811A1 (en) * 2019-05-15 2020-11-19 Edwards Limited A vacuum pump comprising a relief valve and a method of assembly of the relief valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10563476B2 (en) Frac plug with integrated flapper valve
RU2614342C1 (en) Return valve for drilling strings
US8534369B2 (en) Drill string flow control valve and methods of use
US7363980B2 (en) Downhole flow control apparatus, operable via surface applied pressure
AU2011261681B2 (en) Liner hanger fluid diverter tool and related methods
US7946347B2 (en) Injection valve
RU164058U1 (en) BORING CHECK VALVE
RU2291949C2 (en) Device for cutting off and controlling flow in a well with one or several formations
US20100288502A1 (en) Shear Open Valve
RU2581075C2 (en) Regulated valve
US20170247989A1 (en) Plunger to Form a Liquid Ring to Seal Against Gas Bypass
RU2608108C1 (en) Downhole valve unit
RU2446271C2 (en) Hydraulic impact device
RU2190083C1 (en) Straightway valve-shutoff device
RU2107805C1 (en) Non-return valve for drilling string
NO20171719A1 (en) An improved drill string safety valve device
GB2515451A (en) Free flow valve
RU104658U1 (en) CHECK VALVE
RU2326231C1 (en) Flap for casing string
RU2760110C1 (en) Collar for stage cementing of casing string in a well
Korabelnikov et al. Improving the cost-performance ratio of well construction using a multi-stage hydrostatic pressure tester
RU200706U1 (en) CHECK VALVE FOR SHANK COLUMN EQUIPMENT
RU165268U1 (en) DRILL VALVE CHECK VALVE
RU2250355C1 (en) Casing strings valve
RU204086U1 (en) WELL VALVE DEVICE

Legal Events

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

Effective date: 20200226