RU2755981C2 - Circulation sub - Google Patents

Circulation sub Download PDF

Info

Publication number
RU2755981C2
RU2755981C2 RU2019120279A RU2019120279A RU2755981C2 RU 2755981 C2 RU2755981 C2 RU 2755981C2 RU 2019120279 A RU2019120279 A RU 2019120279A RU 2019120279 A RU2019120279 A RU 2019120279A RU 2755981 C2 RU2755981 C2 RU 2755981C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
guide ring
spool
spool sleeve
seat
Prior art date
Application number
RU2019120279A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019120279A (en
RU2019120279A3 (en
Inventor
Андрей Васильевич Бабиков
Илья Валериевич Злобин
Дмитрий Леонидович Селянский
Алексей Сергеевич Абызов
Андрей Михайлович Гуркин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "НГТ"
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 "НГТ" filed Critical Закрытое акционерное общество "НГТ"
Priority to RU2019120279A priority Critical patent/RU2755981C2/en
Publication of RU2019120279A publication Critical patent/RU2019120279A/en
Publication of RU2019120279A3 publication Critical patent/RU2019120279A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2755981C2 publication Critical patent/RU2755981C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Check Valves (AREA)
  • Valve Housings (AREA)
  • Multiple-Way Valves (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the oil and gas industry, in particular to switching flow of drilling fluid in a drill string. A device contains a case with a spool sleeve with a seat and a guide ring in the input part located in it, and a spring pressing the spool sleeve to the guide ring. In the case, there are two circulation ports with flow holes, a sleeve with side holes and a spool sleeve located in it, the sleeve has a collar in the output part. To the case, a threaded case of the device for catching balls is fastened, in which a filter pipe is located with slits in its wall and an input sleeve and an output flange connected to it. The guide ring is made with thread on the outer surface, the thrust collar is formed by a flange fixed on the end of the sleeve, the flange has protrusions that enter grooves of a shank of the spool sleeve. The filter pipe is connected by welding to the input sleeve and the output flange in one removable sub assembly suspended on the inner conical surface of the case of the device for catching balls in its upper part. In the lower part, the assembly is centered - it is freely located inside the output sleeve. The guide ring is located above the seat, which is installed in a detachable way in a socket of the spool sleeve, and which rests on a socket ledge, a pair of radial holes is made in the spool sleeve.
EFFECT: installation and dismantling works are simplified, the reliability of the sub operation is increased.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для переключения потока бурового раствора из полости бурильной колонны в затрубное пространство. Устройство содержит циркуляционный клапан и циркуляционный переводник в соединенном виде - циркуляционный переводник. Изобретение предназначено для его использования в бурильной технике.The invention relates to a device for switching the flow of drilling fluid from the cavity of the drill string to the annulus. The device contains a circulation valve and a circulation sub in the connected form - a circulation sub. The invention is intended for use in drilling equipment.

Из патентной документации известны циркуляционные переводники и циркуляционные клапаны (RU 2599120, 10.10.2016. RU 2599119, 10.10.2016. RU 181350 U1, 11.07.2018. RU 2658851, 25.06.2018. US 2018306000 A1, 25.11.2018. US 2018179844 A1, 28.06.2018. CN 108678694 A, 19.10.2018. СА 29995271 А1. 15.08.2018. СА 3007461 А1. 09.06.2016. NO 20180345 A1. 09.03.2018).Circulation subs and circulation valves are known from patent documentation (RU 2599120, 10.10.2016. RU 2599119, 10.10.2016. RU 181350 U1, 11.07.2018. RU 2658851, 25.06.2018. US 2018306000 A1, 25.11.2018. US 2018179844 A1 , 28.06.2018. CN 108678694 A, 19.10.2018. CA 29995271 A1. 15.08.2018. CA 3007461 A1. 09.06.2016. NO 20180345 A1. 09.03.2018).

Из известных наиболее близким к представленному в данном описании техническому решению является циркуляционный клапан, описанный в патенте RU 2599120 C1, который содержит трубчатый корпус, золотниковую втулку, расположенную внутри корпуса, расположенное в центральном канале золотниковой втулки седло, направляющее кольцо, расположенное во входной части корпуса. Внутри корпуса установлена пружина, прижимающая золотниковую втулку к направляющему кольцу. Через внутреннюю полость корпуса, полость направляющего кольца, полость седла и полость золотниковой втулки осуществляется насосная подача текучей среды. В корпусе закреплены два циркуляционных порта и с расходными отверстиями. Циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой в не активном режиме работы, при котором осуществляется насосная подача текучей среды по бурильной колонне. Циркуляционные порты открыты в активном режиме, при котором обеспечивают сообщение с внутренним пространством бурильной колонны. Прототип содержит сбрасываемый активационный шар, выполненный с возможностью его деформации и прохождения через седло при движении текучей среды по бурильной колонне. Клапан также содержит два запирающих шара, сбрасываемых друг за другом, взаимодействующих с циркуляционными портами для блокирования потока текучей среды через указанные циркуляционные порт. Прототип содержит также скрепленный с корпусом резьбовой трубчатый корпус с расположенным внутри него устройством для улавливания шаров, прошедших с потоком текучей среды через седло. Прототип содержит гильзу, расположенную внутри трубчатого корпуса, золотниковая втулка выполнена сплошной, размещена с возможностью продольного перемещения внутри гильзы и снабжена собственными наружными уплотнениями, контактирующими с внутренней поверхностью гильзы. В не активном режиме, при котором циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой и осуществляется насосная подача текучей среды по бурильной колонне, указанные циркуляционные порты расположены ниже по потоку от седла. Собственные наружные уплотнения золотниковой втулки расположены по разные стороны относительно циркуляционных портов. В активном режиме, при котором циркуляционные порты открыты и обеспечивают сообщение с внутренним пространством бурильной колонны, верхний по потоку край золотниковой втулки расположен ниже по потоку от циркуляционных портов. Гильза выполнена со сквозными боковыми отверстиями. Каждый циркуляционный порт выполнен с выступающим внутрь от внутренней поверхности корпуса краем. Гильза зафиксирована каждым сквозным боковым отверстием относительно края направленного внутрь циркуляционного порта. Внутренний профиль входной части расходного отверстия каждого циркуляционного порта выполнено конфузорным в направлении наружной поверхности трубчатого корпуса (RU 2599120 С1, 10.10.2016 - прототип).Of the known, the closest to the technical solution presented in this description is a circulation valve described in patent RU 2599120 C1, which contains a tubular body, a spool sleeve located inside the body, a saddle located in the central channel of the spool sleeve, a guide ring located in the inlet part of the body ... A spring is installed inside the housing, which presses the spool sleeve against the guide ring. Through the inner cavity of the body, the cavity of the guide ring, the cavity of the seat and the cavity of the spool sleeve, the pumping supply of the fluid is carried out. The housing contains two circulation ports and one with flow holes. The circulation ports are closed with a spool sleeve in an inactive mode of operation, in which a pumping supply of fluid is carried out through the drill string. The circulation ports are open in an active mode, in which they provide communication with the interior of the drill string. The prototype contains a releasable activation ball configured to deform and pass through the seat as the fluid moves along the drill string. The valve also contains two closing balls, discharged one after the other, interacting with circulation ports to block the flow of fluid through said circulation ports. The prototype also contains a threaded tubular body fastened to the body with a device located inside it for capturing balls that have passed with a fluid flow through the seat. The prototype contains a sleeve located inside the tubular body, the spool sleeve is solid, placed with the possibility of longitudinal movement inside the sleeve and is equipped with its own outer seals in contact with the inner surface of the sleeve. In the inactive mode, in which the circulation ports are closed with a spool sleeve and fluid is pumped through the drill string, these circulation ports are located downstream of the seat. The spool sleeve's own outer seals are located on opposite sides of the circulation ports. In active mode, in which the circulation ports are open and provide communication with the interior of the drill string, the upstream edge of the spool sleeve is located downstream of the circulation ports. The sleeve is made with through side holes. Each circulation port is made with an edge protruding inwardly from the inner surface of the housing. The sleeve is fixed by each side through hole relative to the edge of the inwardly directed circulation port. The inner profile of the inlet part of the flow opening of each circulation port is converging towards the outer surface of the tubular body (RU 2599120 C1, 10.10.2016 - prototype).

В прототипе выходная часть гильзы выполнена с упорным буртом, контактирующим в активном режиме, при котором циркуляционные порты открыты, с торцом золотниковой втулки, с возможностью сообщения в не активном режиме, при котором циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой. Клапан имеет полости, образованные внутренним диаметром гильзы и наружным диаметром хвостовика золотниковой втулки, в полостях размещена пружина. Полости образованы собственным наружным уплотнением золотниковой втулки, упорным буртом выходной части гильзы и внутренней полостью трубчатого корпуса. Внутренний профиль направляющего кольца выполнен конфузорным в направлении входной части золотниковой втулки, при этом в неактивном режиме, при котором циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой, образующая конфузорной поверхности направляющего кольца расположена над внутренней поверхностью входной части золотниковой втулки. Внутренний профиль выходной части трубчатого корпуса выполнен диффузорным в направлении устройства для улавливания шаров, прошедших с потоком текучей среды через седло золотниковой втулки.In the prototype, the outlet part of the sleeve is made with a thrust shoulder contacting in an active mode, in which the circulation ports are open, with the end of the spool sleeve, with the possibility of communication in an inactive mode, in which the circulation ports are closed by the spool sleeve. The valve has cavities formed by the inner diameter of the sleeve and the outer diameter of the stem of the spool sleeve; a spring is placed in the cavities. The cavities are formed by their own outer seal of the spool sleeve, the thrust shoulder of the outlet part of the sleeve, and the inner cavity of the tubular body. The inner profile of the guide ring is converging towards the inlet part of the spool sleeve, while in inactive mode, in which the circulation ports are closed by the spool sleeve, forming the converging surface of the guide ring is located above the inner surface of the inlet part of the spool sleeve. The inner profile of the outlet part of the tubular body is made diffuser in the direction of the device for capturing the balls that have passed with the fluid flow through the seat of the spool sleeve.

В прототипе золотниковая втулка может не открыть полностью отверстия портов, так как ее поджимает пружина, уровень сжатия которой зависит от перепада давления на циркуляционных портах. В этом случае шарики не смогут полностью закрыть отверстия портов и блокировать поток бурового раствора через циркуляционные порты, при этом они не смогут переключить режим работы клапана. В прототипе шарики прижимаются давлением бурового раствора к отверстиям портов. При большом перепаде давления усилия пружины не достаточно для того чтобы столкнуть их от циркуляционных портов и завершить цикл переключения.In the prototype, the spool sleeve may not fully open the port openings, since it is pressed by a spring, the compression level of which depends on the pressure drop across the circulation ports. In this case, the balls will not be able to completely close the port openings and block the flow of drilling fluid through the circulation ports, nor will they be able to switch the valve operation mode. In the prototype, the balls are pressed by the pressure of the drilling fluid against the port holes. With a large differential pressure, the spring force is not sufficient to push them away from the circulation ports and complete the switching cycle.

Конструкция известного циркуляционного клапана выполняет также функции переводника и при этом она является сравнительно сложной в части удобства монтажно-демонтажных работ, что отрицательно влияет на надежность его работы.The design of the known circulating valve also serves as a sub, and at the same time it is relatively complex in terms of ease of assembly and disassembly, which negatively affects the reliability of its operation.

Техническим результатом циркуляционного переводника, представленного в данном описании, является упрощение монтажно-демонтажных работ и повышение надежности работы переводника.The technical result of the circulating sub, presented in this description, is to simplify assembly and dismantling works and increase the reliability of the sub.

Технический результат достигается циркуляционным переводником, содержащим корпус с расположенными в нем золотниковой втулкой с седлом, направляющим кольцом во входной части корпуса, пружину в корпусе, прижимающую золотниковую втулку к направляющему кольцу, в корпусе имеются два циркуляционных порта с расходными отверстиями, гильза с боковыми отверстиями и расположенной в ней золотниковой втулкой с возможностью ее перемещения в гильзе, имеющей в выходной части бурт, каждый циркуляционный порт выполнен с выступающим внутрь корпуса краем порта, гильза зафиксирована каждым краем порта, расположенном в боковом отверстии, с корпусом скреплен резьбовой корпус устройства для улавливания шаров и в нем расположена фильтрующая труба со щелями в ее стенке и соединенными с ней входной втулкой и выходным фланцем, причем направляющее кольцо выполнено с резьбой на наружной поверхности, завинченной в резьбу входной части корпуса, упорный бурт образован фланцем, закрепленным на торце гильзы, фланец имеет выступы, входящие в пазы хвостовика золотниковой втулки, фильтрующая труба соединена сваркой с входной втулкой и выходным фланцем в один съемный узел переводника, подвешенный на внутренней конусной поверхности корпуса устройства для улавливания шаров в его верхней части, причем в нижней части этого корпуса указанный узел центрирован - он свободно расположен внутри выходной втулки, причем направляющее кольцо расположено над седлом, разъемно установленном в гнезде золотниковой втулки и опирающемся на уступ гнезда, в золотниковой втулке выполнена пара радиальных отверстий, расположенных с возможностью совмещения с отверстиями портов.The technical result is achieved by a circulation sub containing a body with a spool sleeve with a seat, a guide ring in the inlet part of the body, a spring in the body, pressing the spool sleeve to the guide ring, the body has two circulation ports with flow holes, a sleeve with side holes and a spool sleeve located in it with the possibility of its movement in a sleeve having a collar in the outlet part, each circulation port is made with a port edge protruding into the body, the sleeve is fixed by each port edge located in a side hole, a threaded body of the device for catching balls is attached to the body, and it contains a filter pipe with slots in its wall and an inlet sleeve and an outlet flange connected to it, and the guide ring is threaded on the outer surface screwed into the thread of the inlet part of the housing, the thrust collar is formed by a flange fixed to the end of the sleeve, the flange has t protrusions entering the grooves of the stem of the spool sleeve, the filter pipe is welded to the inlet sleeve and the outlet flange into one removable sub assembly suspended on the inner tapered surface of the body of the device for catching balls in its upper part, and in the lower part of this body, the specified assembly is centered - it is freely located inside the outlet sleeve, and the guide ring is located above the seat, which is detachably installed in the seat of the spool sleeve and rests on the shoulder of the seat; a pair of radial holes is made in the spool sleeve, which are arranged so that they can be aligned with the port holes.

На наружном торце направляющего кольца выполнены зацепы под монтажный ключ.On the outer end of the guide ring there are hooks for the assembly key.

На фиг. 1 показан циркуляционный переводник в продольном разрезе и поперечном разрезе по А-А.FIG. 1 shows the circulation sub in longitudinal section and cross-section along AA.

На фиг. 2 - циркуляционный переводник в процессе перепуска бурового раствора в затрубное пространство.FIG. 2 - circulation sub in the process of bypassing the drilling fluid into the annulus.

На фиг. 3 - циркуляционный переводник с расположенными в нем шарами в рабочих положениях.FIG. 3 - circulation sub with balls located in it in working positions.

На фиг. 4 - циркуляционный переводник с расположенными в нем шарами в падающих положениях.FIG. 4 - circulating sub with balls located in it in falling positions.

Циркуляционный переводник содержит трубчатый корпус 1, расположенную внутри корпуса 1 золотниковую втулку 2, седло 3, которое расположено в центральном канале 4 золотниковой втулки 2, направляющее кольцо 5, расположенное во входной части корпуса. Внутри корпуса установлена пружина 6, прижимающая золотниковую втулку 2 к направляющему кольцу-гайке 5. Через внутреннюю полость 7 корпуса, полость направляющего кольца, полость 8 седла 3 и центральный канал 4 золотниковой втулки 2 осуществляется насосная подача текучего бурового раствора 9 (условно показан множеством точек).The circulating sub contains a tubular body 1, a spool sleeve 2 located inside the body 1, a seat 3, which is located in the central channel 4 of the spool sleeve 2, a guide ring 5 located in the inlet part of the body. A spring 6 is installed inside the body, pressing the spool sleeve 2 to the guide ring-nut 5. Through the inner cavity 7 of the body, the cavity of the guide ring, the cavity 8 of the seat 3 and the central channel 4 of the spool sleeve 2, a pumping supply of fluid drilling mud 9 is carried out (conventionally shown by a set of points ).

В корпусе 1 закреплены два циркуляционных порта 10 и 11 с расходными отверстиями 12 и 13. Циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой 2 в не активном режиме работы переводника, при котором осуществляется насосная подача бурового раствора по бурильной колонне. Циркуляционные порты открыты в активном режиме, при котором обеспечивается сообщение затрубного пространства с внутренним пространством бурильной колонны.Two circulation ports 10 and 11 with flow holes 12 and 13 are fixed in the body 1. The circulation ports are closed by the spool sleeve 2 in the inactive mode of the sub operation, in which the drilling fluid is pumped through the drill string. The circulation ports are open in an active mode, which provides a connection between the annular space and the inner space of the drill string.

Переводник в процессе его работы содержит сбрасываемый в него активационный шар 14 (показан пунктиром), выполненный с возможностью его деформации при прохождении через седло 3 при движении бурового раствора по бурильной колонне, а также два запирающих шара 15 и 16 (показаны пунктиром). Шары 15 и 16 при их сбрасывании друг за другом, взаимодействуют с циркуляционными портами 10 и 11 и блокируют поток бурового раствора через циркуляционные порты.The sub, in the course of its operation, contains an activation ball 14 (shown by a dotted line) that is dropped into it, made with the possibility of its deformation when passing through the saddle 3 when the drilling fluid moves along the drill string, as well as two locking balls 15 and 16 (shown by a dotted line). Balls 15 and 16, when dropped one after another, interact with circulation ports 10 and 11 and block the flow of drilling fluid through the circulation ports.

Переводник содержит скрепленный с корпусом 1 резьбовой трубчатый корпус 17 с расположенным внутри него устройством для улавливания шаров 14, 15 и 16, прошедших с потоком текучей среды через седло 3.The sub contains a threaded tubular body 17 fastened to the body 1 with a device located inside it for capturing balls 14, 15 and 16 that have passed with a fluid flow through the seat 3.

В корпусе 1 установлена гильза 18, в которой подвижно расположена золотниковая втулка 2 с возможностью ее продольного перемещения внутри гильзы 18. Втулка 2 снабжена собственными наружными уплотнениями 19, контактирующими с внутренней поверхностью гильзы 18. В не активном режиме, при котором циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой и осуществляется насосная подача бурового раствора по бурильной колонне. При этом в данном положении указанные циркуляционные порты 10 и 11 расположены ниже седла 3 в направлении движения потока бурового раствора.The sleeve 18 is installed in the body 1, in which the spool sleeve 2 is movably located with the possibility of its longitudinal movement inside the sleeve 18. The sleeve 2 is equipped with its own outer seals 19 in contact with the inner surface of the sleeve 18. In an inactive mode, in which the circulation ports are closed by the spool sleeve and the pumping of the drilling fluid through the drill string is carried out. Moreover, in this position, these circulation ports 10 and 11 are located below the seat 3 in the direction of the flow of the drilling fluid.

Наружные уплотнения 19 золотниковой втулки 2 расположены по разные стороны относительно циркуляционных портов 10 и 11. В активном режиме, при котором циркуляционные порты открыты и обеспечивают сообщение с внутренним пространством бурильной колонны, верхний край золотниковой втулки 2 расположен выше циркуляционных портов 10 и 11 в направлении движения потока бурового раствора.The outer seals 19 of the spool sleeve 2 are located on opposite sides of the circulation ports 10 and 11. In the active mode, in which the circulation ports are open and provide communication with the inner space of the drill string, the upper edge of the spool sleeve 2 is located above the circulation ports 10 and 11 in the direction of movement drilling fluid flow.

Гильза 18 выполнена со сквозными боковыми отверстиями 20 и 21, каждый циркуляционный порт выполнен с выступающим внутрь от внутренней поверхности корпуса краем 22. Гильза 18 зафиксирована каждым сквозным боковым отверстием 21 относительно края 22 направленного внутрь циркуляционного порта. Внутренний профиль входной части каждого расходного отверстия циркуляционного порта выполнено конфузорным в направлении наружной поверхности трубчатого корпуса.The sleeve 18 is made with through side holes 20 and 21, each circulation port is made with an edge 22 protruding inward from the inner surface of the housing. The sleeve 18 is fixed by each through side hole 21 relative to the edge 22 of the inwardly directed circulation port. The inner profile of the inlet part of each flow port of the circulation port is converging towards the outer surface of the tubular body.

Выходная часть гильзы 18 выполнена с упорным буртом 23, контактирующим в активном режиме (при котором циркуляционные порты открыты) с торцом 24 золотниковой втулки 2 для обеспечения возможности сообщения рабочих полостей переводника. Переводник имеет полости 25 и 26, образованные внутренним диаметром гильзы и наружным диаметром хвостовика золотниковой втулки, при этом пружина 6 размещена в полостях 25 и 26. Полости ограничены собственным наружным уплотнением 19 золотниковой втулки, упорным буртом 23 выходной части гильзы и внутренней полостью трубчатого корпуса 1.The outlet part of the sleeve 18 is made with a thrust collar 23 in active mode (in which the circulation ports are open) with the end face 24 of the spool sleeve 2 to enable communication between the working cavities of the sub. The sub has cavities 25 and 26 formed by the inner diameter of the sleeve and the outer diameter of the stem of the spool sleeve, while the spring 6 is located in the cavities 25 and 26. The cavities are bounded by their own outer seal 19 of the spool sleeve, the thrust shoulder 23 of the outlet part of the sleeve and the inner cavity of the tubular body 1 ...

Внутренний профиль 27 направляющего кольца 5 выполнен конфузорным в направлении входной части золотниковой втулки 2, при этом в не активном режиме, при котором циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой, внутренний профиль 27 направляющего кольца 5 расположен над внутренней поверхностью входной части золотниковой втулки.The inner profile 27 of the guide ring 5 is converging towards the inlet part of the spool sleeve 2, while in the inactive mode, in which the circulation ports are closed by the spool sleeve, the inner profile 27 of the guide ring 5 is located above the inner surface of the inlet part of the spool sleeve.

Внутренний профиль 28 выходной части трубчатого корпуса 1 выполнен диффузорным в направлении устройства 29 для улавливания шаров, прошедших с потоком текучей среды через седло 3 золотниковой втулки. Упорный бурт 23 образован фланцем 30, закрепленным на торце гильзы 18, причем фланец имеет два выступа, которые заходят в два паза хвостовика золотниковой втулки 31.The inner profile 28 of the outlet part of the tubular body 1 is made diffuser in the direction of the device 29 for capturing the balls that have passed with the fluid flow through the seat 3 of the spool sleeve. The thrust shoulder 23 is formed by a flange 30 fixed to the end of the sleeve 18, and the flange has two protrusions that go into two grooves of the stem of the spool sleeve 31.

Устройство 29 для улавливания шаров выполнено в виде фильтрующей трубы 32 со щелями 33 в ее стенке, концевые части фильтрующей трубы 32 жестко соединены сваркой, соответственно, с входной втулкой 34 и выходным фланцем 37. Фильтрующая труба 32, ее втулки 34 и фланец 37 расположены в полости корпуса 17 устройства 29 для улавливания шаров. Входная втулка 34 имеет наружную конусную поверхность, которой она упирается во внутреннюю конусную поверхность корпуса 17, при этом труба 32 свободно подвешена внутри корпуса 17. В нижней части корпуса 17 имеется выходная втулка 35 с ребрами жесткости 36, в которую свободно заходит выходной фланец 37 и центрируется внутри отверстия корпуса 17.The device 29 for catching balls is made in the form of a filter pipe 32 with slots 33 in its wall, the end parts of the filter pipe 32 are rigidly welded, respectively, to the inlet sleeve 34 and the outlet flange 37. The filter pipe 32, its sleeves 34 and flange 37 are located in the cavity of the housing 17 of the device 29 for catching balls. The inlet sleeve 34 has an outer tapered surface, with which it abuts against the inner tapered surface of the body 17, while the pipe 32 is freely suspended inside the body 17. In the lower part of the body 17 there is an outlet sleeve 35 with stiffening ribs 36, into which the outlet flange 37 freely fits and centered inside the housing bore 17.

Направляющее кольцо-гайка 5 расположено над седлом 3, которое разъемно установлено в гнезде золотниковой втулки 2 и опирается на уступ гнезда. Для совмещения отверстий 38 золотниковой втулки 2 с отверстиями 12 в портах 10 и 11, их фиксации в этом положении - в нижней части золотниковой втулки имеются хвостовик 31, имеющий два паза, в которые входят два выступа на фланце 30 гильзы 18.The guide ring nut 5 is located above the seat 3, which is detachably mounted in the seat of the spool sleeve 2 and rests on the shoulder of the seat. To align the holes 38 of the spool sleeve 2 with the holes 12 in ports 10 and 11, to fix them in this position, there is a shank 31 in the lower part of the spool sleeve, which has two grooves, into which two protrusions on the flange 30 of the sleeve 18 enter.

Резьбовой трубчатый корпус 17 с расположенным внутри него устройством для улавливания шаров 15 и 16 имеет наружную обточку, уменьшающую диаметр корпуса 17 в его средней части 39, что снижает жесткость корпуса 17, выполняющего функцию более гибкого переводника. Данная гибкость облегчает прохождение компоновки низа буровой колонны через искривленные участки скважины, уменьшает изгибающие усилия на резьбах корпуса 17 и повышает надежность переводника.The threaded tubular body 17 with a device for catching balls 15 and 16 located inside it has an external turning, which reduces the diameter of the body 17 in its middle part 39, which reduces the rigidity of the body 17, which serves as a more flexible sub. This flexibility facilitates passage of the BHA through deviated portions of the wellbore, reduces bending forces on the body 17 threads, and increases the reliability of the sub.

Работает циркуляционный переводник следующим образом. В пассивном режиме работы переводника поток бурового раствора свободно проходит через внутренний центральный канал переводника. Для активации переводника в полость труб сбрасывается шар 14 активации (фиг. 2), который осаживается в седле 3 и перекрывает собой полость 8 седла 3 и канал 4 золотниковой втулки 2. При этом седло 3 вместе с золотниковой втулкой 2 смещается вниз и сжимает пружину 6. Отверстия 38 в золотниковой втулке 2 совмещаются с расходными отверстиями 12 циркуляционных портов 10 и 11. Поток бурового раствора из внутреннего пространства труб направляется в затрубное пространство (поток заштрихован точками).The circulating sub works as follows. In the passive mode of the sub operation, the flow of drilling fluid freely passes through the inner center channel of the sub. To activate the sub, an activation ball 14 is dropped into the pipe cavity (Fig. 2), which settles in the seat 3 and overlaps the cavity 8 of the seat 3 and channel 4 of the spool sleeve 2. In this case, the seat 3, together with the spool sleeve 2, is displaced downward and compresses the spring 6 The holes 38 in the spool sleeve 2 are aligned with the flow holes 12 of the circulation ports 10 and 11. The flow of drilling fluid from the inner space of the pipes is directed into the annulus (the flow is shaded with dots).

Для деактивации переводника внутрь сбрасываются два шара 15, 16 (фиг. 3), которые проталкиваются потоком бурового раствора и перекрывают отверстия в золотниковой втулке, при этом давление бурового раствора возрастает и шар активации 14 проталкивается через седло 3 золотниковой втулки. Под действием пружины золотниковая втулка поднимается вверх и перекрывает циркуляционные порты. Шары деактивации смываются буровым раствором и скапливаются в шароуловителе (фиг. 4).To deactivate the sub, two balls 15, 16 are dropped inward (Fig. 3), which are pushed by the flow of drilling fluid and close the holes in the spool sleeve, while the pressure of the drilling fluid increases and the activation ball 14 is pushed through the seat 3 of the spool sleeve. The spring pushes the spool sleeve upward and closes the circulation ports. The balls of deactivation are washed off by the drilling fluid and accumulate in the ball trap (Fig. 4).

В отличие от прототипа, в верхней части золотниковой втулки представленного циркуляционного переводника имеются два отверстия 38, которые при активном режиме работы переводника совмещаются с отверстиями 12 циркуляционных портов. В сравнении с прототипом данный признак представленного циркуляционного переводника является существенным, обеспечивающим надежность работы переводника.In contrast to the prototype, in the upper part of the spool sleeve of the presented circulation sub there are two holes 38, which, when the sub is active, are aligned with the holes 12 of the circulation ports. In comparison with the prototype, this feature of the presented circulation sub is essential, ensuring the reliability of the sub.

Также, в представленном циркуляционном переводнике, в случае если отверстия в золотниковой втулке не полностью открывают циркуляционные порты, шары гарантированно полностью перекрывают отверстия в золотниковой втулке и переключают режим работы переводника, вне зависимости от перепада давления раствора на циркуляционных портах. После проталкивания шара 14 активации через седло, под действием пружины золотниковая втулка 2 вместе с шарами 15, 16 выталкивается вверх, циркуляционные отверстия перекрываются, на шары не действует перепад давления раствора, и они свободно смываются раствором.Also, in the presented circulation sub, if the holes in the spool sleeve do not fully open the circulation ports, the balls are guaranteed to completely overlap the holes in the spool sleeve and switch the operating mode of the sub, regardless of the solution pressure drop across the circulation ports. After pushing the activation ball 14 through the seat, under the action of the spring, the spool sleeve 2, together with the balls 15, 16, is pushed upward, the circulation holes are closed, the solution pressure drop does not act on the balls, and they are freely washed off by the solution.

В сравнении с прототипом упрощение монтажно-демонтажных работ и повышение надежности работы переводника достигается тем, что в конструкцию переводника введены направляющее кольцо 5 с наружной резьбой, позволяющее сжимать пружину при сборке переводника без использования дополнительных приспособлений для сжатия пружины. Применение золотниковой втулки 2 с двумя радиальными отверстиями 38 повышает надежность переключения режимов работы переводника вне зависимости от перепада давления на циркуляционных портах. Пружина 6 в неактивном режиме работы, когда через внутреннюю полость переводника осуществляется насосная подача бурового раствора (в течение основного времени работы) находится в закрытых полостях 25, 26 и не подвержена размыву потоком бурового раствора.In comparison with the prototype, the simplification of assembly and disassembly work and an increase in the reliability of the sub operation is achieved by the fact that a guide ring 5 with an external thread is introduced into the sub design, which allows the spring to be compressed when assembling the sub without using additional devices for spring compression. The use of a spool sleeve 2 with two radial holes 38 increases the reliability of switching the operating modes of the sub, regardless of the pressure drop across the circulation ports. Spring 6 in the inactive mode of operation, when the pumping supply of drilling fluid is carried out through the internal cavity of the sub (during the main operating time) is in the closed cavities 25, 26 and is not subject to erosion by the flow of drilling fluid.

Корпус 17 шароуловителя имеет наружную обточку, уменьшающую диаметр корпуса в его средней части, что снижает жесткость корпуса, выполняющего функцию «гибкого» переводника. Данная гибкость облегчает прохождение компоновки низа буровой колонны через искривленные участки скважины, уменьшает изгибающие усилия на резьбах и повышает надежность переводника.The body 17 of the ball trap has an external turning, which reduces the diameter of the body in its middle part, which reduces the rigidity of the body, which functions as a "flexible" sub. This flexibility facilitates the passage of the BHA through deviated sections of the borehole, reduces bending forces on the threads, and increases the reliability of the sub.

Поскольку указанные в описании узлы переводника выполнены съемными, то существенно упрощаются мотажно-демонтажные работы, связанные как с изготовлением переводника, так и с его обслуживанием и ремонтом в процессе эксплуатации.Since the sub assemblies indicated in the description are removable, the assembly and dismantling works associated with both the manufacture of the sub and its maintenance and repair during operation are greatly simplified.

Технический результат получен циркуляционным переводником, характеризующимся совокупностью его конструктивных признаков, заключающейся в том, что циркуляционный переводник (фиг. 1) содержит трубчатый корпус 1, расположенную внутри корпуса 1 золотниковую втулку 2 с седлом 3, направляющее кольцо 5, расположенное во входной части корпуса, пружину 6 внутри корпуса, прижимающую золотниковую втулку 2 к направляющему кольцу 5, при этом в корпусе 1 закреплены два циркуляционных порта 10 и 11 с расходными отверстиями 12 и 13, при этом переводник содержит скрепленный с корпусом 1 резьбовой трубчатый корпус 17 с расположенным внутри него устройством для улавливания шаров, прошедших с потоком текучей среды через седло 3, при этом в корпусе 1 установлена гильза 18 с боковыми отверстиями 20 и 21, в которой установлена золотниковая втулка 2 с возможностью ее продольного перемещения внутри гильзы 18, при этом каждый циркуляционный порт выполнен с выступающим внутрь корпуса краем 22 порта, гильза 18 зафиксирована каждым сквозным боковым отверстием 21 относительно края 22 порта, выходная часть гильзы 18 имеет бурт 23, при этом переводник имеет устройство 29 для улавливания шаров, выполненное в виде фильтрующей трубы 32 со щелями 33 в ее стенке, концевые части фильтрующей трубы 32 жестко соединены сваркой, соответственно с входной втулкой 34 и выходным фланцем 37, при этом фильтрующая труба 32 и ее втулки 34 и фланец 37 расположены в полости корпуса 17 устройства 29 для улавливания шаров при этом входная втулка 34 имеет наружную конусную поверхность, которой она упирается во внутреннюю конусную поверхность корпуса 17 и труба 32 свободно подвешена внутри корпуса 17. В нижней части корпуса 17 имеется выходная втулка 35 с ребрами жесткости 36 в которую свободно заходит выходной фланец 37 и центрируется внутри отверстия корпуса 17, причем циркуляционный переводник отличается тем, что направляющее кольцо выполнено с резьбой на наружной поверхности, завинченной в резьбу входной части корпуса для чего на наружном торце направляющего кольца выполнены зацепы под монтажный ключ, при этом направляющее кольцо выполнено заодно с зацепами и представляет собой направляющее кольцо-гайку, упорный бурт 23 образован фланцем 30, закрепленным на торце гильзы 18, причем фланец 30 имеет расположенную внутри пружины 6 направляющую 31 для перемещения по ней нижней части золотниковой втулки 2, входная втулка 34 приварена к фильтрующей трубе 32 заподлицо с торцом этой трубы 32, выходная втулка 35 имеет сквозной канал с ребрами 36 жесткости в канале, над ребрами жесткости расположен фланец 37, жестко соединенный с концом фильтрующей трубы 32 при этом входная втулка 34, фильтрующая труба 32 и выходной фланец 37 жестко соединены между собой сваркой и в соединенном положении представляют собой съемный узел переводника, направляющее кольцо-гайка 5 расположено над седлом 3, которое разъемно установлено в гнезде золотниковой втулки 2 и опирается на уступ гнезда, а в золотниковой втулке выполнена пара радиальных отверстий, расположенных с возможностью совмещения с отверстиями 12 портов 10 и 11.The technical result is obtained by a circulating sub, characterized by a set of its design features, which consists in the fact that the circulating sub (Fig. 1) contains a tubular body 1, located inside the body 1, a slide sleeve 2 with a seat 3, a guide ring 5 located in the inlet part of the body, a spring 6 inside the body, pressing the spool sleeve 2 to the guide ring 5, while in the body 1 there are two circulation ports 10 and 11 with flow holes 12 and 13, while the sub contains a threaded tubular body 17 fastened to the body 1 with a device located inside it for capturing the balls that have passed with the fluid flow through the seat 3, while in the body 1 there is a sleeve 18 with side holes 20 and 21, in which a spool sleeve 2 is installed with the possibility of its longitudinal movement inside the sleeve 18, with each circulation port being made with the edge 22 of the port protruding into the housing, sleeve 18 behind is fixed by each through side hole 21 relative to the edge 22 of the port, the outlet part of the sleeve 18 has a shoulder 23, while the sub has a device 29 for catching balls, made in the form of a filter pipe 32 with slots 33 in its wall, the end parts of the filter pipe 32 are rigidly welded , respectively with the inlet sleeve 34 and the outlet flange 37, while the filter pipe 32 and its sleeves 34 and the flange 37 are located in the cavity of the body 17 of the device 29 for catching balls, while the inlet sleeve 34 has an outer conical surface, with which it abuts against the inner conical surface of the body 17 and the pipe 32 freely suspended inside the body 17. In the lower part of the body 17 there is an outlet sleeve 35 with stiffening ribs 36 into which the outlet flange 37 freely fits and is centered inside the opening of the body 17, and the circulation sub is characterized in that the guide ring is threaded on the outer surface screwed into the thread of the inlet part of the body and why on the outer end of the guide ring there are hooks for the mounting key, while the guide ring is made integral with the hooks and is a guide ring-nut, the thrust shoulder 23 is formed by a flange 30 fixed to the end of the sleeve 18, and the flange 30 has a spring located inside 6 guide 31 for moving the lower part of the spool sleeve 2 along it, the inlet sleeve 34 is welded to the filter pipe 32 flush with the end of this pipe 32, the outlet sleeve 35 has a through channel with ribs 36 in the channel, above the ribs there is a flange 37, rigidly connected with the end of the filter pipe 32, while the inlet sleeve 34, the filter pipe 32 and the outlet flange 37 are rigidly connected to each other by welding and in the connected position represent a removable sub assembly, the guide ring nut 5 is located above the seat 3, which is detachably mounted in the seat of the spool sleeve 2 and rests on the shoulder of the socket, and in the spool sleeve there is a pa radial holes located with the possibility of alignment with holes 12 of ports 10 and 11.

Claims (2)

1. Циркуляционный переводник, содержащий корпус и расположенные в нем золотниковую втулку с седлом, направляющим кольцом во входной части корпуса, пружину в корпусе, прижимающую золотниковую втулку к направляющему кольцу, в корпусе имеются два циркуляционных порта с расходными отверстиями, гильза с боковыми отверстиями и расположенной в ней золотниковой втулкой с возможностью ее перемещения в гильзе, имеющей в выходной части упорный бурт, каждый циркуляционный порт выполнен с выступающим внутрь корпуса краем порта, гильза зафиксирована каждым краем порта, расположенным в боковом отверстии гильзы, с корпусом скреплен резьбовой корпус устройства для улавливания шаров и в нем расположена фильтрующая труба со щелями в ее стенке и соединенными с ней входной втулкой и выходным фланцем, отличающийся тем, что направляющее кольцо выполнено с резьбой на наружной поверхности, завинченной в резьбу входной части корпуса, упорный бурт образован фланцем, закрепленным на торце гильзы, фланец имеет выступы, входящие в пазы хвостовика золотниковой втулки, фильтрующая труба соединена сваркой с входной втулкой и выходным фланцем в один съемный узел переводника, подвешенный на внутренней конусной поверхности корпуса устройства для улавливания шаров в его верхней части, причем в нижней части этого корпуса указанный узел центрирован - он свободно расположен внутри выходной втулки, причем направляющее кольцо расположено над седлом, разъемно установленным в гнезде золотниковой втулки и опирающимся на уступ гнезда, в золотниковой втулке выполнена пара радиальных отверстий, расположенных с возможностью совмещения с отверстиями портов.1. A circulating sub containing a body and a spool sleeve with a seat located in it, a guide ring in the inlet part of the body, a spring in the body that presses the spool sleeve to the guide ring, the body has two circulation ports with flow holes, a sleeve with side holes and in it by a spool sleeve with the possibility of its movement in a sleeve having a stop shoulder in the outlet part, each circulation port is made with a port edge protruding into the body, the sleeve is fixed by each port edge located in the side hole of the sleeve, a threaded body of the device for catching balls is fastened to the body and it contains a filter pipe with slots in its wall and an inlet sleeve and an outlet flange connected to it, characterized in that the guide ring is threaded on the outer surface screwed into the thread of the inlet part of the housing, the thrust collar is formed by a flange fixed to the end of the sleeve , the flange is high blunts entering the grooves of the stem of the spool sleeve, the filter pipe is welded to the inlet sleeve and the outlet flange into one removable sub assembly suspended on the inner conical surface of the body of the device for catching balls in its upper part, and in the lower part of this body, the specified assembly is centered - it is freely located inside the outlet sleeve, and the guide ring is located above the seat, which is detachably mounted in the seat of the spool sleeve and rests on the shoulder of the seat; a pair of radial holes is made in the spool sleeve, which are arranged so that they can be aligned with the port holes. 2. Циркуляционный переводник по п. 1, отличающийся тем, что на наружном торце направляющего кольца выполнены зацепы под монтажный ключ.2. The circulating sub according to claim 1, characterized in that on the outer end of the guide ring there are hooks for the assembly key.
RU2019120279A 2019-06-28 2019-06-28 Circulation sub RU2755981C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120279A RU2755981C2 (en) 2019-06-28 2019-06-28 Circulation sub

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019120279A RU2755981C2 (en) 2019-06-28 2019-06-28 Circulation sub

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019120279A RU2019120279A (en) 2020-12-28
RU2019120279A3 RU2019120279A3 (en) 2021-08-05
RU2755981C2 true RU2755981C2 (en) 2021-09-23

Family

ID=74106239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019120279A RU2755981C2 (en) 2019-06-28 2019-06-28 Circulation sub

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755981C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774306C1 (en) * 2021-04-05 2022-06-17 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Circulation valve of a drill string

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6923255B2 (en) * 2000-08-12 2005-08-02 Paul Bernard Lee Activating ball assembly for use with a by-pass tool in a drill string
RU2599120C1 (en) * 2015-06-05 2016-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Circulation valve of drill column
RU2681774C1 (en) * 2018-02-26 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Drill string circulation valve
RU2682271C1 (en) * 2018-04-11 2019-03-18 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Circulation valve of drill column
RU194815U1 (en) * 2019-08-14 2019-12-24 Закрытое акционерное общество "Технобурсервис" DRILL CIRCULATION VALVE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6923255B2 (en) * 2000-08-12 2005-08-02 Paul Bernard Lee Activating ball assembly for use with a by-pass tool in a drill string
RU2599120C1 (en) * 2015-06-05 2016-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Circulation valve of drill column
RU2681774C1 (en) * 2018-02-26 2019-03-12 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Drill string circulation valve
RU2682271C1 (en) * 2018-04-11 2019-03-18 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Circulation valve of drill column
RU194815U1 (en) * 2019-08-14 2019-12-24 Закрытое акционерное общество "Технобурсервис" DRILL CIRCULATION VALVE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2774306C1 (en) * 2021-04-05 2022-06-17 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Радиус-Сервис" Circulation valve of a drill string
RU2810254C1 (en) * 2023-02-27 2023-12-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Circulating well sub

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019120279A (en) 2020-12-28
RU2019120279A3 (en) 2021-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU164401U1 (en) UNIVERSAL DRILL VALVE
RU181350U1 (en) Drill string circulation valve
RU2550119C1 (en) Hydraulic impact device
RU129142U1 (en) DRILL VALVE CHECK VALVE
US10480275B2 (en) Coiled tubing spiral venturi tool
RU2755981C2 (en) Circulation sub
RU194670U1 (en) Drill string circulation sub
CN111287693A (en) Well flushing tool with coiled tubing capable of realizing positive and negative circulation
RU113782U1 (en) COMBINED DRILL VALVE
RU194815U1 (en) DRILL CIRCULATION VALVE
RU2493360C1 (en) Cavitating device for reservoir recovery stimulation
RU2668100C1 (en) Device for well bottom flushing
RU2654111C1 (en) Rinsing ball valve
RU2278942C1 (en) Flushing unit for roller bit
RU2446271C2 (en) Hydraulic impact device
RU104658U1 (en) CHECK VALVE
RU2455546C1 (en) Check valve
RU140103U1 (en) START-UP COUPLING WITH VALVE
RU2568457C1 (en) Device for treatment of bottom-hole formation zone and for well development
RU2237152C1 (en) Device for stopping fluid flow in the well
RU2398957C1 (en) Facility for operation and clean-up of well
RU2498043C1 (en) Shoe valve for installation of shaped shutter in well
CN114439445A (en) Sand prevention sliding sleeve
RU2631123C1 (en) Valve unit of drilling column
RU2107805C1 (en) Non-return valve for drilling string