КЛАПАН ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ

Настоящее устройство относится к отраслям промышленности, ведущим бурение на нефть и газ и может быть использовано при работах по испытанию и освоению в открытом и обсаженном стволах скважины.
Известен циркуляционно-заливочный клапан по авторскому свидетельству СССР N 562645 М.Кл. Е 21 В 49/00. Недостатками этого клапана являются:
-необходимость закачки в трубы жидкости для осуществления каждого открытия и Закрытия циркуляционных отверстий;
-возможность возникновения гидравлического удара при закрытии циркуляционных отверстий, что может привести к разрушению нагнетательной системы.
Известен также циркуляционный клапан испытателя пластов по авторскому свидетельству СССР N 1016495, М. Кл. Е 21 В 49/00, включающий полый корпус с радиальными каналами, установленный в  нем подпружиненный золотник с осевым каналом и рядом радиальных каналов, жестко связанный с замковой втулкой и выполненный с фигурным пазом на наружной поверхности, и фиксатор, причем в корпусе
телескопически установлен жестко связанный с колонной труб
шток, на котором размещен фиксатор, золотник выполнен с дополнительным рядом радиальных каналов и имеет палец в нижней части, а внутренняя поверхность корпуса имеет пазы под палец золотника.
Недостатками этого циркуляционного клапана является возможность перехода рабочего органа из одной позиции в другую в процессе спуска клапана в скважину.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что шток содержит радиальные циркуляционные каналы, золотник выполнен с возможностью совмещения и разобщения его циркуляционных отверстий с циркуляционными отверстиями штока и образует с корпусом камеру трубного давления, причем в корпусе установлена втулка с фиксатором, взаимодействующим с фигурным пазом золотника.
При этом полностью предотвращается самопроизвольное открытие клапана в процессе спуска в скважину, простым и безопасным способом обеспечивается многократное открытие и закрытие циркуляционных отверстий для вымывания газовых пачек из призабойной зоны скважины, закачки рабочего агента при необходимости обработки пласта с целью интенсификации притока,для удаления из полости труб ее содержимого по окончании испытания и т. д. Особо полезным предлагаемый циркуляционный клапан может быть при работе с гидравлическими пакерами, нагнетаемыми путем создания избыточного давления в трубах.
Анализ известных технических решений в ис,следуемо$,. области позволяет сделать вывод о том, что заявляемый циркуляционный клапан обладает- новизной.
На фиг. 1 представлен общий вид клапана циркуляционного в исходном положении; при спуско-подъемных операциях, в растяйутом закрытом положении.
На фиг. 2 показан общий вид клапана циркуляционного после совмещения циркуляционных отверстий корпуса и золотниковой гильзы в сжатом закрытом положении.
На фиг. 3 приведен общий вид клапана циркуляционного при совмещенных циркуляционных отверстиях корпуса/ золотниковой гильзы и штока в растянутом открытом положении.
На фиг. 4 показана развертка фигурного паза золотника.
Клапан циркуляционный содержит составной корпус 1, 2, 3, 4, 5; дифференциальный несущий шток 6, 7; золотник 8, 9, 13, выполненный в виде дифференциального поршня, подпружиненный пружиной 10 и образующий с корпусными деталями 2, 3 камеру А трубного давления; регулировочные кольца 11, 12; втулку 14 х фиксатором 15, гильзу 16, подшипники 17, переводник 18. Полости клапана разобщаются между собой и с внешним пространством уплотнениями 19, 20, 21, 22, 23, 24. Кожух 1 выполнен со шпонками 25 и радиальными отверстиями 26. Шток 6 содержит шлицевый паз 27 и радиальные отверстия 28. Шлицевое соединение 25, 27
обеспечивает передачу крутящего момента инструментам, расположенным ниже циркуляционного клапана. Переводник 2, шток 7, гильза 8 золотника и переводник 3 выполнены, с радиальными отверстиями, соответственно 29, 30, 31, 32, 33. Шток 13 золотника выполнен с фигурным шлицевым пазом 34. Концевые переводники 5 и 18 содержат замковые присоединительные резьбы 35, 36. Отверстия 28, 26 и 32, 33 обеспечивают передачу на дифференциальную площадь штока и золотника трубного и затрубного гидростатических давлений.
Работает клапан циркуляционный следующим образом. В процессе спуско-подъемных операций его корпус находится в гидравлически уравновешенном состоянии. Этому способствует равенство:
- Золотник 8, 9, 13 является гидравлически неуравновешенным. Усилие, возникающее от ег© неуравновешенности, равно:
G  0,785 (D - D )др,
где д р - разность между гидростатическими давлениями в полости труб и кольцевом пространстве скважины.
От перемещения под действием усилия G золотник 8, 9, 13 удерживается пружиной 10. Фигурный паз 34, взаимодействующий с фиксатором 15, совместно с пружиной 10
С
обеспечивают .нахождение золотника 8, 9, 13 в положениях разобщения и сообщения его отверстий 31 с отверстиями 29 переводника 2.
В исходном состоянии , при разобщении отверстий 31, 29 (см. фиг. 1), фиксаторы 15 в пазу 34 находятся в положении а (см. фиг. 4).
Клапан приводится в рабочее положение и затем в исходное при запакерованном стволе скважины.
Для совмещения отверстий 31 и 29 клапан сжимается путем передачи на него осевой нагрузки, в трубах создается избыточное давление, при котором усилие 6 превосходит усилие пружины 10. Фиксаторы 15 переходят в положение б фигурного паза 34. Затем избыточное давление в трубах понижается до атмосферного. При этом пружина 10 перемещает золотник 8, 9, 13 до совмещения отверстий 31 и 29 (см. фиг. 2), фиксаторы 15 замыкаются в положении в фигурного паза 34 (см. фиг. 4), золотник попадает в зафиксированное рабочее положение.
После этого путем поочередной передачи на клапан и снятия с него, при опоре на пакер, осевой механической нагрузки от веса колонны труб можно требуемое число раз открывать и закрывать клапан, совмещая и разобщая отверстия 30 штока 7 с отверстиями 31 и 29 (см. фиг. 3).
Для перевода циркуляционного клапана в исходное положение в трубах (при сжатом клапане) повторно создается и снимается избыточное давление. При этом фиксаторы 15 переходят последовательно в положение г и а фигурного паза 34. Как видно из фиг. 1, в таком положении клапана
исключается сообщение трубного пространства с кольцевым пространством скважины.
Циркуляционный клапан перезаряжен, готов для повторного его использования без подъема инструмента.