Переливной клапан

 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин. Цель - повышение эффективности клапана путем большей его герметизации при спуско-подъемных операциях. Для этого запорный элемент выполнен в виде шарнирно закрепленного полушара со смещенным центром тяжести от оси клапана в плоскости поворота. Клапан имеет седло, выполненное с вогнутой поверхностью. Запорный элемент выполнен в виде шарнирно закрепленного полушара со смещенным центром тяжести от оси клапана в плоскости поворота. Седло выполнено с вогнутой поверхностью. Запорный элемент установлен с возможностью перекрытия осевого канала седла, сообщения с одним из радиальных каналов своим осевым каналом и взаимодействия ограничителем поворота, укрепленным в корпусе при рабочем положении. Корпус со стороны утяжеленной части запорного элемента выполнен с большим кол-вом радиальных каналов. После прекращения подачи жидкости в бурильную колонну утяжеленная половина полушара опускается, осевые каналы запорного элемента и седла расходятся, при этом осевой канал седла перекрыт. Подъем инструмента и наращивание бурильной колонны происходит без перетока жидкости через забойный механизм. Надежная герметизация контакта запорного элемента седлом при прокачивании через клапан жидкости обеспечивается благодаря их контакту по сферической поверхности. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 10/24, 34/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4474728/03 (22) 15.08.88 (46) 15.07.91. Бюл. ¹ 26 (75) В.А, Вареник и М;Н. Чучвич (53) 622.24,051.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 615194, кл. Е 21 В 17/00, 1978. (54) ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН (57) Изобретение относится к бурению глубоких скважин. Цель — повышение эффективности клапана путем большей его герметизации при спуска-подьемных операциях. Для этого запорный элемент выполнен в виде шарнирно закрепленного полушара со смещенным центром тяжести от оси клапана в плоскости поворота, Клапан имеет седло, выполненное с вогнутой поверхностью. Запорный элемент выполнен в виде шарнирно закрепленного полушара со смещенным центром тяжести от оси клапана в плоскости поворота. Седло

Изобретение относится к бурению глубоких скважин, в частности к клапанным устройствам для забойных механизмов.

Целью изобретения является повышение эффективности клапана в работе путем большей его герметизации при спуско-подъемных операциях, На фиг. 1 схематично показан переливной клапан в рабочем положении; на фиг, 2 — то же, в открытом положении; на фиг. 3— сечение А-А на фиг. 2.

Переливной клапан содержит цилиндрический корпус 1 с присоединительными резьбами на концах и радиальными каналами: перепускными 2 и силовым 3. Запорный элемент 4 в виде полушара закреплен в кор,, ЫХ, „1663173 Al выполнено с вогнутой поверхностью. 3апорный элемент установлен с возможностью перекрытия осевого канала седла, сообщения с одним из радиальных каналов своим осевым каналом и взаимодействия ограничителем поворота, укрепленным в корпусе при рабочем положении. Корпус со стороны утяжеленной части запорного элемента выполнен с большим кол-вом радиал ьн ых каналов. После прекра щения подачи жидкости в бурильную колонну утяжеленная половина полушара опускается, осевые каналы запорного элемента и седла расходятся; при этом осевой канал седла перекрыт, Подъем инструмента и наращивание бурильной колонны происходит без перетока жидкости через забойный механизм. Надежная герметизация контакта запорного элемента седлом при прокачивании через клапан жидкости обеспечивается благодаря их контакту по сферической поверхности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. пусе 1 на оси 5 с возможностью поворота относительно оси 5 и седла 6. Одна половина элемента 4 снабжена утяжелителем 7, а над легкой половиной в корпусе 1 вмонтирован ограничитель 8 угла поворота элемента 4, Благодаря ограничителю 8 устанавливается оптимальный угол наклона к горизонтали запорного элемента 4, обеспечивающий поворот элемента 4 при промывке и перекрытие радиальных каналов 2 и 3, Седло 6 и запорный элемент 4 выполнены с осевыми каналами 9 и 10 соответственно. Радиус кривизны вогнутого седла 6 больше радиуса кривизны полушара 4, что снижает трение при поворотах запорного элемента относительно седла и повышает

1663173 контактное давление, когда клапан открыт (фиг. 2), улучшая тем самым герметичность осевого канала 10 клапана на стыке.

Переливной клапан устанавливается в бурильной колонне над забойным механизмом: турбобуром, винтовым двигателем, керноотборным снарядом и т.п, Переливной клапан работает следующим образом, В процессе спуска в скважину бурильного инструмента запорный элемент 4, благодаря утяжелителю 7, повернуг вокруг оси

5 на заданный угол и упирается своей облегченной половиной в ограничители 8. При этом осевые каналы 10 и 9 элемента 4 и седла 6 не совмещены, а каналы 2 и 3 в корпусе открыты и сообщают затрубное пространство с внутренним каналом бурильной колонны, расположенным над запорным элементом 4. Поэтому промывочная жидкость из скважины заполняет бурильную колонну, минуя забойный механизм.

При подъеме долота положение запорного элемента 4 будет таким же, поэтому промывочная жидкость будет вытекать из бурильной колонны в затрубное пространство через каналы 2 и 3, минуя забойный механизм, При нагнетании жидкости в колонну бурильных труб поток будет воздействовать на запорный элемент 4, стремясь провернуть его в обратном направлении, поднять его утяжеленную половину. Этому способствует и то, что каналов 2 больше, чем каналов 3. Поскольку сопротивление течению потока через каналы 3 больше сопротивления каналов 2, то возникнет момент вращения запорного элемента 4 вокруг оси

5, направленный по часовой стрелке(фиг. 1), Благодаря этому моменту, плоская поверхность. полушара 4 займет горизонтальное положение (фиг. 2), при этом осевые каналы

10 и 9 запорного элемента 4 и седла 6 совместятся и образуют один канал, связывающий внутреннюю полость бурильной колонны с забойным механизмом и долотом, Радиальные каналы 2 и 3 в корпусе 1 будут перекрыты, т,е, затрубное пространство изолируется от полости бурильной колонны.

5 После прекращения подачи жидкости в . бурильную колонну утяжеленная половина полушара 4 снова опустится, осевые каналы

10 и 9 запорного элемента 4 и седла 6 разойдутся, при этом осевой канал 9 седла 6 будет

10 перекрыт (фиг, 1). Подъем инструмента или наращивание бурильной колонны будет происходить без перетока жидкости через забойный механизм, Надежная герметизация контакта запорного элемента 4 седлом

15 6 при прокачивании через клапан жидкости обеспечивается благодаря их контакту по сферической поверхности.

Формула изобретения

20 1. Переливной клапан. содержащий цилиндрический корпус с радиальными каналами, расположенные в корпусе запорный элемент с осевым каналом и взаимодействующее с запорным элементом седло с осе25 вым каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности клапана в работе путем большей его герметизации при спуско-подъемных операциях, запорный элемент выполнен в виде шарнирно

30 закрепленного полушара со смещенным центром тяжести от оси клапана в плоскости поворота, а седло выполнено с вогнутой поверхностью, причем запорный элемент установлен с возможностью перекрытия

35 осевого канала седла, сообщения с одним из радиальных каналов своим осевым каналом и взаимодействия с ограничителем поворота, закрепленным в корпусе, при рабочем положении, при этом корпус со сто40 роны утяжеленной части запорного элемента выполнен с большим количеством радиальных каналов.

2. Клапан по и. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что вогнутая поверхность седла выпол45 нена с большим радиусом кривизны, 1663 7 73

1663173

Составитель А,Скалунов

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска

Редактор Ю,Середа

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2245 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5