ЛЕГКОРАЗБУРИВАЕМЫЙ ЦЕМЕНТИРОВОЧНЫЙ ОБРАТНЫЙ КЛАПАН

Предлагаемая полезная модель относится к области нефтяной и газовой промышленности, а именно используется при строительстве скважин на этапе ее цементирования. Цементировочный обратный клапан после прокачки через него цементного раствора должен препятствовать его обратному оттоку и после выдержки времени на затвердевание цемента легко и быстро разбуриваться спускаемым в последующем долотом PDC, не оказывая разрушающего действия на его вооружения.
Известен цементировочный обратный клапан дроссельный типа ЦКОД, описанный в оснастке прямого цементирования обсадной колонны с обратным клапаном, включающий стальной корпус, в котором смонтирован запорный и дроссельный узлы, запорный узел включает шар и седло, дроссельный узел включает пяту, одетую на дроссель и поджатую пружиной к ограничителю (патент №150377, E21B 33/14, оп. 20.02.2015 г.).
Недостатком данного изобретения является то, что запирающие элементы конструкции расположены по оси спускаемой колонны и при разбуривании обратного клапана его запирающие элементы будут проворачиваться вместе с долотом в силу того, что их оси проходят через ось долота, что приведет к значительному увеличению времени разбуривания и удорожанию цикла строительства скважины в целом.
Известен цементировочный обратный клапан, включающий корпус, внутри которого смонтирована направляющая, один конец которого выполнен в виде конусного седла, на который садиться подпружиненный затвор со штоком, обеспечивая тем самым герметизацию. Подпружиненный затвор обеспечивает герметизацию за счет противодавления из заколонного пространства (патент США №682695, опубл. 23.11.2004 г.).
Недостатком данного изобретения так же является то, что конструкция имеет запирающие элементы (шар и затвор соответственно), расположенные на оси спускаемой колонны. После затвердевания цементного раствора спускается буровая компоновка с долотом для последующего бурения, которая вращается соосно оси обсадной колонны, в результате при разбуривании обратного клапана его запирающие элементы будут проворачиваться вместе с долотом, т.к. их оси проходят через ось долота. Долото будет разбуривать запирающие элементы обратного клапана очень медленно, а местами зацепив их вооружением, проворачиваться совместно, вращаясь на одном месте, что приведет к значительному увеличению времени разбуривания и удорожанию цикла строительства скважины в целом.
Целью изобретения является сокращение времени разбуривания обратного клапана без потери основных свойств в целом.
Поставленная цель достигается тем, что легкоразбуриваемый цементировочный обратный клапан содержит корпус, внутри которого размещены седло, шар, затвор и поджимающая его пружина, согласно полезной модели, оси седла, шара, затвора и поджимающей его пружины совпадают, располагаются относительно оси корпуса с эксцентриситетом ∑, не превышающим ½ внешнего диаметра самого легкоразбуриваемого цементировочного обратного клапана, а также скрещиваются с осью корпуса под углом в пределах 0°-90°.
Указанное размещение осей не позволяет вращаться запирающим элементам цементировочного обратного клапана при его разбуривании.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид легкоразбуриваемого цементировочного обратного клапана; на фиг. 2 - вид А легкоразбуриваемого цементировочного обратного клапана; на фиг. 3 - легкоразбуриваемый цементировочный обратный клапан в сборе с обсадной колонной и башмаком; на фиг. 4 - легкоразбуриваемый цементировочный обратный клапан в сборе с обсадной колонной после спуска долота для его разбуривания.
Легкоразбуриваемый цементировочный обратный клапан имеет общую ось 1 и состоит из корпуса 2 с осью 3, в который установлено седло 4, внутри которого расположен затвор 5 с осью 6, перемещаемый под усилием пружины 7 с осью 8. Корпус 2 имеет с обоих концов присоединительные резьбы 9 и 10 соответственно. Клапан переключается в рабочий режим после того, как сброшенный шар 11 с осью 12 сядет на затвор 5. Седло 4 имеет цилиндрическую поверхность 13 с осью 14, по которой перемещается затвор 5, и зубья 15 для зацепления с продавочной пробкой (не показана). Обратный клапан устроен таким образом, чтобы ось 6 затвора 5, ось 8 пружины 7, ось 12 шара 11 и ось 14 цилиндрической поверхности 13 совпадали и образовывали группу осей G, которая не совпадает с осью 3 корпуса 2. Для исключения проворотов запирающих элементов - затвора 5, пружины 7 и шара 11 - группа осей G располагается относительно оси 3 корпуса 2 с определенным эксцентриситетом ∑, не превышающим ½ внешнего диаметра самого легкоразбуриваемого цементировочного обратного клапана. С учетом пространственного размещения, как показано на фиг. 2, группа осей G скрещивается под углом β к оси 3 корпуса 2. Угол β может изменяться в пределах 0°-90°.
Устройство работает следующим образом.
Легкоразбуриваемый цементировочный обратный клапан 15 (фиг. 3) с башмаком 16 наворачивается на конец резьбы обсадной колонны 17. После спуска на забой с устья сбрасывается шар 11, который по достижению обратного клапана 15 на забое активирует его, затем с устья в обсадную колонну 16 заливается цементировочный раствор и продавливается пробкой 18. После того, как весь цементный раствор продавливается из колонны в заколонное пространство пробкой 18, давление над ним стравливается. Легкоразбуриваемый цементировочный обратный клапан 15 удерживает цементный раствор от обратного движения. После выдержки времени на затвердевание цементного раствора спускается буровая компоновка (фиг. 4) и легкоразбуриваемый цементировочный обратный клапан разбуривается долотом 19 с осью 20. Поскольку ось долота 20 не совпадает с группой осей G всех элементов обратного клапана, то все они разбуриваются без нежелательных проворотов и за короткое время.
Предлагаемая полезная модель позволяет упростить процесс разбуривания цементировочного обратного клапана.