ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к внутрискважинному оборудованию и предназначена для сообщения затрубного пространства скважины с полостью подъемных труб при проведении различных технологических операций при освоении и эксплуатации скважины, может применяться совместно с пакерами для заполнения полости подъемных труб жидкостью через затрубное пространство.
Известен циркуляционный клапан, содержащий муфту с резьбовыми отверстиями, снабженными чугунными заглушками с внутренними тупиковыми каналами, предохранительное кольцо с отверстиями, в которых установлены вершины заглушек (RU 2187623).
Чугунные заглушки подвергаются слому под действием ударной штанги, в связи с чем известный циркуляционный клапан, по существу, является одноразовым.
Наиболее близким является известный циркуляционный клапан, содержащий полый ствол с присоединительной резьбой и окнами, поршень и уплотнительные элементы (RU 2325508).
Известный циркуляционный клапан содержит полый ствол с присоединительными резьбами, подпружиненный золотник, уплотнительные элементы. Корпус клапана выполнен монолитным и неразборным. Канал золотника расположен на боковой поверхности корпуса и оснащен по торцам резьбовыми заглушками с уплотнительными элементами, между которыми расположен золотник в виде плунжера с центральным каналом и радиальными сквозными отверстиями, обеспечивающими циркуляцию флюида. Плунжер зафиксирован в закрытом положении с помощью тарированной пружины, на одном из торцов которой расположен блок регулировочных шайб. При этом настройка циркуляционного клапана на срабатывание производится путем изменения количества регулировочных шайб, число которых определяется по формуле, в качестве параметров в которую входят:
плотность флюида;
диаметр плунжера,
жесткость пружины,
глубина спуска клапана,
глубина спуска клапана под динамический уровень,
длина пружины в свободном состоянии,
габарит клапана,
толщина шайбы.
При изменении заданной глубины спуска клапана, плотности флюида и глубины спуска клапана под динамический уровень для срабатывания клапана требуется его перенастройка путем предварительного расчета и последующей установки либо снятия необходимого количества регулировочных шайб, что является его существенным недостатком.
Техническая задача предлагаемой полезной модели заключается в разработке новой конструкции клапана, лишенного указанного недостатка.
Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в упрощении обслуживания циркуляционного клапана.
Указанный технический результат достигается тем, что циркуляционный клапан, содержащий полый ствол с присоединительной резьбой и окнами, поршень и уплотнительные элементы, снабжен муфтой, навинченной на ствол, цилиндром со стопорной гайкой и шайбой, гильзой с уплотнительными элементами, внутри которой расположены кольцо, пружина и поршень с уплотнительными элементами.
Принцип работы клапана - гидравлический, циркуляция происходит при превышении давления в затрубном пространстве относительно полости насосно-компрессорной трубы (НКТ). На ствол навинчены муфта, цилиндр и гайка с шайбой. Гайка с шайбой предотвращают самопроизвольное отвинчивание цилиндра. Внутри гильзы с уплотнительными элементами установлены опорное кольцо, пружина и поршень с уплотнительными элементами.
В исходном положении поршень упирается в бурт ствола под воздействием усилия пружины и давления во внутренних полостях клапана, которые сообщаются между собой с помощью отверстий в стволе. Клапан находится в положении «закрыто». Когда давление в затрубье превышает давление во внутренней полости клапана, поршень под воздействием перепада давлений перемещается по стволу, сжимая пружину. При достижении перепада давлений 5 МПа поршень перемещается в положение «клапан открыт», и жидкость из межтрубного пространства через отверстия в стволе попадает во внутреннюю полость клапана. Таким образом, предлагаемая конструкция клапана обеспечивает непрерывную работу клапана при изменяющихся условиях эксплуатации без переналадки, что упрощает его обслуживание.
m
m
Все уплотнительные элементы выполнены из эластичных полимерных материалов, стойких к нефти, газу и пластовой воде, обеспечивающих класс негерметичности от 2-1 до 2-2. Гильза 8 предпочтительно выполняется из стали марки 30ХГСР2А (предел текучести σ=1375 МПа) или 45ХН2МФА (предел текучести σ=1325 МПа).
Проведенные испытания показали следующие результаты.
3
В закрытом состоянии клапан выдерживает давление со стороны полости до 25 МПа. Перепад давления на уплотнительных элементах при возвратно-поступательном движении составляет 5 МПа, максимальный перепад давления на уплотнительных элементах в неподвижном состоянии достигает 25 МПа. Максимальный расход жидкости в затрубье составляет 29,4 м/час, диапазон температур рабочей среды от 0 до 120°С. Ствол и соединение ствола с муфтой выдерживают растягивающую нагрузку 20 т.