Циркуляционный клапан
Полезная модель относится к внутрискважинному оборудованию и предназначена для сообщения затрубного пространства скважины с полостью подъемных труб при проведении различных технологических операций при освоении и эксплуатации скважины. Технический результат состоит в упрощении обслуживания циркуляционного клапана. Клапан содержит полый ствол с присоединительной резьбой и окнами, поршень и уплотнительные элементы. Технический результат достигается за счет того, что клапан снабжен муфтой, навинченной на ствол, цилиндром со стопорной гайкой и шайбой, гильзой с уплотнительными элементами, внутри которой расположены кольцо, пружина и поршень с уплотнительными элементами.
Полезная модель относится к внутрискважинному оборудованию и предназначена для сообщения затрубного пространства скважины с полостью подъемных труб при проведении различных технологических операций при освоении и эксплуатации скважины, может применяться совместно с пакерами для заполнения полости подъемных труб жидкостью через затрубное пространство.
Известен циркуляционный клапан, содержащий муфту с резьбовыми отверстиями, снабженными чугунными заглушками с внутренними тупиковыми каналами, предохранительное кольцо с отверстиями, в которых установлены вершины заглушек (RU 2187623).
Чугунные заглушки подвергаются слому под действием ударной штанги, в связи с чем известный циркуляционный клапан, по существу, является одноразовым.
Наиболее близким является известный циркуляционный клапан, содержащий полый ствол с присоединительной резьбой и окнами, поршень и уплотнительные элементы (RU 2325508).
Известный циркуляционный клапан содержит полый ствол с присоединительными резьбами, подпружиненный золотник, уплотнительные элементы. Корпус клапана выполнен монолитным и неразборным. Канал золотника расположен на боковой поверхности корпуса и оснащен по торцам резьбовыми заглушками с уплотнительными элементами, между которыми расположен золотник в виде плунжера с центральным каналом и радиальными сквозными отверстиями, обеспечивающими циркуляцию флюида. Плунжер зафиксирован в закрытом положении с помощью тарированной пружины, на одном из торцов которой расположен блок регулировочных шайб. При этом настройка циркуляционного клапана на срабатывание производится путем изменения количества регулировочных шайб, число которых определяется по формуле, в качестве параметров в которую входят:
плотность флюида;
диаметр плунжера,
жесткость пружины,
глубина спуска клапана,
глубина спуска клапана под динамический уровень,
длина пружины в свободном состоянии,
габарит клапана,
толщина шайбы.
При изменении заданной глубины спуска клапана, плотности флюида и глубины спуска клапана под динамический уровень для срабатывания клапана требуется его перенастройка путем предварительного расчета и последующей установки либо снятия необходимого количества регулировочных шайб, что является его существенным недостатком.
Техническая задача предлагаемой полезной модели заключается в разработке новой конструкции клапана, лишенного указанного недостатка.
Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в упрощении обслуживания циркуляционного клапана.
Указанный технический результат достигается тем, что циркуляционный клапан, содержащий полый ствол с присоединительной резьбой и окнами, поршень и уплотнительные элементы, снабжен муфтой, навинченной на ствол, цилиндром со стопорной гайкой и шайбой, гильзой с уплотнительными элементами, внутри которой расположены кольцо, пружина и поршень с уплотнительными элементами.
Принцип работы клапана - гидравлический, циркуляция происходит при превышении давления в затрубном пространстве относительно полости насосно-компрессорной трубы (НКТ). На ствол навинчены муфта, цилиндр и гайка с шайбой. Гайка с шайбой предотвращают самопроизвольное отвинчивание цилиндра. Внутри гильзы с уплотнительными элементами установлены опорное кольцо, пружина и поршень с уплотнительными элементами.
В исходном положении поршень упирается в бурт ствола под воздействием усилия пружины и давления во внутренних полостях клапана, которые сообщаются между собой с помощью отверстий в стволе. Клапан находится в положении «закрыто». Когда давление в затрубье превышает давление во внутренней полости клапана, поршень под воздействием перепада давлений перемещается по стволу, сжимая пружину. При достижении перепада давлений 5 МПа поршень перемещается в положение «клапан открыт», и жидкость из межтрубного пространства через отверстия в стволе попадает во внутреннюю полость клапана. Таким образом, предлагаемая конструкция клапана обеспечивает непрерывную работу клапана при изменяющихся условиях эксплуатации без переналадки, что упрощает его обслуживание.
Все уплотнительные элементы выполнены из эластичных полимерных материалов, стойких к нефти, газу и пластовой воде, обеспечивающих класс негерметичности от 2-1 до 2-2. Гильза 8 предпочтительно выполняется из стали марки 30ХГСР2А (предел текучести 
m=1375 МПа) или 45ХН2МФА (предел текучести m=1325 МПа).
Проведенные испытания показали следующие результаты.
В закрытом состоянии клапан выдерживает давление со стороны полости до 25 МПа. Перепад давления на уплотнительных элементах при возвратно-поступательном движении составляет 5 МПа, максимальный перепад давления на уплотнительных элементах в неподвижном состоянии достигает 25 МПа. Максимальный расход жидкости в затрубье составляет 29,4 м3/час, диапазон температур рабочей среды от 0 до 120°С. Ствол и соединение ствола с муфтой выдерживают растягивающую нагрузку 20 т.
Циркуляционный клапан, содержащий полый ствол с присоединительной резьбой и окнами, поршень и уплотнительные элементы, отличающийся тем, что он снабжен муфтой, навинченной на ствол, цилиндром со стопорной гайкой и шайбой, гильзой с уплотнительными элементами, внутри которой расположены кольцо, пружина и поршень с уплотнительными элементами.
