RU2672290C1 - Overflow valve of drill column - Google Patents

Overflow valve of drill column Download PDF

Info

Publication number
RU2672290C1
RU2672290C1 RU2017135954A RU2017135954A RU2672290C1 RU 2672290 C1 RU2672290 C1 RU 2672290C1 RU 2017135954 A RU2017135954 A RU 2017135954A RU 2017135954 A RU2017135954 A RU 2017135954A RU 2672290 C1 RU2672290 C1 RU 2672290C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
distributor
housing
upper half
shell
space
Prior art date
Application number
RU2017135954A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Ривнерович Ганиев
Раиль Гусманович Заббаров
Денис Владимирович Иванов
Дамир Азатович Ишкинеев
Игорь Георгиевич Устенко
Николай Александрович Шамов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Публичное акционерное общество "МАКойл" (ПАО "МАКойл")
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН), Публичное акционерное общество "МАКойл" (ПАО "МАКойл") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)
Priority to RU2017135954A priority Critical patent/RU2672290C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2672290C1 publication Critical patent/RU2672290C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/10Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
    • E21B21/103Down-hole by-pass valve arrangements, i.e. between the inside of the drill string and the annulus
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
    • E21B34/102Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position

Abstract

FIELD: drilling of soil or rock.SUBSTANCE: invention relates to the field of well drilling and repair, in particular to devices for communicating the internal cavity of a process pipe string with annular space when carrying out tripping operations to fill the column with borehole fluid and emptying, namely to the overflow valves of the drill string. Device includes hollow body 1 consisting of upper 2 and lower 3 half-shell. Hollow piston 4 is installed in the upper half-shell with the possibility of opening drain radial 5 holes and is made differential – at the top of a smaller diameter, at the bottom of a larger diameter. Seals 6 and 7 on cylindrical surfaces 8 and 9 mating with the upper half-body are provided with an interference tightening that ensures the retention of the hollow piston in the upper half-shell. In distributor 10, pressed in the lower half-body, there are radial inlet ports 11 connecting inner cavity 12 of the distributor with space 13, as well as longitudinal bypass channels 14 connecting cavity 15 of the upper half-shell with space 16 under the distributor. Seat 17 to which conical core 18 with seal 19 and spring 20 interacts, is mounted in cap 21 connected to the distributor.EFFECT: reliability and durability of valve operation in the drill string is increased.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области бурения и ремонта скважин, в частности к устройствам для сообщения внутренней полости технологической колонны труб с затрубным пространством при проведении спускоподъемных операций для заполнения колонны скважинной жидкостью и опорожнения, а именно к переливным клапанам бурильной колонны.The invention relates to the field of drilling and well repair, in particular, to devices for communicating an internal cavity of a pipe string with an annulus during hoisting operations to fill the string with well fluid and emptying, namely, overflow valves of the drill string.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению является переливной клапан бурильной колонны, включающий вертикальный полый корпус с радиальными отверстиями, клапанную пару с седлом и полый поршень (Патент РФ №2204688, кл Е21В 21/10, 2001).The closest device of the same purpose to the claimed invention is an overflow valve of the drill string, including a vertical hollow body with radial holes, a valve pair with a saddle and a hollow piston (RF Patent No. 2204688, CL ЕВВ 21/10, 2001).

Недостатком известного клапана является то, что он склонен к зашламовыванию (забиванию частицами твердой фазы технологических рабочих жидкостей) радиальных отверстий, затрудняющих опорожнение трубной колонны от жидкости при проведении подъема из скважины, что ухудшает надежность работы устройства.A disadvantage of the known valve is that it is prone to sludge (clogging by particles of the solid phase of the process fluids) of the radial holes that impede the emptying of the pipe string from the fluid when lifting from the well, which affects the reliability of the device.

Технический результат осуществления изобретения заключается в повышении надежности работы переливного клапана.The technical result of the invention is to increase the reliability of the overflow valve.

Указанный результат достигается тем, что в переливном клапане бурильной колонны, включающем вертикальный полый корпус с радиальными отверстиями, клапанную пару с седлом и полый поршень, корпус составлен из верхнего и нижнего полукорпусов, полый поршень выполнен дифференциальным - сверху с меньшим диаметром, а внизу с большим, и установлен в верхнем полукорпусе с возможностью перекрытия радиальных отверстий в стенке верхнего полукорпуса, устройство также снабжено распределителем потока, запрессованным внутри нижнего полукорпуса и оснащенным радиальными впускными отверстиями с возможностью совмещения их с радиальными отверстиями в стенке нижнего полукорпуса для соединения внутренней полости распределителя с закорпусным пространством, а также продольными обводными каналами, соединяющими полость верхнего полукорпуса с пространством под распределителем, а клапанная пара оснащена распределительным колпаком и подпружиненным коническим сердечником, сопрягаемым с седлом.This result is achieved by the fact that in the overflow valve of the drill string, including a vertical hollow body with radial holes, a valve pair with a seat and a hollow piston, the body is made up of upper and lower half bodies, the hollow piston is made differential - from above with a smaller diameter, and below with a large and installed in the upper half-housing with the possibility of overlapping radial holes in the wall of the upper half-housing, the device is also equipped with a flow distributor, pressed inside the lower half-housing and equipped with radial inlet openings with the possibility of combining them with radial holes in the wall of the lower half-housing for connecting the inner cavity of the distributor with the housing space, as well as longitudinal bypass channels connecting the cavity of the upper half-housing with the space under the distributor, and the valve pair is equipped with a distribution cap and a spring-loaded conical core, mating with a saddle.

Повышение надежности работы клапана достигается за счет разделения радиальных отверстий на размещенные в нижнем полукорпусе впускные отверстия и выполненные в верхнем полукорпусе сливные отверстия. Последние, защищенные дифференциальным полым поршнем, не забиваются грязью ни при спуске клапана, ни при его работе в скважине и обеспечивают надежное опорожнение технологических труб.Improving the reliability of the valve is achieved by dividing the radial holes into inlet openings located in the lower half-housing and drain holes made in the upper half-housing. The latter, protected by a differential hollow piston, are not clogged with dirt neither during the descent of the valve, nor during its operation in the well and provide reliable emptying of the process pipes.

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен общий вид переливного клапана бурильной колонны при транспортировке (спуске) в скважину;In FIG. 1 shows a General view of the overflow valve of the drill string during transportation (descent) into the well;

на фиг. 2 - поперечный разрез А-А нижнего полукорпуса клапана;in FIG. 2 is a transverse section aa of the lower valve half-housing;

на фиг. 3 - вид клапана с открытыми сливными отверстиями при подъеме из скважины.in FIG. 3 is a view of a valve with open drain holes when lifting from a well.

Переливной клапан бурильной колонны (фиг. 1) включает полый корпус 1, состоящий из верхнего 2 и нижнего 3 полукорпусов. Полый поршень 4 установлен в верхнем полукорпусе с возможностью открытия сливных радиальных 5 отверстий и выполнен дифференциальным - вверху меньшего диаметра, внизу большего диаметра. Уплотнения 6 и 7 на сопрягаемых с верхним полукорпусом цилиндрических поверхностях 8 и 9 выполнены с натягом, обеспечивающим удержание полого поршня в верхнем полукорпусе.The overflow valve of the drill string (Fig. 1) includes a hollow body 1, consisting of upper 2 and lower 3 half-shells. The hollow piston 4 is installed in the upper half-housing with the possibility of opening the drain radial 5 holes and is made differential - at the top of a smaller diameter, at the bottom of a larger diameter. Seals 6 and 7 on the mating cylindrical surfaces 8 and 9 mating with the upper half-housing are tightened to ensure that the hollow piston is held in the upper half-housing.

В распределителе 10, запрессованном в нижнем полукорпусе, выполнены радиальные впускные 11 отверстия, соединяющие внутреннюю 12 полость распределителя с закорпусным пространством 13, а также продольные обводные каналы 14, соединяющие полость 15 верхнего полукорпуса с пространством 16 под распределителем. Седло 17, с которым взаимодействует конический сердечник 18 с уплотнением 19 и пружиной 20, установлено в соединенном с распределителем колпаке 21.In the distributor 10, pressed into the lower half-housing, radial inlets 11 are made connecting the inner 12 cavity of the distributor with the housing 13, as well as longitudinal bypass channels 14 connecting the cavity 15 of the upper half-housing with the space 16 under the distributor. The saddle 17, with which the conical core 18 interacts with the seal 19 and the spring 20, is installed in the cap 21 connected to the distributor.

Переливной клапан работает следующим образом.The overflow valve operates as follows.

Клапан спускается в скважину на соединенных полым корпусом 1 технологических (бурильных или насосно-компрессорных) трубах. При спуске, во время погружения в скважинную жидкость (фиг. 1), жидкость из закорпусного пространства 13 затекает через радиальные впускные 11 отверстия во внутреннюю 12 полость распределителя 10 нижнего полукорпуса 3, отталкивает от седла 17 сердечник 18 с уплотнением 19 и сжимает пружину 20, установленную в колпаке 21. Жидкость через образовавшийся зазор между седлом и сердечником затекает в полость 15 верхнего 2 полукорпуса, затем через полый поршень 4 заполняет технологические трубы. При прекращении спуска и выравнивании давления скважинной жидкости между закорпусным пространством пружина возвращает сердечник в исходное положение с упором в седло.The valve is lowered into the borehole on technological (drill or tubing) pipes connected by the hollow body 1. During the descent, during immersion in the borehole fluid (Fig. 1), fluid from the housing 13 flows through the radial inlets 11 into the inner 12 cavity of the distributor 10 of the lower half housing 3, repels the core 18 with the seal 19 from the seat 17 and compresses the spring 20, installed in the cap 21. The fluid flows through the gap between the seat and the core into the cavity 15 of the upper 2 half-housing, then through the hollow piston 4 it fills the process pipes. When the descent stops and the pressure of the borehole fluid is equalized between the housing space, the spring returns the core to its original position with emphasis on the saddle.

В процессе прокачивания насосом рабочей жидкости через технологические трубы за счет почти равного давления над поршнем 4 и под ним, вследствие большей площади нижней части поршня с цилиндрической поверхностью 9, чем верхней его части с цилиндрической поверхностью 8, на поршень снизу действует большая сила давления, чем сверху. Эта сила больше, чем гидродинамический напор потока рабочей жидкости на поршень. Таким образом, поршень прижимается в конический уступ в верхнем 2 полукорпусе и удерживается от выпадения вниз.In the process of pumping the working fluid through the process pipes due to almost equal pressure above the piston 4 and below it, due to the larger area of the lower part of the piston with a cylindrical surface 9 than its upper part with a cylindrical surface 8, a greater pressure force acts from below from above. This force is greater than the hydrodynamic pressure of the fluid flow to the piston. Thus, the piston is pressed into a conical ledge in the upper 2 half-housing and is kept from falling down.

Жидкость начинает течь через продольные обводные каналы 14 и пространство 16 под распределителем 10 в нижнюю часть компоновки технологических труб и оборудования (на чертежах не показано).The liquid begins to flow through the longitudinal bypass channels 14 and the space 16 under the distributor 10 into the lower part of the arrangement of process pipes and equipment (not shown in the drawings).

После завершения работы по промывке скважины на устье сбрасывают в колонну технологических труб шар 22 (фиг. 3), который садится на коническую проточку полого поршня 4 и под давлением нагнетаемой в колонну рабочей жидкости проталкивает поршень с уплотнениями 6 и 7 вниз, который опускается вместе с шаром на колпак 21. Рабочая жидкость вытекает при подъеме клапана из скважины через радиальные сливные 5 отверстия верхнего полукорпуса 2 в закорпусное пространство 13.After completing the flushing of the well at the wellhead, ball 22 (Fig. 3) is dropped into the column of process pipes, which sits on the conical groove of the hollow piston 4 and pushes the piston with seals 6 and 7 down under pressure of the working fluid pumped into the column, which lowers with the ball to the cap 21. The working fluid flows when the valve is lifted from the well through the radial drain 5 holes of the upper half-body 2 into the housing 13.

Использование предложенного технического решения обеспечивает повышение надежности и долговечности работы переливного клапана бурильной колонны.Using the proposed technical solution provides increased reliability and durability of the overflow valve of the drill string.

Claims (1)

Переливной клапан бурильной колонны, включающий вертикальный полый корпус с радиальными отверстиями, клапанную пару с седлом и полый поршень, отличающийся тем, что корпус составлен из верхнего и нижнего полукорпусов, полый поршень выполнен дифференциальным - сверху с меньшим диаметром, а внизу с большим, и установлен в верхнем полукорпусе с возможностью перекрытия радиальных отверстий в стенке верхнего полукорпуса, устройство также снабжено распределителем потока, запрессованным внутри нижнего полукорпуса и оснащенным радиальными впускными отверстиями с возможностью совмещения их с радиальными отверстиями в стенке нижнего полукорпуса для соединения внутренней полости распределителя с закорпусным пространством, а также продольными обводными каналами, соединяющими полость верхнего полукорпуса с пространством под распределителем, а клапанная пара оснащена распределительным колпаком и подпружиненным коническим сердечником, сопрягаемым с седлом.Drill string overflow valve, comprising a vertical hollow body with radial holes, a valve pair with a seat and a hollow piston, characterized in that the body is made up of upper and lower half bodies, the hollow piston is made differential - from above with a smaller diameter, and below with a large one, and is installed in the upper half-housing with the possibility of overlapping radial holes in the wall of the upper half-housing, the device is also equipped with a flow distributor, pressed inside the lower half-housing and equipped with radial inlets openings with the possibility of combining them with radial holes in the wall of the lower half-housing for connecting the inner cavity of the distributor with the housing space, as well as longitudinal bypass channels connecting the cavity of the upper half-housing with the space under the distributor, and the valve pair is equipped with a distribution cap and a spring-loaded conical core mating with saddle.
RU2017135954A 2017-10-10 2017-10-10 Overflow valve of drill column RU2672290C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135954A RU2672290C1 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Overflow valve of drill column

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017135954A RU2672290C1 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Overflow valve of drill column

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2672290C1 true RU2672290C1 (en) 2018-11-13

Family

ID=64327816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017135954A RU2672290C1 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Overflow valve of drill column

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2672290C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1105595A1 (en) * 1983-06-21 1984-07-30 Уфимский Нефтяной Институт Overflow valve for hole-bottom motor
RU2030536C1 (en) * 1990-07-16 1995-03-10 Конструкторско-Технологическое Бюро Технических Средств Бурения Скважин Overflow valve
RU2204688C2 (en) * 2001-05-23 2003-05-20 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" Overflow valve of drill string with gyrorotor motor
RU2233963C2 (en) * 2002-10-23 2004-08-10 Шамов Николай Александрович Downhole valve
CN104453753A (en) * 2013-09-25 2015-03-25 上海祁杉仪器科技有限公司 Oil pipe anti-overflow tool for direct flushing and indirect flushing
RU164401U1 (en) * 2016-04-27 2016-08-27 Дмитрий Игоревич Сафонов UNIVERSAL DRILL VALVE
RU2631123C1 (en) * 2016-04-01 2017-09-19 Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" Valve unit of drilling column

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1105595A1 (en) * 1983-06-21 1984-07-30 Уфимский Нефтяной Институт Overflow valve for hole-bottom motor
RU2030536C1 (en) * 1990-07-16 1995-03-10 Конструкторско-Технологическое Бюро Технических Средств Бурения Скважин Overflow valve
RU2204688C2 (en) * 2001-05-23 2003-05-20 Общество с ограниченной ответственностью фирма "Радиус-Сервис" Overflow valve of drill string with gyrorotor motor
RU2233963C2 (en) * 2002-10-23 2004-08-10 Шамов Николай Александрович Downhole valve
CN104453753A (en) * 2013-09-25 2015-03-25 上海祁杉仪器科技有限公司 Oil pipe anti-overflow tool for direct flushing and indirect flushing
RU2631123C1 (en) * 2016-04-01 2017-09-19 Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент" Valve unit of drilling column
RU164401U1 (en) * 2016-04-27 2016-08-27 Дмитрий Игоревич Сафонов UNIVERSAL DRILL VALVE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2516708C2 (en) Subsurface safety valve
NO338232B1 (en) Bellows valve and injection valve
RU164401U1 (en) UNIVERSAL DRILL VALVE
RU2533394C1 (en) Cut-off valve
CN206830131U (en) A kind of water injection well sand setting constant pressure check valve
RU2672290C1 (en) Overflow valve of drill column
CN202381040U (en) Differential pressure type circulating throttle valve
RU2668100C1 (en) Device for well bottom flushing
RU2553696C1 (en) Device for depression-wave well cleaning
RU100130U1 (en) VALVE DEVICE FOR SUBMERSIBLE SCREW PUMP
RU2305173C2 (en) Method and device for production string sealing during sandy well flushing
RU2150575C1 (en) Well valve unit
RU178337U1 (en) CHECK VALVE FOR PREVENTING SLUDGE SLAMMING
US1867720A (en) Vent for core drills
RU2407876C1 (en) Overflow valve of downhole motor
RU2326231C1 (en) Flap for casing string
CN106761499B (en) Equipment for separating liquid from solid under artesian water earth-boring construction slurry dwell condition
CN218716655U (en) Sealing device for artesian well
RU2751295C1 (en) Bypass valve
RU2096660C1 (en) Sucker-rod well pump
RU2283943C1 (en) Clutch for stepped casing pipe cementing
RU2568457C1 (en) Device for treatment of bottom-hole formation zone and for well development
RU2591309C2 (en) Downhole gas bypass valve
CN210623062U (en) Oil inlet device of choking oil pump
RU2809394C1 (en) Method of pressure testing of pump-compressor pipes in wells with horizontal completion

Legal Events

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

Effective date: 20201011