ПЕРЕПУСКНОЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к ремонту и бурению нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения скважин.
Известен перепускной клапан (патент RU 47949, МПК Е21В 21/10, опубл. 10.09.2005 г.), включающий корпус с радиальными отверстиями, верхним и нижним внутренними кольцевыми выступами, тарелку с осевым сквозным каналом, седло, фиксированное от проворота шпонкой и установленное с возможностью возвратно-поступательного ограниченного движения относительно корпуса, при этом тарелка и седло снабжены взаимообращенными рабочими поверхностями, уплотнительные элементы и установленный в корпусе клапана соосно с радиальными отверстиями фильтр, кроме того, тарелка установлена жестко между верхним и нижним внутренними кольцевыми выступами корпуса, при этом в транспортном положении седло соединено с корпусом срезным элементом, а в рабочем герметично перекрывает радиальные отверстия корпуса, при этом тарелка снабжена наружной цилиндрической рабочей поверхностью, а седло - внутренней цилиндрической рабочей поверхностью, которые выполнены с возможностью взаимного перекрытия. Недостатками данной конструкции является то, что клапан нельзя использовать многократно, а также что перекрываются только радиальные отверстия, а центральный канал остается не перекрытым.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является перепускной клапан (патент RU 2560035, МПК Е21В 34/12, опубл. 20.08.2015 г.), расположенный выше расширяющей головки и ниже гидродомкрата и содержащий полую корпусную втулку с цилиндрическим сужением и полый шток, вставленный телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку и оснащенный снизу ниппелем с наружным уплотнением, выполненным в форме эластичного стакана с наружной проточкой в виде воротниковой манжеты с нижним и верхним упорами, причем нижний упор зафиксирован на ниппеле, причем ниппель перекрыт снизу заглушкой, причем корпусная втулка и шток соединены соответственно с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом. В этом перепускном клапане на полом штоке имеются наклонные отверстия, сообщающие внутреннее пространство корпусной втулки и внутреннее пространство штока. При этом верхний упор уплотнения выполнен с продольными каналами на внутренней стенке. Выполнение наклонных отверстий на массивной детале - полом штоке производится на координатно-расточном станке, оборудованном грузоподъемным механизмом. Изготовление верхнего упора производится на строгальном станке для выполнения продольных каналов (пазов) на внутренней стенке. Выполнение наклонных отверстий и продольных каналов усложняют конструкцию устройства.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства.
Техническая задача решается тем, что в перепускном клапане, расположенным выше расширяющей головки и ниже гидродомкрата и содержащим полую корпусную втулку с цилиндрическим сужением и полый шток, вставленный телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку и оснащенный снизу ниппелем с наружным уплотнением, выполненным в форме эластичного стакана с наружной проточкой в виде воротниковой манжеты с нижним и верхним упорами, причем нижний упор зафиксирован на ниппеле, причем ниппель перекрыт снизу заглушкой, причем корпусная втулка и шток соединены соответственно с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом, новым является то, что на ниппеле выполнены отверстия, расположенные между штоком и верхним упором манжеты наружного уплотнения, причем верхний упор выполнен с гладкой цилиндрической внутренней стенкой и расположен на ниппеле с возможностью продольного перемещения, причем на ниппеле выполнены дополнительные отверстия, расположенные между верхним и нижним упорами.
На фигуре изображен общий вид устройства в продольном разрезе.
Перепускной клапан содержит полую корпусную втулку 1 (фиг. 1) с цилиндрическим сужением 2 и полый шток 3. Последний вставлен телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку 1 и оснащен снизу ниппелем 4 с наружным уплотнением 5. Это уплотнение выполнено в форме эластичного стакана с наружной проточкой 6 в виде воротниковой манжеты 7 с нижним 8 и верхним 9 упорами. Нижний упор 8 зафиксирован на ниппеле 4, который перекрыт снизу заглушкой 10. Корпусная втулка 1 и шток 3 соединены соответственно с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом (на фигуре не показаны). На ниппеле 4 выполнены отверстия 11, расположенные между штоком 3 и верхним упором 9 манжеты 7 наружного уплотнения. Верхний упор 9 выполнен с гладкой цилиндрической внутренней стенкой 12 и расположен на ниппеле 4 с возможностью продольного перемещения путем выполнения прилегающих друг к другу стенок по скользящей посадке. На ниппеле 4 выполнены дополнительные отверстия 13, расположенные между верхним 9 и нижним 8 упорами.
Перепускной клапан работает следующим образом. С помощью резьбы 14 корпусной втулки 1 и резьбы 15 полого штока 3 перепускной клапан соединяют с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом соответственно и на колонне труб в сборе с профильным перекрывателем спускают в скважину. Затем ориентируют в интервале установки, создают избыточное гидравлическое давление в системе для расширения профильного перекрывателя до фиксации его в скважине и отсоединяют инструмент. Затем, прокачивая через инструмент промывочную жидкость, начинают осевое перемещение вниз до упора расширяющей головки в резьбовое соединение профильного перекрывателя. В процессе спуска промывочная жидкость через отверстия 11 ниппеля 4 попадает в пространство между наружным уплотнением 5 и внутренней поверхностью корпусной втулки 1. После посадки расширяющей головки на резьбовое соединение профильного перекрывателя корпусная втулка 1 останавливается, а полый шток 3 с соединенным с ним ниппелем 4 продолжает телескопически перемещаться вниз относительно корпусной втулки 1 в пределах допустимого хода. Наружное уплотнение 5, зафиксированное на ниппеле 4 нижним упором 8, сопрягается с внутренней поверхностью 16 цилиндрического сужения 2, перекрывая при этом проходное кольцевое сечение клапана. После достижения ниппелем 4 нижнего крайнего положения уплотнение 5, входя в цилиндрическое сужение 2 корпусной втулки 1, уменьшается в диаметре. Из-за этого увеличивается длина уплотнения 5, и связанный с ним верхний упор 9 перемещается вверх, т.к. он установлен на ниппеле 4 с возможностью продольного перемещения. Таким образом, упор 9 закрывает отверстия 11 на ниппеле 4, и промывочная жидкость через дополнительные отверстия 13 давит на внутреннею поверхность уплотнения 5, прижимая это уплотнение к внутренней поверхности 16 цилиндрического сужения 2. Далее давление промывочной жидкости (создаваемое насосом) начинает воздействовать только на поршни гидравлического домкрата, который находится выше перепускного клапана. Переток жидкости через центральный канал ниппеля 4 исключается за счет заглушки 10. Под действием осевого усилия гидравлического домкрата расширяющая головка раздает резьбовое соединение, затем давление сбрасывают и продолжают спуск инструмента до следующего резьбового соединения. Под действием веса оборудования, закрепленного ниже корпусной втулки 1, клапан возвращается в исходное положение.
В прототипе наклонные отверстия и продольные каналы на деталях (на полом штоке и верхнем упоре) выполняются на специальных координатно-расточных и строгальных станках. В предлагаемом устройстве на полом штоке отсутствуют наклонные отверстия, а на внутренней стенке верхнего упора - продольные каналы. На малогабаритной детали предлагаемого устройства, а именно на ниппеле выполнены отверстия, которые сверлятся на обычных сверлильных станках. Поэтому в предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипом, упрощается конструкция.
Перечень использованной информации: патент RU на полез. модель 47949, МПК Е21В 21/10, опубл. 10.09.2005 г. и патент RU на изобр. 2560035, МПК Е21В 34/12, опубл. 20.08.2015 г.