КЛАПАН ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ МНОГОРАЗОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для обеспечения гидравлической связи трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных технологических операций.
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 циркуляционный клапан [Патент на изобретение №2187623 РФ, опубл. 20.08.2002 Бюл. №23, МПК Е21В 34/06 (2000.01)], 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-кабельную технику (на проволоке спускать ударник - стальную штангу длиной 50 см), прикладывать ударные нагрузки, что увеличивает время и снижает безопасность работ.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является циркуляционный клапан [Патент на полезную модель №176624 РФ, 24.01.2018 Бюл. №3, МПК Е21В 34/14, Е21В 21/10 (2006.01)], включающий корпус, в котором имеются каналы в виде отверстий для нагнетания жидкости глушения и сообщения трубного и затрубного пространств в скважине, заглушки из мягкого металла, которые вставлены в каналы и с помощью резьбовых соединений привернуты к втулке, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и имеющей седло под диаметр сбрасываемого шара, резиновую прокладку толщиной 2-3 мм, расположенную между втулкой и корпусом циркуляционного клапана, отличающийся тем, что внутри корпуса циркуляционного клапана приварен буртик, не позволяющий шару и втулке упасть ниже циркуляционного клапана при его открытии.
Недостатком является то, что циркуляционный клапан не является многоразовым, и после открытия циркуляционного клапана, необходимо производить его извлечение и замену.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы циркуляционного клапана, который позволит осуществить процесс сообщения трубного и затрубного пространств.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка надежного циркуляционного клапана, позволяющего обеспечить гидравлическую связь трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных операций, а точнее для закачивания технологической жидкости через трубное пространство. При этом открытие циркуляционного клапана должно производиться за счет сброса растворяемого шара, диаметр которого равен седлу втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся за счет пружины, создания избыточного гидравлического давления жидкости глушения внутри спускаемых труб. Многоразовое применение заявляемого циркуляционного клапана достигается тем, что открытие и закрытие клапана достигается за счет сжатия и разжатия пружины, которая при наличии гидравлического давления над шаром, сбрасываемого до седла подвижной втулки, способна двигаться вниз, что способствует открытию каналов и обеспечению гидравлической связи трубного и затрубного пространств. При сбросе же давления над шаром, пружина начинает двигаться вверх и подвижная втулка перекрывает каналы.
Технический результат достигается тем, что циркуляционный клапан многоразового применения 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 закачивания технологической жидкости, во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар под диаметр седла втулки. Шар попадает в седло втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи пружины. Пружина, в свою очередь, прикреплена к верхнему буртику и втулке, перекрывающей каналы циркуляционного клапана. При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар перекрывает внутреннюю полость втулки, тем самым создавая усилие на пружину.
Отличительной особенностью заявляемого клапана циркуляционного многоразового применения является то, что пружина растягивается и перемещается вниз, тем самым втулка открывает каналы циркуляционного клапана. Также в корпусе клапана предусмотрен нижний буртик, который не позволяет растягивающейся пружине, а также втулке сорваться и упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами и технологическая жидкость закачивается в открытые каналы.
Сущность предлагаемой полезной модели представлена чертежами. На фиг. 1 представлен чертеж циркуляционного клапана в транспортном положении; на фиг. 2 - в процессе сброса растворяемого шара; на фиг. 3 - в процессе закачивания технологической жидкости и открытия каналов; на фиг. 4 - после проведения технологической операции; на фиг. 5 - после растворения шара.
Циркуляционный клапан многоразового применения состоит из корпуса 1, в котором имеются каналы в виде отверстий 2 для нагнетания технологической жидкости и сообщения трубного и затрубного пространств в скважине. Каналы 2 перекрыты втулкой 3, удерживаемой при помощи пружины 4, которая, в свою очередь, прикреплена в верхнему буртику 5. Между втулкой 3 и корпусом 1 циркуляционного клапана расположена резиновая прокладка (не показано) толщиной 1-2 мм. Втулка 3 имеет седло 6 под диаметр сбрасываемого шара 7. Внутри корпуса 1 циркуляционного клапана приварен нижний буртик 8. Соединение циркуляционного клапана с трубами НКТ осуществляется с помощью резьбовых соединений 9 и 10.
Циркуляционный клапан многоразового применения работает следующим образом.
Циркуляционный клапан многоразового применения спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к циркуляционному клапану с помощью резьбовых соединений 9 и 10. Клапан является полнопроходным (фиг. 1). В случае необходимости получения сообщения между трубным и затрубным пространствами и закачивания технологической жидкости во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар 7 под диаметр седла 6 втулки 3. Шар 7 попадает в седло 6 втулки 3, находящейся внутри корпуса 1 циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи пружины 4 (фиг. 2).
При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар 7 перекрывает внутреннюю полость втулки 3, тем самым создавая усилие на пружину 4. Пружина 4 растягивается и перемещается вниз. Шар 7 вместе со втулкой 3 также перемещается вниз до нижнего буртика 8, не позволяющего шару 7 и втулке 3 упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами и технологическая жидкость закачивается в открытые каналы 2 (фиг. 3).
После проведения технологической операции по закачиванию жидкости пружина 4 перемещается вверх и втулка 3 встает в исходное положение, перекрывая каналы 2 (фиг. 4).
Шар 7, являясь растворяемым, в течение определенного времени, уменьшается в размерах и падает ниже циркуляционного клапана (фиг. 5).
Описание:
1 - корпус;
2 - каналы в виде отверстий
3 - втулка
4 - пружина
5 - верхний буртик
6 - седло
7 - шар
8 - нижний буртик
9, 10 - резьбовые соединения