RU73014U1

RU73014U1 - DRILL VALVE CHECK VALVE

Info

Publication number: RU73014U1
Application number: RU2007142892/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Коротаев; Дмитрий Анатольевич Голдобин; Михаил Николаевич Корнев; Сергей Германович Трапезников
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Вниибт-Буровой Инструмент"
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2008-05-10

Abstract

Полезная модель относится к устройствам обратных клапанов бурильных колонн для гидроабразивной среды с гидравлическими забойными двигателями. Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции обратного клапана бурильной колонны, в которой реализованы возможности опорожнения и заполнения бурильной колонны при спускоподъемных операциях. Указанная задача решается тем, что в предлагаемом обратном клапане бурильной колонны, включающем корпус, подпружиненный полый плунжер, содержащий радиальные каналы и заглушку, седло, контактирующее с плунжером и уплотнения, согласно полезной модели, корпус содержит боковые отверстия. Кроме того, боковые отверстия в корпусе выполнены в зоне радиальных каналов плунжера. Таким образом, в предлагаемом обратном клапане бурильной колонны присутствуют возможность сброса бурового раствора в межтрубное пространство при подъеме бурильного устройства и возможность заполнения бурильной колонны буровым раствором из межтрубного пространства при спускоподъемных операциях.The invention relates to check valve devices for drill string for hydraulic abrasive media with hydraulic downhole motors. The objective of the proposed utility model is to create the design of the check valve of the drill string, which implements the ability to empty and fill the drill string during tripping. This problem is solved in that in the proposed check valve of the drill string, comprising a housing, a spring-loaded hollow plunger containing radial channels and a plug, a seat in contact with the plunger and seals, according to a utility model, the housing contains side openings. In addition, the side holes in the housing are made in the area of the radial channels of the plunger. Thus, in the proposed check valve of the drill string there is the possibility of discharging the drilling fluid into the annulus when lifting the drilling device and the ability to fill the drill string with drilling fluid from the annulus during tripping.

Description

Полезная модель относится к устройствам обратных клапанов бурильных колонн для гидроабразивной среды с гидравлическими забойными двигателями.The invention relates to check valve devices for drill string for hydraulic abrasive media with hydraulic downhole motors.

Известен обратный клан для бурильной колонны (RU 2107805 С1, Е21В 34/06), включающего корпус, составное седло в виде втулки и упруго-эластичного элемента, тарельчатый запорный орган, содержащий проходящий по оси переводника шток, в хвостовой части которого установлена пружина, поджимающая запорный орган к седлу, причем в проходном клапане переводника выполнены ребра.Known reverse clan for a drill string (RU 2107805 C1, EV 34/06), comprising a housing, a composite seat in the form of a sleeve and an elastic-elastic element, a poppet locking member containing a rod extending along the axis of the sub, in the tail part of which there is a spring pressing locking body to the seat, and in the check valve of the sub the ribs are made.

Недостатком известной конструкции является нарушение герметичности клапана вследствие попадания между запорным органом и седлом абразивных частиц, содержащихся в буровом растворе. При этом при больших перепадах давления, вследствие нарушения герметичности, происходит размыв запорного органа и седла клапана. Это снижает ресурс запорного органа и не обеспечивает герметичность обратного клапана.A disadvantage of the known design is a violation of the tightness of the valve due to the ingress of abrasive particles contained in the drilling fluid between the shutoff member and the seat. At the same time, at large pressure drops, due to a violation of the tightness, the locking member and valve seats are eroded. This reduces the resource of the shut-off body and does not ensure the tightness of the check valve.

Указанные недостатки устранены в клапане (RU 2232243 С1, Е21В 4/00, Е21В 34/06), который является наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению и выбран в качестве прототипа.These disadvantages are eliminated in the valve (RU 2232243 C1, EV 4/00, EV 34/06), which is the closest analogue to the claimed technical solution and is selected as a prototype.

Известный клапан содержит корпус, подпружиненный полый плунжер, содержащий радиальные каналы и заглушку, седло, контактирующее с плунжером и уплотнения.The known valve comprises a housing, a spring-loaded hollow plunger containing radial channels and a plug, a seat in contact with the plunger and seals.

При подаче бурового раствора к бурильному устройству давление внутри бурильных труб возрастает, при этом плунжер под действием перепада давления перемещается вниз, радиальные каналы плунжера When the drilling fluid is supplied to the drilling device, the pressure inside the drill pipe increases, while the plunger moves down due to the pressure drop, the radial channels of the plunger

сообщаются с полостью бурильного устройства (клапан открыт). Буровой раствор полностью поступает к бурильному устройству.communicate with the cavity of the drilling device (valve open). The drilling fluid is completely supplied to the drilling device.

После прекращения подачи бурового раствора давление в бурильных трубах понижается, при этом плунжер перемещается вверх, радиальные каналы перекрываются, клапан закрывается.After stopping the flow of drilling fluid, the pressure in the drill pipes decreases, while the plunger moves up, the radial channels are closed, the valve closes.

Недостатком известного клапана является отсутствие возможности сброса бурового раствора в межтрубное пространство при подъеме бурильного устройства. При отсутствии такой возможности при свинчивании бурильных труб на устье скважины, буровой раствор будет выливаться прямо на платформу буровой станции, что при бурении, особенно в холодное время года не допускается.A disadvantage of the known valve is the inability to discharge drilling fluid into the annulus when lifting the drilling device. In the absence of such a possibility, when making up drill pipes at the wellhead, the drilling fluid will be poured directly onto the platform of the drilling station, which is not allowed during drilling, especially in the cold season.

Другим недостатком известного устройства является отсутствие возможности заполнения бурильной колонны буровым раствором из межтрубного пространства при спускоподъемных операциях.Another disadvantage of the known device is the inability to fill the drill string with drilling fluid from the annulus during tripping.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции обратного клапана бурильной колонны, в которой реализованы возможности опорожнения и заполнения бурильной колонны при спускоподъемных операциях.The objective of the proposed utility model is to create the design of the check valve of the drill string, which implements the ability to empty and fill the drill string during tripping.

Указанная задача решается тем, что в предлагаемом обратном клапане бурильной колонны, включающем корпус, подпружиненный полый плунжер, содержащий радиальные каналы и заглушку, седло, контактирующее с плунжером и уплотнения, согласно полезной модели, корпус содержит боковые отверстия.This problem is solved in that in the proposed check valve of the drill string, comprising a housing, a spring-loaded hollow plunger containing radial channels and a plug, a seat in contact with the plunger and seals, according to a utility model, the housing contains side openings.

Кроме того, боковые отверстия в корпусе выполнены в зоне радиальных каналов плунжера.In addition, the side holes in the housing are made in the area of the radial channels of the plunger.

Благодаря наличию боковых отверстий, в отличие от прототипа, в корпусе происходит опорожнение бурильной колонны при подъеме или ее заполнение буровым раствором при опускании бурильной компоновки.Due to the presence of side openings, in contrast to the prototype, the drill string is emptied in the housing during lifting or is filled with drilling fluid when lowering the drilling assembly.

Благодаря такой конструкции обеспечивается возможность перетекания бурового раствора из бурильных труб через радиальные каналы плунжера и боковые отверстия в корпусе в межтрубное пространство и обратно.Thanks to this design, it is possible to flow the drilling fluid from the drill pipe through the radial channels of the plunger and the side openings in the housing into the annulus and vice versa.

На фиг.1 показан общий вид обратного клапана в продольном разрезе в положении «клапан закрыт».Figure 1 shows a General view of the check valve in longitudinal section in the position "valve closed".

На фиг.2 показан продольный разрез обратного клапана в увеличенном масштабе в месте расположения седла в положении «клапан закрыт».In Fig.2 shows a longitudinal section of a non-return valve in an enlarged scale at the location of the seat in the "valve closed" position.

На фиг.3 показан общий вид обратного клапана в продольном разрезе в положении «клапан открыт».Figure 3 shows a General view of the check valve in longitudinal section in the position "valve open".

Клапан (фиг.1, 2) включает корпус 1, установленный в нем полый плунжер 2 с радиальными каналами 3 и седло 4. Корпус 1 содержит боковые отверстия 5. Плунжер 2 подпружинен пружиной 6. От осевого перемещения плунжер 2 фиксируется, например, гайкой 7. Плунжер 2 и седло 4 содержат уплотнения 8, 9 и 10. В нижней части плунжера 2 установлена заглушка 11. Заглушка 11 в плунжере крепится посредством, например, резьбы. От протечек на заглушке 11 установлено уплотнение 12, выполненное, например, в виде резинового кольца.The valve (1, 2) includes a housing 1, a hollow plunger 2 with radial channels 3 and a seat 4 installed in it. The housing 1 contains side holes 5. The plunger 2 is spring-loaded 6. From axial movement, the plunger 2 is fixed, for example, with a nut 7 The plunger 2 and the seat 4 contain seals 8, 9 and 10. In the lower part of the plunger 2, a plug 11 is installed. The plug 11 in the plunger is fastened by, for example, a thread. From leaks on the plug 11, a seal 12 is installed, made, for example, in the form of a rubber ring.

К верхней части клапана крепятся бурильные трубы (на фиг. не показаны) посредством, например, резьбы К1. К нижней части клапана крепится бурильное устройство (на рисунке не показано) при помощи, например, резьбы К2.Drill pipes (not shown in FIG.) Are attached to the upper part of the valve by means of, for example, thread K1. A drilling device (not shown) is attached to the bottom of the valve using, for example, K2 thread.

Обратный клапан бурильной колонны работает следующим образом. При небольшом перепаде давления, например, при подъеме бурильной компоновки, клапан закрыт.При этом буровой раствор свободно перетекает из внутренней полости бурильных труб А в затрубное пространство Б через радиальные каналы 3 плунжера 2 и боковые отверстия 5 корпуса 1. Полость В бурильного устройства при этом закрыта.The check valve of the drill string operates as follows. At a small pressure drop, for example, when the drilling assembly is raised, the valve is closed. In this case, the drilling fluid flows freely from the internal cavity of the drill pipe A into the annulus B through the radial channels 3 of the plunger 2 and the side holes 5 of the housing 1. The cavity B of the drilling device closed.

При подаче бурового раствора к бурильному устройству перепад давления в полости А возрастает. Плунжер 2, сжимая пружину 6, перемещается When the drilling fluid is supplied to the drilling device, the pressure drop in cavity A increases. Plunger 2, compressing the spring 6, moves

вниз (фиг.3). При этом полости А и Б разобщаются, а полости А и В сообщаются посредством радиальных каналов 3 плунжера 2. Клапан открывается. Буровой раствор поступает в бурильное устройство.down (figure 3). In this case, the cavities A and B are disconnected, and the cavities A and B are communicated through the radial channels 3 of the plunger 2. The valve opens. The drilling fluid enters the drilling device.

При прекращении подачи бурового раствора к бурильному устройству давление в полости А понижается. Плунжер 2 перемещается вверх (фиг.1). Клапан закрывается.When you stop supplying drilling fluid to the drilling device, the pressure in the cavity And decreases. The plunger 2 moves up (figure 1). The valve closes.

Полости А и Б сообщаются посредством радиальных каналов 3 плунжера 2 и боковых отверстий 5 корпуса 1, а полость В бурильного устройства, благодаря установленной в плунжере 2 заглушке 11, закрывается.Cavities A and B communicate via radial channels 3 of the plunger 2 and side holes 5 of the housing 1, and the cavity B of the drilling device, due to the plug 11 installed in the plunger 2, closes.

Преимуществом предлагаемого изобретения по отношению к прототипу является то, что благодаря боковым отверстиям 5 в корпусе 1 буровой раствор при закрытом клапане свободно перетекает из бурильных труб (полость А) в межтрубное пространство (полость Б) через боковые отверстия 5 и радиальные каналы 3 плунжера 2.An advantage of the present invention with respect to the prototype is that due to the side holes 5 in the housing 1, when the valve is closed, the drilling fluid flows freely from the drill pipe (cavity A) into the annulus (cavity B) through the side holes 5 and radial channels 3 of the plunger 2.

В прототипе такая возможность отсутствует, здесь при свинчивании бурильных труб на устье скважины, буровой раствор выливается прямо на платформу буровой станции, что при бурении, особенно в холодное время года, не допускается, а при спуске бурильной компоновке бурильные трубы не заполняются буровым раствором.In the prototype, this is not possible, here, when screwing drill pipes at the wellhead, drilling fluid is poured directly onto the platform of the drilling station, which is not allowed during drilling, especially in the cold season, and when the drill assembly is launched, the drill pipes are not filled with drilling fluid.

Таким образом, в предлагаемом обратном клапане бурильной колонны присутствуют возможность сброса бурового раствора в межтрубное пространство при подъеме бурильного устройства и возможность заполнения бурильной колонны буровым раствором из межтрубного пространства при спускоподъемных операциях.Thus, in the proposed check valve of the drill string there is the possibility of discharging the drilling fluid into the annulus when lifting the drilling device and the ability to fill the drill string with drilling fluid from the annulus during tripping.

Claims

1. The check valve of the drill string, comprising a housing, a spring-loaded hollow plunger containing radial channels and a plug, a seat in contact with the plunger and seals, characterized in that the housing contains side openings.

2. The check valve of the drill string according to claim 1, characterized in that the side openings are made in the area of the radial channels of the plunger.