Клапан для обсадной колонны

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности в частности к цементированию обсадных колонн.

Клапан для обсадной колонны состоит из корпуса, ограничителя, оборудованного заглушкой сверху и боковыми каналами. Полая втулка посредством срезных элементов в транспортном положении закреплена на внутренней поверхности корпуса, а в рабочем -имеет возможность герметичного перекрытия боковых каналов ограничителя. Корпус ниже полой втулки снабжен внутренней цилиндрической выборкой.

Ограничитель снабжен наружной цилиндрической поверхностью различного диаметра D ₁ и D₂, при этом наружная поверхность меньшего диаметра D₁ расположена сверху, а наружная поверхность большего диаметра D2 ограничителя ниже боковых каналов снабжена упором и эластичным кольцом, которые выполнены с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке.

Предлагаемый клапан для обсадных колонн является легкой, дешевой, простой в изготовлении и обслуживании, надежной конструкцией с небольшим количеством деталей, что в результате приводит к экономии материальных и финансовых затрат.

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к цементированию обсадных колонн.

Известен «Клапан для обсадной колонны» (см. патент SU №1120093, МПК 7 Е 21В 34/10, опубл. БИ №39 23.10.84), содержащий корпус с центральными и периферийными осевыми каналами, подвижно установленную с возможностью осевого перемещения в центральном канале корпуса втулку с опрессовочной диафрагмой и радиальными каналами в верхней части и запорный элемент, при этом он снабжен дополнительной втулкой, установленной коаксиально с подвижной на срезных элементах в центральном канале корпуса над его периферийными каналами, а запорный элемент выполнен в виде поплавка и жестко связан с нижней частью подвижной втулки, причем последняя имеет дополнительные радиальные каналы, совмещаемые с периферийными каналами корпуса при ее верхнем положении.

Известен также «Клапан обсадной колонны» (см. патент SU №1493768, МПК 7 Е 21 В 34/10, опубл. БИ №26 23.10.84), включающий корпус с центральными и периферийными осевыми каналами, установленное в нижней части центрального канала корпуса седло под запорный орган, выполненный в виде поплавка и расположенный в нижней части подвижно установленной в центральном канале корпуса втулки с радиальными каналами и разрывной мембраной под ними, при этом он снабжен дополнительным запорным органом с узлом привода его в рабочее положение, периферийный канал выполнен с двумя седлами, а полость между ними связана с полостью центрального канала радиальным каналом, причем узел привода дополнительного запорного органа выполнен в виде клинового элемента и установлен в исходном положении с возможностью взаимодействия с подвижной втулкой.

Недостатками обеих конструкций являются:

во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость; во-вторых, невозможно работать с использованием продавочных пробок; в третьих, за на время поднятия запорного органа до посадки его в седло, которое не нормируется и не регулируется, пространства в этот период под клапаном и над клапаном сообщаются через центральный и нижние радиальные каналы, в результате цементный раствор попадает из затрубья внутрь скважины.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является «Клапан для обсадной колонны» (см. патент на полезную модель RU №37764, МПК 7 Е 21 В 34/10, 34/08, опубл. БИ №13 от 10.05.2004 г.), включающий корпус, ограничитель с седлом и боковыми каналами, размещенный снизу обратный клапан с затвором и седлом с осевым отверстием, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель оборудован снизу заглушкой, взаимодействующей с втулкой в ее нижнем положении, при этом полая втулка снабжена сверху переточными каналами, а между ограничителем и полой втулкой установлен клапан, пропускающий сверху вниз, причем седло обратного клапана снабжено цилиндрической выборкой на нижней плоскости, а затвор снабжен дроссельным каналом и выполнен тарельчатым, подпружиненным с возможностью поворота относительно крепления к седлу, состоящим из жесткосоединенных между собой эластичной манжеты, центратора, взаимодействующего с осевым отверстием, и цилиндрической пластины, на которой выполнена кольцевая проточка, установленная напротив внутренней нижней плоскости седла, при этом наружная плоскость цилиндрической пластины размещена напротив цилиндрической выборки седла, а эластичная манжета расположена между нижней плоскостью седла и цилиндрической пластиной.

Недостатками данной конструкции являются:

во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость;

во-вторых, ограничитель и полая втулка значительно уменьшают внутреннее проходное сечение обсадной колонны, что увеличивает время и усилие закачки цементного раствора.

Технической задачей полезной модели является создание простой и дешевой конструкции клапана для обсадной колонны, позволяющего без потери внутреннего проходного сечения обсадной колонны произвести закачку цементного раствора.

Поставленная задача достигается описываемым клапаном для обсадной колонны, включающим корпус, ограничитель с заглушкой и боковыми каналами, полую втулку, имеющую возможность герметичного перекрытия боковых каналов ограничителя, срезные элементы.

Новым является то, что полая втулка посредством срезных элементов закреплена на внутренней поверхности корпуса, при этом корпус ниже полой втулки снабжен внутренней цилиндрической выборкой, причем ограничитель оборудован заглушкой сверху и снабжен наружной цилиндрической поверхностью различного диаметра, при этом наружная поверхность меньшего диаметра расположена сверху, а наружная поверхность большего диаметра ограничителя ниже боковых каналов снабжена упором и эластичным кольцом, которые выполнены с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке.

На Фиг. в продольном разрезе изображен клапан для обсадной колонны.

Клапан для обсадной колонны (см. Фиг.) состоит из корпуса 1, ограничителя 2, оборудованного заглушкой 3 сверху и боковыми каналами 4. Полая втулка 5 посредством срезных элементов 6 в транспортном положении закреплена на внутренней поверхности

7 корпуса 1, а в рабочем - имеет возможность герметичного перекрытия боковых каналов 4 ограничителя 2. Корпус 1 ниже полой втулки 5 снабжен внутренней цилиндрической выборкой 8.

Ограничитель 2 снабжен наружной цилиндрической поверхностью различного диаметра D₁ и D ₂, при этом наружная поверхность меньшего диаметра D ₁ расположена сверху, а наружная поверхность большего диаметра D₂ ограничителя 2 ниже боковых каналов 4 снабжена упором 9 и эластичным кольцом 10, которые выполнены с возможность герметичной установки ограничителя 2 в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом 1 и башмачной трубой 11 обсадной колонны при их сборке.

Несанкционированные перетоки жидкости предотвращаются уплотнительными элементами 12, 13.

Устройство работает следующим образом:

Ограничитель 2 посредством упора 9 и эластичного кольца 10 (см. Фиг.) устанавливают между корпусом 1, внутри которого на срезных элементах 6 установлена полая втулка 5 и башмачной трубой 11 обсадной колонны. Затем клапан в составе обсадной колонны (на Фиг. не показано) спускают в скважину. В процессе спуске жидкость заполняет внутреннее пространство обсадной колонны через боковые каналы 4 ограничителя 2, благодаря чему, не требуется долив жидкости, и исключается эффект «поршневания» (импульсный излив жидкости на устье во время спуска в результате гидроудара).

По достижении требуемого интервала производят закачку цементного раствора в затрубье обсадной колонны с применением цементировочной пробки 14 через боковые каналы 4 ограничителя 2. По завершению закачки, цементировочная пробка 14 сверху воздействует на полую втулку 5, установленную транспортном положении посредством срезных элементов 6 на внутренней поверхности 7 корпуса 1. В результате срезные элементы 6 разрушаются, а полая втулка 5, сдвигается вниз и попадает во внутреннюю цилиндрическую выборку 8 корпуса 1, исключая эффект «поршневания», при этом полая

втулка 5 герметично перекрывает боковые каналы 4 ограничителя 2, в результате ловят «стоп» (значительное повышение давление на устье). Затем давление внутри обсадной колонны сбрасывают.

Предлагаемый клапан для обсадных колонн является легкой, дешевой, простой в изготовлении и обслуживании, надежной конструкцией с небольшим количеством деталей, что в результате приводит к экономии материальных и финансовых затрат.

Клапан для обсадной колонны, включающий корпус, ограничитель с заглушкой и боковыми каналами, полую втулку, имеющую возможность герметичного перекрытия боковых каналов ограничителя, срезные элементы, отличающийся тем, что полая втулка посредством срезных элементов закреплена на внутренней поверхности корпуса, при этом корпус ниже полой втулки снабжен внутренней цилиндрической выборкой, причем ограничитель оборудован заглушкой сверху и снабжен наружной цилиндрической поверхностью различного диаметра, при этом наружная поверхность меньшего диаметра расположена сверху, а наружная поверхность большего диаметра ограничителя ниже боковых каналов снабжена упором и эластичным кольцом, которые выполнены с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке.