SU898028A1 - Переливной клапан дл забойных механизмов - Google Patents

Description

(54) ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН ДЛЯ ЗАБОЙНЫХ МЕХАНИЗМОВ

1

Изобретение относитс  к буровой технике , в частности к переливным клапанам дл  забойных механизмов.

Известны переливнь1е клапаны, позвол ющие отключать забойный механизм в необходимых случа х, облегчающие заполнение бурильного инструмента промывочной жидкостью при его спуске и слив жидкости из внутренней полости труб при подъеме ,инструмента.

Известен переливной клапан, содержа-, щий корпус с каналами, подпружиненный золотник с клапанной тарелкой, узел фиксации , втулку, седло, а также рычаги, которые взаимодействуют с клапанной тарелкой и с золотником I.

Недостатком указанного клапана  вл етс  то, что при износе рабочих элементов рычагов и узла фиксации происходит заклинивание золотника при переключени х в положени  промывки и бурени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  переливной клапан дл  забойных механизмов , содержащий полый корпус с радиальными каналами, внутри которого установлены подпружиненный плунжер с тарелкой и седло с перепускными каналами.

При спуске- инструмента в скважину подпружиненный плунжер, наход сь в крайнем верхнем положении, обеспечивает свободный переток жидкости внутрь бурильной колонны через боковые отверсти  корпуса и седла. При подаче промывочной жидкости

5 в-бурильную колонну плунжер, сжима  пружину , перемещаетс  в крайнее нижнее положение , а тарелка плунжера упираетс  в седло клапана. Переток жидкости в затрубное пространство через переливной клапан прекращаетс . Через центральное отверстие плунжера жидкость поступает к забойному механизму. В нижнем положении плунжер удерживаетс  за счет перепада давлени  в центральном отверстии плунжера и разности давлений, возникающей при

)5 закрытии клапана и разделении внутренней полости бурильной колонны от затрубного пространства. При подъеме инструмента подача промывочной жидкости в колонну прекращаетс . Под действием пружины плунжер перемещаетс  в крайнее верхнее

20 положение и открывает перепускные отверсти  переливного клапана дл  перетока жидкости из внутренней полости бурильной колонны в затрубное пространство 2.

В указанном переливном- клапане при его закрытии на подвижное уплотнение между поршнем плунжера и внутренней стенкой корпуса воздействует перепад давлени , возникающий при разобщении внутренней полости бурильных труб от затрубного пространства. При многократном срабатывании устройства в среде промывочной жидкости , содержащей твердые абразивные частицы и химически активные вещества, происходит быстрый износ уплотн емых поверхностей , особенно внутренней стенки корпуса и наружной поверхности уплотнени  и нарущение герметичности сопр жени . Утечки жидкости через подвижное уплотнение между порщнем и стенкой корпуса привод т к дополнительному гидроабразивному износу сопр гаемых деталей. При возрастании утечек через подвижное уплотнение перепад давлени , необходимый дл  перемещени  плунжера, не обеспечиваетс , что приводит к снижению долговечности и надежности клапана.

Кроме того, при верхнем положении плунжера и. спуске бурового инструмента в скважину происходит переток жидкости как через боковые отверсти  клапана, так и через забойный механизм или долото, расположенный ниже переливного клапана. Следовательно , данный клапан не предотвращает попадание снизу в забойный механизм взве шенных в промывочной жидкости твердых частиц при спуске инструмента в скважину, что приводит к щламованию рабочих элементов этих устройств.

Цель изобретени  - повыщение надежности работы клапана.

Указанна  цель достигаетс  тем, что клапан снабжен установленной над седлом ступенчатой обоймой, внутри которой размещена тарелка плунжера, а в нижней час ти плунжер выполнен заглущенным и с кольцевым выступом дл  взаимодействи  с седлом.

На чертеже изображен переливной клапан , общий вид.

Переливной клапан устанавливают в нижней части бурильной колонны над забойными механизмами, например, винтовым двигателем, которые необходимо отключать при спуске или подъеме колонны бурильных труб, бурильные трубы и забойный механизм на чертеже не показаны).

Переливной клапан содержит корпус 1 с радиальными каналами а, внутри которого установлено седло 2 с перепускными каналами б. В корпусе 1 выще седла 2 установлена ступенчата  обойма 3. Седло 2 взаимодействует с плунжером 4. Седло 2 и ступенчата  обойма 3 закреплены в корпусе 1 переводником 5. На седле 2 размещены уплотнени  6 и 7. Плунжер 4 выполнен в нижней части заглушенным и с каналами 0 и г, а также кольцевым выступом д в нижней части дл  взаимодействи 

при верхнем положении плунжера 4 с нижней поверхностью седла 2. На плунжере 4 между втулкой 8 с каналами е и шайбой 9. закреплена гайками 10 тарелка плунжера 11. Плунжер 4 с тарелкой 11, втулкой-8, щайбой 9 и гайками 10 удерживаетс  в верхнем положении посредством пружины -12.

Переливной клапан работает следующим образом.

При спуске бурильной колонны с перео ливным клапаном жидкость свободно перетекает из затрубного пространства через отверсти  а в корпусе 1 и отверсти  б седла 2, кольцевое пространство между ступенчатой обоймой 3 и тарелкой плунжера 11, а также через отверстие е втулки 8 и отверстие г плунжера 4 во внутреннюю полость бурильных труб.

В момент подачи насосом промывочной жидкости в трубы под напором потока плунжера 4 перемещаетс  вниз при одновремено ном закрытии каналов е на втулке 8 и открытии каналов в на нижнем конце плунжера . При этом увеличиваетс  гидравлическое сопротивление всего канала протока промывочной жидкости, так как открытие каналов в плунжера 4 не снижает давлени  из-за его перепада на забойном ме- ханизме, расположенном ниже клапана. Создаваемый перепад давлени  обеспечивает сжатие пружины 12 и тарелка 11 плунжера 4 перекрывает каналы б седла 2. Пео реток жидкости в затрубное пространство прекращаетс  и жидкость через центральный канал и каналы в плунжера 4 поступает в забойный механизм, например, винтовой двигатель.

При подъеме инструмента и окончани  прокачивани  жидкости пружина 12 перемещает плунжер 4с тарелкой 11 в верхнее положение и жидкость свободно перетекает из внутренней полости колонны в затрубное пространство. При перемещении плунжера 4 вверх каналы в перекрываютс , а выступ д входит в соприкосновение с нижней поверхностью седла 2, и клапан отключает забойный механизм от внутренней полости бурильных труб.

Наличие у переливного клапана ступен чатой обоймы, установленной над седлом клапана и с размещенной в ней тарелкой плунжера, позвол ет повысить надежность закрыти  клапана за счет изменени  гидравлического сопротивлени  в кольцевой j, щели потоку жидкости соизмеримо с - увеличением сопротивлени  пружины сжатию. Отсутствие в переливном клапане подвижных уплотн ющих элементов повыщает его долговечность. Кроме того, выполнение плунжера- в виде стакана с уступо.м в 5 нижней части плунжера позвол ет при верхнем его положении разъедин ть забойный механизм от внутренней полости бурильных труб и предотвращать щламова

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Переливной клапан для забойных механизмов, содержащий полый корпус с радиальными каналами, внутри которого установлены подпружиненный плунжер с тарелкой и седло с перепускными каналами, ₁₀ отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, работы клапана, он снабжен установленной над седлом ступенчатой обоймой, внутри которой размещена тарелка плунжера, а в нижней части плунжер выполнен заглушенным и с кольцевым выступом для взаимодействия с седлом.