ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для обеспечения гидравлической связи трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных технологических операций, а точнее для осуществления процесса глушения.
Известен циркуляционный клапан [«Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин». Ю.В. Зайцев, Р.А. Максутов, О.В. Чубанов и др. - М.; «Недра», 1984 г.], состоящий из корпуса, в осевом канале которого перемещается золотник, на наружной поверхности которого выполнены фигурные пазы, в которые входят фиксатор. В осевом канале золотника выполнено посадочное место под седло шарового клапана. Золотник подпружинен относительно корпуса. При подаче избыточного давления, золотник с седлом шарового клапана перемещается вниз, с открытием гидравлической связи осевого канала с межтрубным пространством.
Для закрытия клапана необходимо сбросить новое седло с шариком и повторить операцию, путем подачи избыточного давления.
Основным недостатком такого циркуляционного клапана является то, что при открытии, закрытии циркуляционного клапана с перемещением золотника внутри корпуса, уплотнительные кольца проходят мимо перепускных окон, что негативно влияет на их целостность и долговечность.
Известен клапан для испытания пластов [Авт. св. №1602978], состоящий из корпуса с осевым, радиальным и радиально-осевым каналами, размещенного в нем подпружиненного ступенчатого пологого поршня с радиально-осевым каналом. Поршень снабжен срезной (нижней) пробкой, которая выполнена с осевым каналом и одним заглушенным концом. Пробка установлена в радиальном канале ступени большого диаметра поршня с возможностью сообщения кольцевой камеры с осевой полостью поршня. Другая подвижная пробка (верхняя), расположенная в радиальном канале корпуса, имеет возможность сообщения с затрубным пространством при условии нахождения поршня в верхнем крайнем положении и перемещения пробки в осевой канал.
Недостатком клапана является то, что он срабатывает за счет перемещения поршня в осевом канале и пробки в радиальном. Клапан рассчитан на кратковременную работу при опробывании пластов, на несколько часов. Как показывает практика работ, каналы осевые, радиальные, места переходов загрязняются механическими примесями, продуктами коррозии и сорбции, что приводит к невозможности срабатывания перемещающихся деталей и уплотнений.
Известен циркуляционный клапан, взятый за прототип [Патент на полезную модель №2187623], состоящий из муфты с отверстиями, предохранительного кольца, заглушек с внутренним тупиковым каналом. Канал открыт со стороны затрубного пространства. Заглушки установлены в отверстиях муфты с возможностью слома под действием ударника-штанги. Отверстия в муфте выполнены с резьбой. Заглушки выполнены чугунными и ввернуты в отверстия муфты. В предохранительном кольце выполнены отверстия. Вершины заглушек расположены в упомянутых отверстиях предохранительного кольца с возможностью слома под действием ударника-штанги на предохранительное кольцо. Предохранительное кольцо изготовлено из чугуна. Обеспечивается высокая степень надежности и безопасности работ.
Недостатком является то, что для открытия циркуляционного клапана необходимо применять канатно-кабельнную технику (на проволоке спускать ударник - стальную штангу длиной 50 см), прикладывать ударные нагрузки, что увеличивает время и снижает безопасность работ.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы циркуляционного клапана, который позволит осуществить процесс сообщения трубного и затрубного пространств без осложнений.
Целью настоящей полезной модели является разработка надежного циркуляционного клапана, позволяющего обеспечить гидравлическую связь трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных технологических операций, а точнее для осуществления процесса глушения. При этом открытие циркуляционного клапана должно производиться за счет сброса шара, диаметр которого равен седлу втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек, и создания избыточного гидравлического давления жидкости глушения внутри спускаемых труб. Поставленная цель достигается тем, что циркуляционный клапан спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к циркуляционному клапану с помощью резьбовых соединений. В случае необходимости получения сообщения между трубным и затрубным пространствами и глушения скважины методом прямой циркуляции, во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар под диаметр седла втулки. Шар попадает в седло втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек. При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар перекрывает внутреннюю полость втулки, тем самым создавая усилие на заглушки. Заглушки, выполненные из мягкого металла (свинца или алюминия) под давлением ломаются. Отличительной особенностью заявляемого циркуляционного клапана является то, что шар вместе с втулкой падает вниз до буртика, не позволяющего шару и втулке упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами, и жидкость глушения закачивается в открытые каналы.
Сущность предлагаемой полезной модели представлена на чертежах (фиг. 1, 2 и 3). На фиг. 1 представлен чертеж циркуляционного клапана в транспортном положении, на фиг. 2 - в процессе открывания каналов для глушения, на фиг. 3 - в открытом положении.
Циркуляционный клапан состоит из корпуса 1, в котором имеются каналы в виде отверстий 2 для нагнетания жидкости глушения и сообщения трубного и затрубного пространств в скважине. В каналы 2 вставлены заглушки из мягкого металла (к примеру, свинец или алюминий) и с помощью резьбовых соединений 4 привернуты к втулке 5, находящейся внутри корпуса 1 циркуляционного клапана, тем самым удерживая ее. Между втулкой 5 и корпусом 1 циркуляционного клапана расположена резиновая прокладка 6 толщиной 2-3 мм. Втулка 5 имеет седло 7 под диаметр сбрасываемого шара 8. Внутри корпуса 1 циркуляционного клапана приварен буртик 9. Соединение циркуляционного клапана с трубами НКТ осуществляется с помощью резьбовых соединений 10 и 11.
Циркуляционный клапан работает следующим образом.
Циркуляционный клапан спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к циркуляционному клапану с помощью резьбовых соединений 10 и 11. Клапан является полнопроходным, что позволяет беспрепятственно осуществлять добычу нефти (транспортирование ее от забоя до устья) (фиг. 1). В случае необходимости получения сообщения между трубным и затрубным пространствами и глушения скважины методом прямой циркуляции, во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар 8 под диаметр седла 7 втулки 5. Шар попадает в седло 7 втулки 5, находящейся внутри корпуса 1 циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек 3 (фиг. 2).
При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар 8 перекрывает внутреннюю полость втулки 5, тем самым создавая усилие на заглушки 3. Заглушки 3, выполненные из мягкого металла (свинца или алюминия) под давлением ломаются (фиг. 3). Шар 8 вместе со втулкой 5 падает вниз до буртика 9, не позволяющего шару 8 и втулке упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами, и жидкость глушения закачивается в открытые каналы 2.
Описание:
1 - корпус;
2 - каналы в виде отверстий
3 - заглушки
4 - резьбовые соединения
5 - втулка
6 - резиновая прокладка
7 - седло
8 - шар
9 - буртик
10, 11 - резьбовые соединения