КЛАПАН ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности в частности к цементированию дополнительных обсадных колонн в процессе капитального ремонта скважин.
Известен клапан для обсадной колонны (см. патент на полезную модель RU №37764, МПК 7 Е21В 34/10, 34/08, опубл. БИ №13 от 10.05.2004 г.), включающий корпус, ограничитель с седлом и боковыми каналами, размещенный снизу обратный клапан с затвором и седлом с осевым отверстием, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель оборудован снизу заглушкой, взаимодействующей с втулкой в ее нижнем положении, при этом полая втулка снабжена сверху переточными каналами, а между ограничителем и полой втулкой установлен клапан, пропускающий сверху вниз, причем седло обратного клапана снабжено цилиндрической выборкой на нижней плоскости, а затвор снабжен дроссельным каналом и выполнен тарельчатым, подпружиненным с возможностью поворота относительно крепления к седлу, состоящим из жесткосоединенных между собой эластичной манжеты, центратора, взаимодействующего с осевым отверстием, и цилиндрической пластины, на которой выполнена кольцевая проточка, установленная напротив внутренней нижней плоскости седла, при этом наружная плоскость цилиндрической пластины размещена напротив цилиндрической выборки седла, а эластичная манжета расположена между нижней плоскостью седла и цилиндрической пластиной.
Недостатками данной конструкции являются:
во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость;
во-вторых, ограничитель и полая втулка значительно уменьшают внутреннее проходное сечение обсадной колонны, что увеличивает время и усилие закачки цементного раствора.
Наиболее близким по технической сущности является клапан для обсадной колонны (см. патент на полезную модель RU №50593, МПК 7 Е21В 34/10, опубл. БИ №02 от 20.01.2006 г.), включающий корпус, ограничитель, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах, причем ограничитель сверху снабжен наружной кольцевой расточкой, в которой размещены упор и эластичное кольцо, выполненные с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке, при этом полая втулка оборудована сверху заглушкой с цилиндрическим упором, наружный диаметр которого больше диаметра осевого канала ограничителя, в связи, с чем полая втулка имеет возможность ограниченного перемещения вниз, кроме того, она снабжена радиальными каналами на боковой поверхности с возможностью их герметичного перекрытия, причем ограничитель и полая втулка в нижней части оснащены, соответственно внутренней и наружной выборками, предохраняющими полую втулку от осевого перемещения вверх.
Недостатком данной конструкции является то, что полая втулка не фиксируется относительно ограничителя и после продавки цементного раствора затрубье обсадной колонны возможны обратные перетоки цементного раствора внутрь обсадной колонны после осевого перемещения вверх полой втулки, что приводит к разгерметизации радиальных каналов.
Технической задачей полезной модели является повышение герметичности клапана после продавки цементного раствора в затрубье обсадной колонны, путем гарантированной фиксации полой втулки относительно ограничителя.
Поставленная задача достигается описываемым клапаном для цементирования дополнительной обсадной колонны, включающим корпус, ограничитель, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах, причем ограничитель сверху снабжен наружной кольцевой расточкой, в которой размещены упор и эластичное кольцо, выполненные с возможность герметичной установки ограничителя в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом и башмачной трубой обсадной колонны при их сборке, при этом полая втулка оборудована сверху заглушкой с цилиндрическим упором, наружный диаметр которого больше диаметра осевого канала ограничителя, в связи, с чем полая втулка имеет возможность ограниченного перемещения вниз, кроме того, она снабжена радиальными каналами на боковой поверхности с возможностью их герметичного перекрытия, причем ограничитель и полая втулка в нижней части оснащены, соответственно внутренней и наружной выборками, предохраняющими полую втулку от осевого перемещения вверх.
Новым является то, что ограничитель снабжен внутренней цилиндрической канавкой, взаимодействующий в рабочем положении со стопорным кольцом, установленным снаружи на заглушке полой втулки.
На фигуре в продольном разрезе изображен клапан для обсадной колонны.
Клапан для цементирования дополнительной обсадной колонны (см. фигуру) состоит из корпуса 1, ограничителя 2, полой втулки 3, установленной в осевом канале 4 ограничителя 2 на срезных элементах 5. Ограничитель 2 сверху снабжен наружной кольцевой расточкой 6, в которой размещены упор 7 и эластичное кольцо 8, выполненные с возможность герметичной установки ограничителя 2 в требуемом интервале обсадной колонны между корпусом 1 и башмачной трубой 9 обсадной колонны при их сборке. Полая втулка 3 оборудована сверху заглушкой 10 с цилиндрическим упором 11, наружный диаметр D которого больше диаметра d осевого канала 4 ограничителя 2, в связи, с чем полая втулка 3 имеет возможность ограниченного перемещения вниз. Полая втулка 3 снабжена
радиальными каналами 12 на боковой поверхности с возможностью их герметичного перекрытия, причем ограничитель 2 и полая втулка 3 на сопрягаемых поверхностях в нижней части оснащены, соответственно внутренней 13 и наружной 14 выборками, предохраняющими полую втулку 3 от выпадения вверх.
Ограничитель 2 снабжен внутренней цилиндрической канавкой 15, взаимодействующий в рабочем положении со стопорным кольцом, например, выполненным пружинным разрезным и установленным снаружи на заглушке 10 полой втулки 3.
Несанкционированные перетоки жидкости на сопрягаемых поверхностях ограничителя 2 и полой втулки 3 предотвращаются уплотнительными элементами 17.
Клапан для цементирования дополнительной обсадной колонны работает следующим образом:
Ограничитель 2 посредством упора 7 и эластичного кольца 8 (см. фигуру) устанавливают между корпусом 1, внутри которого на срезных элементах 5 установлена полая втулка 3 и башмачной трубой 9 обсадной колонны. Затем клапан в составе обсадной колонны (на фигуре не показано) спускают в скважину. В процессе спуске жидкость заполняет внутреннее пространство обсадной колонны через радиальные каналы 12, которые выполнены на боковой поверхности полой втулки 3, благодаря чему, не требуется долив жидкости, и исключается эффект «поршневания» (импульсный излив жидкости на устье во время спуска в результате гидроудара).
По достижении требуемого интервала производят закачку цементного раствора в затрубье обсадной колонны с применением цементировочной пробки 18 через радиальные каналы 12 полой втулки 3.
По завершению закачки, цементировочная пробка 18 сверху воздействует на заглушку 10 полой втулки 3, которая в транспортном положении посредством срезных элементов 5 зафиксирована в осевом канале 4 диаметром d ограничителя 2, в результате чего, срезные элементы 5 разрушаются, а полая втулка 3 перемещается вниз до взаимодействия
цилиндрического упора 11 заглушки 10 диаметром D с верхним торцом ограничителя 2, при этом радиальные каналы 12 полой втулки 3 герметично перекрываются в осевом канале 4 ограничителя 2, а пружинное разрезное кольцо 16, установленное снаружи на заглушке 10 полой втулки 3 вступает во взаимодействие с внутренней цилиндрической канавкой 15 ограничителя 2, то есть происходит фиксации от осевых перемещений полой втулки 3 относительно ограничителя 2. В результате ловят «стоп» (значительное повышение давление на устье), после чего давление внутри обсадной колонны сбрасывают.
В случае выхода из строя пружинного разрезного кольца 16 и при наличии давления снизу полой втулка 3 от выпадения вверх из ограничителя 2 предохранена выполненными снизу, соответственно наружной 14 и внутренней 13 выборками.
Предлагаемый клапан для цементирования дополнительной обсадной колонны исключает обратное поступление цементного раствора после продавки из затрубья обсадной колонны благодаря гарантированной фиксации полой втулки относительно ограничителя с помощью пружинного разрезного кольца, в связи, с чем повышается герметичность работы клапана.