Обратный клапан для обсадной колонны

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и, в частности, к оборудованию для оснащения низа обсадной колонны. Обеспечивает повышение надежности работы клапана и расширение области его применения. Сущность полезной модели: обратный клапан для обсадной колонны включает корпус, в котором установлены фильтр, седло с осевым отверстием и размещенными в нем уплотнительной манжетой и шаром, и ограничитель осевого перемещения шара, выполненный в виде стакана с центральным каналом и продольными пазами, закрепленного в нижней части седла. В стакане размещен подпружиненный в осевом направлении шток, нижняя часть которого размещена в центральном канале стакана, а верхняя - в его внутренней полости с возможностью взаимодействия ее торцевой поверхности с шаром и прижатия его к манжете. 1 з.п. ф-лы, 1 илл.

Полезная модель относится к области строительства и эксплуатации нефтяных и газовых скважин и, в частности, к оборудованию для оснащения низа обсадной колонны.

Известен обратный клапан тарельчатого типа, включающий корпус, в котором размещены седло и подпружиненная в осевом направлении тарель, обеспечивающая перекрытие осевого канала обсадной колонны. (Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению., т.3, стр.130-132, Москва, Недра 1995).

Недостаток конструкции данного клапана заключается в том, что после прокачки цементного раствора тарель клапана подвергается абразивному износу, в результате чего нарушается его герметичность. В связи с этим часто приходится оставлять обсадную колонну под давлением на время ожидания затвердевания цементного раствора (ОЗЦ).

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является обратный клапан шарового типа, включающий корпус с установленными в нем фильтром, седлом с размещенными в нем уплотнительной манжетой и шаром, и ограничитель осевого перемещения шара, выполненный в виде стакана с центральным каналом и продольными пазами, закрепленного в нижней части седла (RU 84451, 11.02.2009).

Недостатком данного клапана является ограниченная область его применения, так как данный клапан может быть использован только в цементируемых скважинах, где создается в процессе цементирования необходимый перепад давления между внутриколонным и затрубным пространством для обеспечения надежного контакта шара с манжетой в седле.

При манжетном цементировании обсадной колонны или без ее цементирования с использованием скважинных фильтров отсутствует перепад давления между внутриколонным и затрубным пространством и, следовательно, в клапане не обеспечивается надежный контакт шара с седлом, что приведет к поступлению в колонну скважинного песка и ускоренному износу внутрискважинного оборудования. Кроме того, не исключена возможность «залипания» шара на дне стакана и невозможность его посадки на седло.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы клапана и расширение области его применения.

Необходимый технический результат достигается тем, что обратный клапан включает корпус, установленные в нем фильтр, седло с осевым отверстием и размещенными в нем уплотнительной манжетой и шаром, и ограничитель осевого перемещения шара, выполненный в виде стакана с центральным каналом и продольными пазами, закрепленного в нижней части седла, согласно полезной модели он снабжен подпружиненным в осевом направлении штоком-толкателем, нижняя часть которого размещена в центральном канале стакана, а верхняя - в его внутренней полости с возможностью взаимодействия ее торцевой поверхности с шаром и прижатия его к манжете.

На фиг. изображен обратный клапан в исходном положении.

Обратный клапан обсадной колонны, в частном исполнении, состоит из полого корпуса 1, в котором установлены седло 2 с осевым отверстием 3 и стакан 4 с продольными пазами 5 и центральным каналом 6 в нижней части. Стакан 4 крепится в нижней части седла 2 при помощи резьбы 7 и фиксируется от отворота стопорным винтом 8. Внутри седла 2 установлена уплотнительная манжета 9, а во внутренней полости, образованной седлом 2 и стаканом 4, размещены шар 10 и шток-толкатель 11 с пружиной 12, нижняя часть которого размещена в центральном канале 6 стакана 4, а верхняя часть - в его внутренней полости с возможностью взаимодействия ее торцевой поверхности с шаром 10 и прижатия его к манжете 9.

Наличие ограничителя шара, выполненного в виде стакана 4 с подпружиненным штоком-толкателем 11 гарантирует надежный контакт шара 10 с эластичной манжетой.

С целью исключения попадания механических примесей и различных предметов внутрь клапана в корпусе 1 над седлом 2 установлен фильтр 13, выполненный, например, в виде диска с отверстиями. Герметичность клапана обеспечивается уплотнительным кольцом 14.

Для более устойчивого положения шара 10 в стакане 4 торцевая поверхность верхней части штока-толкателя 11, взаимодействующая с шаром 10, может быть выполнена с ложементом 15 в виде внутренней конусной или сферической поверхности.

Обратный клапан работает следующим образом.

После закачки расчетного объема тампонажного раствора через клапан и снятия давления в колонне шток-толкатель 11 прижимает шар 10 к уплотнительной манжете 9, исключая тем самым поступление тампонажного раствора из затрубного пространства в колонну.

В случае использования клапана при манжетном цементировании или без цементирования шар 9, поджатый подпружиненным штоком-толкателем 11, надежно прижимается к уплотнительной манжете 9, исключая таким образом, залипание шара на дне стакана 4 и поступление в колонну песка при последующей эксплуатации скважины.

1. Обратный клапан для обсадной колонны, включающий корпус, установленные в нем фильтр, седло с осевым отверстием и размещенными в нем уплотнительной манжетой и шаром, и ограничитель осевого перемещения шара, выполненный в виде стакана с центральным каналом и продольными пазами, закрепленного в нижней части седла, отличающийся тем, что он снабжен подпружиненным в осевом направлении штоком-толкателем, нижняя часть которого размещена в центральном канале стакана, а верхняя - в его внутренней полости с возможностью взаимодействия ее торцевой поверхности с шаром и прижатия его к манжете.

2. Обратный клапан по п.1, отличающийся тем, что торцевая поверхность верхней части штока, взаимодействующая с шаром, выполнена с ложементом в виде внутренней конусной или сферической поверхности.