Забойный клапан

блюз Советска

Социалистических

Республик

И АВ1 ОРСКОМУ СВИДЕТЕАЬС (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.05.75 (21) 2138429/22-0 с присоединением заявки № л з Е 21В 17/00

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.10.77. Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 27.10.77

622.243.92.05 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. Ю. Брудный-Челядинов, В. К. Сорокоумов и В. С. Будянский

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт буровой техники (71) Заявитель (54) ЗАБОЙ НЫ Й КЛАПАН

ГосудаРственный комитет (23) 11р нор итет

Изобретение относи .ся к технике бурения глубоких скважин, а более конкретно — к устройству управляемых по команде с поверхности клапанов, являющихся элементами компановки бурильного инструмента и предназначенных для изменения пути движения потока промывочной жидкости.

Известно устройство для ускоренного заполнения и опорожнения полости бурильных труб промывочной жидкостью при спускоподъемных операциях прои бурении гидромониторными долотами, состоящее из вспомогательного промывочного отверстия в долоте и всплывающего запорного шара, средняя плотность которого меньше, чем плотность промывочной жидкости (11.

Недостатком данного устройства является невозможность изменения пути движения потока промывочной жидкости по команде с поверхности.

Известно гидродинамическое запорное устройство, включающее корпус, в котором концентричпо размещены седла с направляющей, выполненной в виде полого цилиндра с окнами, и запорный орган (2).

Г1ереключение этого устройства осуществляется при помощи интенсивной обратной циркуляции, что ограничивает область применения переключающих клапанов подобного типа буровыми скважинами, имеющими специальное оборудование для создания обратной циркуляции.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности переключающе5 го клапана за счет обеспечения автоматического регулирования средней плотности запорного органа.

Это достигается тем, что запорный орган клапана выполнен в виде цилиндра, внутрен10 няя полость которого разделена подвижной перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры, причем нижняя камера сообщена через гидродинамическое сопротивление, например дроссель, с внутренней полостью направляю15 щей, а верхняя — заполнена газом под давлением.

На чертеже изображен забойный клапан, продольный разрез.

Он содержит корпус 1, направляющую 2, 20 распределительные каналы с седлами 3 и 4, сообщающие полость клапана соответственно с затрубным пространством и с механизмами за клапаном, запорпый орган 5, внутренняя полость которого разделена подвижной пере25 городкой 6 на верхнюю 7 и нижнюю 8 камеры.

Верхняя камера через ниппель 9 заполнена газом под давлением, а нижняя камера сооб. щена с внутренней полостью направляющей клапана через гидродинамическое сопротив30 ление, например дроссель 10.

578424

Работает клапан следующим образом.

Если не осуществляется подача жидкости по бурильным трубам, сжатый газ, находящийся в камере 7, занимает весь внутренний объем запорного органа 5. Благодаря этому средняя плотность запорного органа меньше плотности промывочной жидкости, вследствие чего он всплывает и размещается в седле 3, перекрывая канал а. При включении насоса жидкость будет поступать через открытый канал б в забойный механизм, например в турбобур, а запорный орган 5 будет прижат к седлу 3 перепадом давлений, срабатываемым в забойном механизме. Этот перепад давлений, воздействуя через подвижную перегородку 6 на газ, приводит к заполнению через гидродинамическое сопротивление 10 части внутреннего объема запорного органа 5 жидкостью, в результате чего его средняя плотность становится больше плотности жидкости.

После отключения насоса запорный орган перемещается под действием собственного веса, превышающего в данном случае выталкивающую силу, в нижнее положение на седло

4. Одновременно начинается процесс вытеснения жидкости из камеры 8 через гидродинамическое сопротивление 10, что ведет к уменьшению средней плотности запорного органа.

Чтобы осуществить прокачку жидкости через канал а, направляя ее, например, в затрубное пространство или в струйный насос, нужно произвести включение насоса до момента выравнивания средней плотности запорного органа и плотности жидкости. Если же включение насоса произвести после указанного момента, то запорный орган переместится в иСходное положение, и жидкость вновь будет направлена по каналу б.

Использование в забойном клапане запорного органа с регулируемой по команде с поверхности средней плотностью, перекрывающего один из каналов для движения жидкости, позволяет существенно упростить конструкцию клапана, повысить его эксплуатаци10 онную надежность, особенно при его работе в среде загрязненной промывочной жидкости.

Формула изобретения

15 Забойный клапан, содержащий корпус, в котором концентрично размещены седла с направляющей, выполненной в виде полого цилиндра с окнами, и запорный орган, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения

20 эксплуатационной надежности клапана за счет обеспечения автоматического регулирования средней плотности запорного органа, последний выполнен в виде цилиндра, внутренняя полость которого разделена подвижной пере25 городкой на верхнюю и нижнюю камеры, причем нижняя камера сообщена через гидродинамическое сопротивление, например дроссель, с внутренней полостью направляющей, а верхняя — заполнена газом под давлением.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Турбобуры, Труды ВНИИБТ, вып. XVI, «Недра», 1966, с. 141.

2. Авторское свидетельство СССР № 231472, 35 кл. Е 21b 17/00, 1967.

Редактор Д. Павлова

Составитель В. Борискина

Техред А. Камышникова

Корректор Л. Деннскнна

Заказ 2402/11 Изд. № 850 Тираж 778

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Подписное