SU1652515A1

SU1652515A1 - Обратный клапан дл бурильной колонны

Info

Publication number: SU1652515A1
Application number: SU874384546A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Попов; Юрий Ильич Спиваковский; Юрий Петрович Плодухин; Александр Николаевич Орликовский
Original assignee: И.И.Попов, Ю.И.Спиваковский, Ю.П.Плодухин и А.Н.Орликовский
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1991-05-30

Abstract

Изобретение относитс к бурению нефт ных и газовых скважин и предназначено дл предотвращени зашламлени турбобура и перелива жидкости через бурильную колонну. Цель - повышение надежности и долговечности работы. Дл этого в полости нижней части корпуса установлена цилиндрическа втулка 10с кольцевым выступом 11 на верхнем торце. Втулка 10 установлена с возможностью взаимодействи ее выступа 11 с упругим элементом седла с внутренней втулкой 5. Последн имеет ребра, расположенные над верхней торцовой поверхностью его наружной втулки 4. Такое расположение ребер втулки 5 седла обеспечивает снижение эрозионного износа ребер 3, сохран ет прочность седла и увеличивает длительность работы клапана. 3 ил.

Description

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и предназначено для предотвращения зашламления турбобура и перелива жидкости через бурильную колонну при наращивании бурильных труб 5 в процессе бурения.

Целью изобретения является увеличение долговечности и надежности работы клапана.

На фиг.1 схематично изображен обрат-, ный клапан для бурильной колонны; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 упругая уплотнительная втулка клапана.

; на фиг.З Обратный клапан для бурильной колонны включает корпус, состоящий из соединенных по замковой резьбе ниппеля 1 и переводника 2. В полости корпуса установлено составное седло клапана, образованнее связанными между собой ребрами 3 втулок 4 и 5, наружной и внутренней соответственно. Наружная втулка 4 образует с корпусом клапана полость для размещения упругого уплотнительного элемента 6. Тарёльчатый запорный орган имеет тарелку 7 и шток 8, расположенный во внутренней втулке 5 седла и подпружиненный относительно нее пружиной 9. В полости ниппеля 1, являющегося нижней частью корпуса, расположена цилиндрическая втулка 10, имеющая на верхнем торце кольцевой выctyn 11. Втулка 10 нижним торцом упирается во внутренний бурт ниппеля, а верхним торцам за счет наличия кольцевого выступа 11 поджимает упругий уплотнительный элемент 6. Втулка 10 одновременно является защитой полости ниппеля от абразивного износа и по мере необходимости может быть заменена.

Ребра 3, связывающие наружную и внутреннюю втулки (4‘ и 5 соответственно) 40 седла, расположены над верхней торцовой поверхностью 12 втулки 4.

Тарелка 7 запорного органа выполнена с рабочей поверхностью в виде двух участков 13 и 14, имеющих разную конусность. 45 Седло для взаимодействия с участками 13 и 14 тарелки 7 имеет ответную посадочую поверхность в виде конусной поверхности 15 на нижнем торце втулки 4 и поверхности 16 уплотнительного элемента 6. Поверхность 50 уплотнительного элемента для лучшей герметизирующей способности может быть выполнена с кольцевой треугольной канавкой 17 и наружными боковыми треугольными канавками 18. 55

Обратный клапан для бурильной колонны работает следующим образом.

При работе клапана промывочная жидкость из бурильной колонны поступает во внутренний канал обратного клапана со стороны переводника, проходит полость переводника 2 и воздействует на тарелку 7 клапана, отжимает ее и поступает в полость ниппеля 1,проходит кольцевой канал между тарелкой 7 и втулкой 10 и выходит в колонну труб (не показано). При прекращении циркуляции жидкости тарелка клапана пружиной поджимается к уплотнительной втулке и запирает клапан, предотвращая перетекание жидкости из затрубного пространства в турбобур (не показано).

За счет наличия в полости нижней части корпуса цилиндрической втулки 10 с выступом 11 на нижнем торце и расположения втулки с возможностью взаимодействия с упругим элементом 6 обеспечивается объемное сжатие последнего и образование на конце упругого элемента кольцевой поверхности 16 в форме тора, являющимся посадочной поверхностью запорного органа клапана.

При воздействии давления свыше 150 кгс/см² тарельчатый орган отжимает к кольцевому выступу защитной втулки новые слои упругого элемента, при этом тарельчатый орган продвигается в сторону седла и садится на коническую поверхность 13 наружной втулки 4 седла. Это двойное уплотнение создает надежную герметизацию при малых и больших давлениях. Испытаниями подтверждена надежная герметизация при давлении до 500 кгс/см².

Кроме того, втулка 10 надежно защищает корпус клапана от эрозионного износа, особенно вблизи кольцевого выступа защитной втулки, где большая скорость потока, выходящего из канала седла.

Рабочая поверхность тарельчатого органа, выполненная в виде двух участков 13 и 14 разной конусности для взаимодействия с рабочими поверхностями 15 и 16 седла соответственно, повышает надежность и долговечность клапана. Наружный участок может быть выполнен с конусностью к_н= =2tg35°=1,4, а внутренний с конусностью кь=2 tg 55°=2,86. Сопряжение с составным седлом происходит следующим образом. Наружная поверхность 14 сопрягается с упругим элементом. Конусность наружной поверхности позволяет поджимать упругий элемент к кольцевому выступу втулки 10.

Внутренний участок '13 контактирует с конической поверхностью 15 втулки 4.

Расположение ребер втулки седла над верхними торцовыми поверхностями втулки седла обеспечивает повышение надежности и долговечности клапана за счет снижения эрозионного износа ребер, сохраняет прочность седла и увеличивает длительность работы клапана.

Claims

Формула изобретения Обратный клапан для бурильной колонны, включающий корпус, состоящий из двух частей, связанных резьбовым соединением, установленное в полости корпуса составное 5 седло, содержащее связанные ребрами наружную и внутреннюю втулки и упругий элемент, расположенный в полости между корпусом и наружной втулкой седла, подпружиненный тарельчатый запорный орган со штоком, расположенным во внутренней А-А втулке седла, отличающийся тем. что, с целью повышения надежности и долговечности работы, он снабжен расположенной в полости нижней части корпуса цилиндрической втулкой с кольцевым выступом на верхнем торце, причем цилиндрическая втулка установлена с возможностью взаимодействия ее кольцевого выступа с упругим элементом седла, а ребра, связывающие втулки седла, расположены над верхней торцовой поверхностью его наружной втулки.

Фиг.З