RU58167U1

RU58167U1 - CASE VALVE

Info

Publication number: RU58167U1
Application number: RU2006119318/22U
Authority: RU
Inventors: Расих Нафисович Файзуллин; Сергей Юрьевич Фролов; Рафагат Габделвалиевич Габдуллин; Радик Зяузятович Зиятдинов; Дмитрий Витальевич Страхов; Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2006-11-10

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к цементированию обсадных колонн Клапан для обсадной колонны включает заглушенный сверху ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный тарельчатый клапан, размещенный снизу и прикрепленный к нижнему торцу ограничителя, а также втулку, установленную над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия. Седло расположено в нижней части ограничителя, а тарельчатый клапан снабжен дроссельным отверстием. Ограничитель дополнительно оборудован стопором, выполненным в виде верхней плоскости седла ограничителя и взаимодействующим с втулкой в ее нижнем положении. Втулка выполнена с возможность перекрытия боковых каналов снаружи и соединена с обсадной колонной, которая оборудована нижней муфтой, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой. В цилиндрическую выборку нижней муфты вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами и жестко соединенный вверху с седлом. Предлагаемое клапан для обсадной колонны имеет простую конструкцию, что повышает надежность работы устройства, а проведения опрессовки обсадной колонны в скважине непосредственно перед ее цементированием без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования позволяет сократить общее время на строительство скважины, а значит сэкономить материальные и финансовые затраты. 1 илл. на 1 л.The proposal relates to the oil industry, in particular, to cementing casing strings. The casing stub valve includes a top stop valve with a seat and side channels, a poppet valve located below and attached to the bottom end of the stop, and a sleeve mounted above the side channels with the possibility of their tight overlap. The seat is located at the bottom of the stop, and the poppet valve is equipped with a throttle hole. The limiter is additionally equipped with a stopper made in the form of the upper plane of the limiter seat and interacting with the sleeve in its lower position. The sleeve is configured to overlap the side channels from the outside and is connected to the casing, which is equipped with a lower sleeve provided with a cylindrical selection from the bottom from the inside. A hollow shank is inserted into the cylindrical selection of the lower coupling with the possibility of axial upward movement, fixed in the lower position by shear pins and rigidly connected at the top to the saddle. The proposed valve for the casing string has a simple design, which increases the reliability of the device, and crimping the casing string in the well immediately before cementing it without lowering the additional pressure testing equipment into the casing string allows reducing the total time for well construction, which means saving material and financial costs. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к цементированию обсадных колонн.The proposal relates to the oil industry, in particular to cementing casing strings.

Известен «Клапан для обсадной колонны» (авторское свидетельство SU №1812304, МПК 7 Е 21 В 34/10, 33/14, опубл. в бюл. №16 от 30.04.1993 г.), содержащий клапанное седло с осевыми отверстиями, тарелку с конической рабочей поверхностью, размещенной под седлом, подпружиненный шток, жестко соединенный с тарелкой, и срезной фиксатор, при этом клапан снабжен фильтром, выполненным в виде кольца и размещенным в нижней части седла осевого канала по внутренней его поверхности, причем подпружиненный шток выполнен со сквозным отверстием под срезной фиксатор, а клапанное седло в верхней части выполнено с отверстием, перпендикулярным к центральной оси седла и соосным сквозному отверстию подпружиненного штока, при этом тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности, причем тарелка может быть выполнена из эластичного материала.The well-known "Valve for casing" (copyright certificate SU No. 1812304, IPC 7 E 21 B 34/10, 33/14, publ. In bull. No. 16 from 04/30/1993), containing a valve seat with axial holes, plate with a conical working surface located under the seat, a spring-loaded rod rigidly connected to the plate and a shear lock, the valve being equipped with a filter made in the form of a ring and placed in the lower part of the seat of the axial channel along its inner surface, the spring-loaded rod being made through hole for shear lock, and valve edlo in the upper part formed with a hole perpendicular to the central axis of the seat and coaxial throughbore spring-loaded rod, wherein the plate is provided with an elastic ring centered conical working surface, the plate may be made of an elastic material.

Недостатками данного клапана являются:The disadvantages of this valve are:

во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость;firstly, the complexity in the manufacture and maintenance, a large number of parts and, as a result, high cost;

во-вторых, низкая надежность перекрытия проходного канала.secondly, the low reliability of the closure of the passage channel.

Наиболее близким по технической сущности является «Клапан для обсадных колонн» (патент RU №2250355, МПК 7 Е 21 В 34/06, 33/14, опубл. в бюл. №11 от 20.04.2005 г.), включающий ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный клапан, размещенный снизу, втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель дополнительно оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой в ее нижнем положении, причем наружная поверхность ограничителя выше боковых каналов снабжена эластичным кольцом с упором и выполнена с возможностью герметичной установки ограничителя в требуемом интервале между трубами обсадной колонны при их сборке, при этом седло выполнено с цилиндрической выборкой на нижней плоскости ограничителя, а обратный клапан выполнен тарельчатым, подпружиненным с возможностью поворота относительно крепления к ограничителю, состоящим из жестко соединенных между собой эластичной манжеты, центратора и цилиндрической пластины, на которой выполнена кольцевая проточка, установленная The closest in technical essence is the “Valve for casing strings” (patent RU No. 2250355, IPC 7 E 21 B 34/06, 33/14, published in bulletin No. 11 of 04/20/2005), including a stop with a seat and side channels, a check valve located below, a sleeve installed in the axial channel of the stopper on the shear elements above the side channels with the possibility of their tight shutoff, while the stopper is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve in its lower position, and the outer surface of the stopper is higher than the side channels fitted with an elastic ring with a stop and made with the possibility of tight installation of the limiter in the required interval between the casing pipes when assembling them, while the seat is made with cylindrical sampling on the lower plane of the limiter, and the check valve is poppet, spring-loaded with the possibility of rotation relative to the fastener, consisting of an elastic cuff rigidly interconnected, a centralizer and a cylindrical plate on which an annular groove is made, installed

напротив внутренней нижней плоскости ограничителя, причем наружная плоскость цилиндрической пластины размещена напротив седла ограничителя, при этом эластичная манжета расположена между нижней плоскостью ограничителя и цилиндрической пластиной.opposite the inner lower plane of the limiter, the outer plane of the cylindrical plate is placed opposite the saddle of the limiter, while the elastic cuff is located between the lower plane of the limiter and the cylindrical plate.

Недостатками данной конструкции клапана являются:The disadvantages of this valve design are:

во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством резиновых элементов и металлических колец;firstly, the complexity of the design, due to the large number of rubber elements and metal rings;

во-вторых, не возможно провести опрессовку обсадной колонны перед ее цементированием без спуска дополнительного опрессовочного оборудования (например, пакера).secondly, it is not possible to crimp the casing before cementing it without lowering additional crimping equipment (for example, a packer).

Задачей полезной модели является упрощение конструкции клапана для обсадной колонны, а также возможность проведения опрессовки обсадной колонны в скважине перед непосредственно ее цементированием без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования.The objective of the utility model is to simplify the design of the valve for the casing string, as well as the possibility of crimping the casing string in the well before directly cementing it without lowering additional crimping equipment into the casing string.

Указанная задача решается предлагаемым клапаном для обсадной колонны, включающим ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный тарельчатый клапан, размещенный снизу, втулку, установленную над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель дополнительно оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой в ее нижнем положенииThis problem is solved by the proposed valve for the casing string, including a stopper with a seat and side channels, a check valve located below, a sleeve mounted above the side channels with the possibility of their tight shutoff, while the stopper is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve in its lower position

Новым является то, что ограничитель заглушен сверху, а втулка выполнена с возможность перекрытия боковых каналов снаружи и соединена снизу с обсадной колонной, которая оборудована нижней муфтой, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой, куда вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами и соединенный вверху с седлом, которое расположено в нижней части ограничителя, причем стопор выполнен в виде верхней плоскости седла ограничителя, при этом тарельчатый клапан снабжен дроссельным отверстием.What is new is that the stopper is muffled from above, and the sleeve is made with the possibility of blocking the side channels from the outside and is connected from below to the casing, which is equipped with a lower sleeve equipped with a cylindrical selection from the bottom from the inside, where a hollow shaft fixed in the lower position is inserted with the possibility of axial movement upwards shear pins and connected at the top with a saddle, which is located in the lower part of the stop, and the stopper is made in the form of the upper plane of the stopper seat, while the valve is equipped with a throttle bore.

На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.The figure shows the proposed device in longitudinal section, lowered into the well.

Клапан для обсадной колонны включает заглушенный сверху ограничитель 1 с седлом 2 и боковыми каналами 3, обратный тарельчатый клапан 4, размещенный снизу и прикрепленный к нижнему торцу ограничителя 1, а также втулку 5, установленную над боковыми каналами 3 с возможностью их герметичного перекрытия.The casing valve includes an upper stopper 1 with a seat 2 and side channels 3, a check valve 4 located at the bottom and attached to the lower end of the limiter 1, and a sleeve 5 mounted above the side channels 3 with the possibility of their tight closing.

Седло 2 расположено в нижней части ограничителя 1, а тарельчатый клапан 4 снабжен дроссельным отверстием 6.The seat 2 is located in the lower part of the stop 1, and the poppet valve 4 is equipped with a throttle hole 6.

Ограничитель 1 дополнительно оборудован стопором 7 выполненным в виде верхней плоскости седла ограничителя и взаимодействующим с втулкой 5 в ее нижнем положении.The stopper 1 is additionally equipped with a stopper 7 made in the form of an upper plane of the stopper seat and interacting with the sleeve 5 in its lower position.

Втулка 5 выполнена с возможность перекрытия боковых каналов 3 снаружи и соединена с обсадной колонной 8, которая оборудована нижней муфтой 9, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой 10.The sleeve 5 is configured to overlap the side channels 3 from the outside and connected to the casing 8, which is equipped with a lower sleeve 9, provided with a cylindrical selection 10 from the bottom inside.

В цилиндрическую выборку 10 нижней муфты 9 вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик 11, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами 12 и жестко соединенный вверху с седлом 2.In the cylindrical selection 10 of the lower sleeve 9 is inserted with the possibility of axial upward movement of the hollow shank 11, fixed in the lower position by shear pins 12 and rigidly connected at the top to the seat 2.

Необходимая герметичность при работе клапана обеспечивается уплотнительным элементом 13.The necessary tightness during operation of the valve is provided by the sealing element 13.

Вспомогательные крепежные элементы на фигуре не показаны.Auxiliary fasteners are not shown in the figure.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После подготовительных работ на скважине (на фиг. не показано) в нее спускают обсадную колонну 8, оборудованную снизу предлагаемым клапаном для обсадной колонныAfter preparatory work on the well (not shown in FIG.), A casing 8 is lowered into it, equipped with a proposed casing valve below

В процесс спуска обсадной колонны 8 в скважину находящаяся в скважине жидкость свободно перетекает снизу вверх, сквозь дроссельное отверстие 6 тарельчатого клапана 4 и боковые каналы 3 ограничителя 1, заполняя внутреннее пространство обсадной колонны 8. Спуск обсадной колонны 8 в скважину продолжают до упора нижнего торца полого хвостовика 11 на забой (на фиг. не показано) скважины.In the process of lowering the casing string 8 into the well, the fluid in the well flows freely from the bottom upward through the throttle hole 6 of the poppet valve 4 and the side channels 3 of the restrictor 1, filling the inner space of the casing string 8. The lowering of the casing string 8 into the well continues until the lower end of the hollow the liner 11 to the bottom (in Fig. not shown) of the well.

Далее производят разгрузку обсадной колонны 8 на устройство, при этом разрушаются срезные элементы 12 и обсадная колонна 8 вместе с жестко закрепленными на ее нижнем конце втулкой 5 и нижней муфтой 9 опускаются вниз по цилиндрической выборке 10 нижней муфты 9 относительно упертого на забой скважины полого хвостовика 11. Процесс разгрузки обсадной колонны 8 на устройство продолжается до тех пор, пока втулка 5 своим нижним торцом не сядет стопор 7 седла 2, о чем свидетельствует падение веса обсадной колоны 8 до нуля на индикаторе веса, установленном на устье скважины.Next, the casing 8 is unloaded to the device, and the shear elements 12 are destroyed and the casing 8 together with the sleeve 5 and the lower sleeve 9 rigidly fixed at its lower end are lowered down the cylindrical sample 10 of the lower sleeve 9 relative to the hollow liner 11 The process of unloading the casing string 8 onto the device continues until the stop 5 with its lower end sits the stopper 7 of the saddle 2, as evidenced by the drop in the weight of the casing string 8 to zero on the weight indicator installed at the wellhead.

В процесс перемещения обсадной колонны 8 вниз втулка 5 вступает во взаимодействие с заглушенным сверху ограничителем 1 и герметично перекрывает снаружи боковые каналы 3 ограничителя 1.In the process of moving the casing 8 down, the sleeve 5 interacts with the stopper 1 muffled from above and seals the outside of the lateral channels 3 of the restrictor 1.

Производят заполнение обсадной колонны 8 до устья скважины технологической жидкостью и опрессовывают обсадную колонну 8 на необходимое давление с необходимой выдержкой по времени.Casing 8 is filled to the wellhead with process fluid and the casing 8 is pressed to the required pressure with the required time delay.

Убедившись в герметичности обсадной колонны 8 ее приподнимают вверх на 1-2 метра, при этом полый хвостовик 11 вместе с жестко закрепленным в его верхней части ограничителем 1 под собственным весом опускаются вниз по цилиндрической выборке 10 нижней муфты 9 относительно втулки 5, жесткозакрепленной в нижней муфте 9 на конце обсадной колонны 8, при этом втулка 5 сначала выходит из взаимодействия со стопором 7 седла 2, а затем выходит и из герметичного взаимодействия с ограничителем 1 и поднимается вверх выше заглушенного сверху ограничителя 1, при этом боковые каналы 3 ограничителя 1 полностью открываются и при дальнейшем подъеме обсадной колонны 8 уже нижний торец полого хвостовика 11 приподнимается с забоя, обеспечивая гидравлическую связь между внутренним пространством обсадной колонны 8 и заколонным пространством скважины.After making sure that the casing 8 is tight, it is lifted up 1-2 meters, while the hollow liner 11 together with the restrictor 1 rigidly fixed in its upper part, under their own weight fall down along the cylindrical sample 10 of the lower coupling 9 relative to the sleeve 5, rigidly fixed in the lower coupling 9 at the end of the casing 8, while the sleeve 5 first comes out of interaction with the stopper 7 of the seat 2, and then comes out of tight interaction with the limiter 1 and rises above the muffled top of the limiter 1, when ohm side channels 3 limiter 1 is fully open and with the further rise of the casing 8 has a bottom end of the hollow shank 11 is lifted from the bottom, providing fluid communication between the interior of the casing 8 and the annulus of the well.

Клапан для обсадной колонны готов к цементированию обсадной колонны 8.The casing valve is ready for cementing the casing 8.

Закачивают в обсадную колонну 8 необходимое количество цементного раствора. Далее на устье скважину устанавливают в обсадную колонну 8 продавочную пробку (на фиг. не показано) и подачей продавочной жидкости в обсадную колонну труб 17 начинают продавку цементного раствора, при этом цементный раствор из обсадной колонны 8 сквозь втулку 5 через радиальные каналы 3 ограничителя 1 попадает внутрь последнего, а оттуда открыв обратный тарельчатый клапан 4 по действием давления продавки через внутреннее пространство полого хвостовика 11 поступает в заколонное пространство (на фиг. не показано) скважины.The required amount of cement is pumped into the casing 8. Next, at the wellhead, a squeezing plug is installed in the casing 8 (not shown in Fig.) And cement is pumped out by supplying the squeezing fluid to the pipe casing 17, while cement from the casing 8 passes through the sleeve 5 through the radial channels 3 of the limiter 1 inside the latter, and from there opening the check valve 4 by the pressure of the push through the inner space of the hollow liner 11 enters the annulus (in Fig. not shown) of the well.

Продавку цементного раствора в заколонное пространство скважины продолжают до тех пор, пока не произойдет резкое повышение давления на манометре насосного агрегата закачивающего продавочную жидкость в обсадную колонну 8, что свидетельствует о том, что продавочная пробка уперлась в верхний торец втулки 5.Selling cement mortar into the annulus of the well continues until there is a sharp increase in pressure on the manometer of the pumping unit pumping the squeezing fluid into the casing 8, which indicates that the squeezing plug has abutted on the upper end of the sleeve 5.

Продавку цементного раствора прекращают и оставляют скважину на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента), при этом обратный тарельчатый клапан 4 закрывается и исключает обратное поступление цементного раствора из заколонного пространства скважины в обсадную колонну 8.Cement mortar is discontinued and the well is left in the OZZ (waiting for cement to harden), while the check valve 4 is closed and excludes the back flow of cement from the annulus of the well into the casing 8.

Предлагаемое клапан для обсадной колонны имеет простую конструкцию, что повышает надежность работы устройства, а проведения опрессовки обсадной колонны в скважине непосредственно перед ее цементированием без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования позволяет сократить общее время на строительство скважины, а значит сэкономить материальные и финансовые затраты.The proposed valve for the casing string has a simple design, which increases the reliability of the device, and crimping the casing string in the well immediately before cementing it without lowering the additional pressure testing equipment into the casing string allows reducing the total time for well construction, which means saving material and financial costs.

Claims

A casing valve, including a stop with a seat and side channels, a check valve located at the bottom, a sleeve installed above the side channels with the possibility of their tight shutoff, while the stop is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve in its lower position, characterized in that the limiter is plugged at the top, and the sleeve is made with the possibility of blocking the side channels from the outside and is connected from below to the casing, which is equipped with a lower sleeve provided with a bottom from inside a cylindrical selection, where a hollow shank is inserted with axial movement upwards, fixed in the lower position by shear pins and connected at the top to the seat, which is located in the lower part of the stop, the stopper made in the form of the upper plane of the stopper seat, and the poppet valve is equipped with a throttle hole .