КЛАПАН ОБРАТНЫЙ БУРОВОЙ

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована при бурении или капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, добыче нефтесодержащей пластовой жидкости с помощью погружного насоса, в системах поддержания пластового давления.
Известен обратный клапан (патент на изобретение №2232243, Е21В 4/00, дата публ. 10.07.2004), содержащий корпус, состоящий из соединенных резьбовым соединением ниппеля и переводника, установленное между ними седло с упругоэластичным уплотнением и запорный орган, контактирующий с седлом и снабженный пружиной, поджимающей запорный орган к седлу, запорный орган выполнен в виде полого плунжера, выход которого герметично заглушен лобовым и донным обтекателями. В стенках плунжера выполнены окна, плунжер соединен с возможностью скольжения с седлом, а упругоэластичный элемент ограничен в направлении выхода клапана частью поверхности скольжения седла, при этом лобовой обтекатель выполнен с дроссельным отверстием. Лобовой и донный обтекатели образуют между собой думисную полость, соединенную через дроссельное отверстие с входом обратного клапана.
Недостатками известного клапана являются сложность конструкции, низкая надежность конструкции из-за трения между собой полого плунжера и седла, которое при рабочей вибрации бурового двигателя может привести к заклиниванию, низкая ремонтопригодность клапана.
Известен клапан обратный буровой забойный (патент на полезную модель №32184, Е21В 34/06, дата публ. 10.09.2003), взятый в качестве прототипа, содержащий корпус, в котором размещены затвор в виде шара с седлом, направляющая с двумя толкателями, один из которых взаимодействует с шаром, а другой толкатель с собачкой, шарнирно связанной с направляющей, кроме того, клапан снабжен дополнительным толкателем, подпружиненным к шару через чехол и расположенным в клетке; сопряженной с седлом.
Недостатком известного клапана является сложность конструкции, неудобство сборки-разборки клапана при установке отдельных элементов клапана в корпус, низкая надежность работы клапана ввиду использования сложных в конструктивном исполнении основного и вспомогательного толкателей, низкая защищенность конструкции клапана от вылета поврежденных рабочих деталей, например, дополнительного толкателя, фрагменты которого могут попасть на рабочие органы бурового двигателя и вывести его из строя.
Задача полезной модели - разработка надежного в работе клапана обратного бурового, с простой конструкцией, обеспечивающей защиту бурового двигателя от рабочих органов клапана в случае их разрушения.
Технический результат, получаемый в результате реализации предложенной конструкции, состоит в упрощении конструкции, повышении эксплуатационной надежности, повышении безопасной работы клапана, в удобстве сборки/разборки клапана, повышении ремонтопригодности.
Указанный технический результат достигается тем, что в клапане обратном буровом, содержащем корпус, в котором размещены затвор в виде шара с седлом, клетка для ограничения перемещения шара, возвратная пружина, установленная между клеткой и шаром, согласно полезной модели, седло установлено в клетке и закреплено цилиндрической обоймой с отверстием для прохода жидкости, при этом клетка, возвратная пружина, шар, седло и обойма, установлены в корпусе клапана последовательно и образуют единую сборку - модуль.
Установка седла в клетке и закрепление его обоймой, а также выполнение клетки, возвратной пружины, шара, седла и обоймы в виде единой сборки - модуля позволяет упростить конструкцию, повысить ее безопасность и надежность, повысить удобство сборки/разборки клапана и его ремонтопригодность за счет взаимозаменяемости модуля.
Технический результат достигается также тем, что модуль закреплен в корпусе с помощью запорного кольца, что улучшает удобство эксплуатации, позволяет осуществлять быструю установку/замену модуля в корпусе клапана.
Выполнение отверстий в клетке радиальными и расположенными выше возвратной пружины вынуждает поток жидкости в процессе работы клапана проходить через отверстия клетки, минуя пружину, что позволяет защитить пружину от разрушения (размыва), повысить долговечность и надежность работы клапана.
Соединение обоймы и клетки в модуле при помощи разъемного соединения (например, резьбового) позволяет при износе комплектующих, свободно открутив обойму, произвести их замену, что повышает удобство сборки/разборки модуля и его ремонтопригодность.
Закрепление седла при помощи обоймы также позволяет в случае износа поверхностей седла не заменять его, а переустановить то же седло другими поверхностями, что расширяет функциональные возможности седла.
Установка между модулем и корпусом клапана уплотнительного кольца улучшает герметичность устройства.
На фиг.1 показано устройство при закрытом клапане, на фиг.2 - при открытом клапане.
Клапан обратный буровой содержит цилиндрический корпус 1 (фиг.1) со ступенчатым отверстием, в котором установлен модуль 2 обратного клапана, закрепленный стопорным кольцом 3. Модуль 2 состоит из клетки 4, в ступенчатом отверстии которой установлено седло 5, закрепленное цилиндрической обоймой 6 с отверстием 7 для протока жидкости при помощи резьбы 8, внутри клетки 4 установлена возвратная пружина 9, прижимающая шар 10 к седлу 5. В клетке 4 выполнены радиальные отверстия 11 для прохода жидкости, расположенные выше возвратной пружины 9. Между корпусом 1 и клеткой 4 установлено уплотнительное кольцо 12. Уплотнительное кольцо 12 может быть установлено между корпусом 1 и обоймой 6.
Устройство работает следующим образом.
Буровой раствор (направление которого показано стрелками на фиг.2), проходя через отверстие 7 обоймы 6, смещает шар 10 от седла 5 внутрь клетки 4, сжимая пружину 9, при этом открываются радиальные отверстия 11 клетки 4, через которые буровой раствор, минуя пружину 9, выходит из клапана.
При отсутствии подачи жидкости на входе клапана, шар 10 под действием силы упругости сжатой пружины 9 прижимается к седлу 6, надежно перекрывая входное отверстие 7 обоймы 6, предотвращая возможные выбросы газа и нефти, растворов через бурильные и насоснокомпрессорные трубы, зашламовывание забойного двигателя.
Использование клапана обратного предложенной конструкции позволяет упростить конструкцию, повысить безопасность, надежность работы клапана, улучшить удобство эксплуатации, повысить ремонтопригодность.