ОБРАТНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ(ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и применяется при цементировании обсадных колонн для предотвращения обратного движения раствора цемента.
Известен обратный клапан для обсадной колонны по патенту на полезную модель RU 61784. Клапан содержит цилиндрический корпус, на нижнем конце которого, выполнена наружная коническая резьба, а на верхнем конце - внутренняя коническая резьба. К нижней части полости корпуса присоединен ограничитель перемещения шарового затвора. В центральном отверстии ограничителя размещен дроссель с периферийными отверстиями, перекрываемыми подпружиненной кольцевой перегородкой. В средней части полости корпуса установлено эластичное седло под шаровой затвор.
Недостатком известного обратного клапана для обсадной колонны является значительная масса его корпуса.
Известен обратный клапан для обсадной колонны по справочнику «Буровое оборудование», Абубакиров В.Ф. и др., издательство «Недра», г.Москва, 2000 г., том 2, с.228, 229, рис.5.15, а). Этот клапан принят в качестве прототипа. Обратный клапан по прототипу содержит полый цилиндрический корпус, на нижнем конце которого выполнена наружная коническая резьба, а на верхнем конце выполнена внутренняя коническая резьба. В средней части полого корпуса размещена втулка, которая с помощью наружных трапецеидальных проточек и трапецеидальных выточек на внутренней поверхности корпуса посредством размещенного между проточками цементного стакана присоединена к корпусу. К нижней части втулки присоединен ограничитель перемещения шарового затвора с боковыми и центральным отверстиями, в последнем размещен дроссель с отверстием. В верхней части полости втулки размещены кольца, между которыми установлена эластичная диафрагма под шаровой затвор.
Недостатками прототипа являются:
- значительная масса его трубной заготовки;
- повышенная трудоемкость изготовления корпуса.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение недостатков прототипа, а именно:
- снижение массы трубной заготовки и трудоемкости изготовления корпуса.
Технический результат достигается тем, что в обратном клапане для обсадной колонны, содержащем полый корпус с присоединительными резьбами на его концах, втулку, шаровой затвор, ограничитель перемещения затвора, дроссель, мембрану, разрезную шайбу, эластичную диафрагму, согласно первого варианта полезной модели, полый корпус состоит из нижней цилиндрической и верхней в виде конического раструба частей, соединенных плавными переходами, причем форма заготовки корпуса идентична форме обработанного изделия.
Технический результат достигается тем, что в обратном клапане для обсадной колонны, содержащем полый корпус с присоединительными резьбами на его концах, втулку, шаровой затвор, ограничитель перемещения затвора, дроссель, мембрану, разрезную шайбу, эластичную диафрагму, согласно второго варианта полезной модели, полый корпус состоит из нижней цилиндрической и верхней в виде двух конических раструбов частей с одинаковыми конусностями, соединенных плавными переходами, причем форма заготовки корпуса идентична форме обработанного изделия.
Выполнение полого корпуса по первому варианту состоящим из нижней цилиндрической и верхней в виде конического раструба частей обеспечивает снижение массы трубной заготовки и трудоемкости изготовления корпуса за счет возможности уменьшения припусков металла на механическую обработку корпуса.
Выполнение полого корпуса по второму варианту состоящим из нижней цилиндрической и верхней в виде конического раструба частей так же обеспечивает снижение массы трубной заготовки и трудоемкости изготовления корпуса за счет возможности уменьшения припусков металла на механическую обработку корпуса. Кроме того, выполнение верхней части корпуса в виде конического раструба, состоящего из двух частей, обеспечивает более высокую технологичность выполнения конической резьбы.
Заявителем было изготовлено по одному экземпляру обратного клапана по прототипу и по предложенной полезной модели первого варианта, корпуса которых были выполнены с коническими присоединительными резьбами типоразмера ОТТМ-324 ГОСТ 632-80.
По прототипу полый корпус обратного клапана потребовал применения в качестве заготовки стальной трубы с наружным диаметром 351 мм, толщиной стенки 25 мм, длиной 360 мм и весом 72,4 кг.
По предложенной полезной модели полый корпус обратного клапана потребовал применения в качестве заготовки стальной трубы с наружным диаметром 325 мм, толщиной стенки 16 мм, длиной 365 мм и весом 44 кг.
Результаты проведенных экспериментов показывают, что заявленный технический результат достигнут.
Сущность предложенной полезной модели поясняется рисунками.
На рис.1 изображен продольный разрез обратного клапана по первому варианту.
На рис.2 изображен продольный разрез корпуса обратного клапана по первому варианту.
На рис.3 изображен продольный разрез корпуса обратного клапана по второму варианту.
На рис.4 показан продольный разрез заготовки корпуса обратного клапана по первому варианту выполнения.
На рис.5 показан продольный разрез заготовки корпуса обратного клапана по второму варианту выполнения.
Обратный клапан для обсадной колонны содержит полый корпус 1 с нижней цилиндрической частью 2 и коническим раструбом 3. По второму варианту конический раструб 3 состоит из нижней части 4 и верхней части 5. На нижнем конце корпуса 1 выполнена наружная 6, а на верхнем конце внутренняя 7 конические резьбы с одинаковым типоразмером. В полости корпуса 1 установлена втулка 8, между втулкой 8 и корпусом 1 замоноличен цементный стакан 9. В верхней части втулки 8 установлены: опорное кольцо 10, разрезная шайба 11, диафрагма 12 и нажимная гайка 13. В нижней части втулки 8 установлен ограничитель 14 перемещения шарового затвора 15. На периферии ограничителя 14 выполнены отверстия 16. В центральном отверстии ограничителя 14 в его нижней части установлен на резьбе дроссель 17. Между ограничителем 14 и дросселем 17 установлена эластичная мембрана 18.
Обратный клапан для обсадной колонны работает следующим образом. Перед цементированием обсадной колонны обратный клапан спускают в скважину без затвора 15. Промывочная жидкость проходит через дроссель 17 клапана и заполняет колонну. При промежуточных промывках эластичная мембрана 18 отгибается вниз и промывочная жидкость проходит через отверстия 16 и центральное отверстие дросселя 17. Перед цементированием внутрь колонны бросают шар 15, который увлекается вниз промывочной жидкостью и продавливается через отверстия разрезной шайбы 11 и диафрагмы 12. При обратном движении потока шар 15 перекрывает отверстие диафрагмы 12, что обеспечивает отсечении потока цементного раствора от движения его вверх по внутренней полости колонны.
Предложенное конструктивное решение полого корпуса обратного клапана обеспечивает снижение его веса, снижение отходов в виде стружки при механической обработке, снижение трудоемкости и стоимости изготовления полого корпуса.