КЛАПАН ДЛЯ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к цементированию обсадных колонн.
Известен «Клапан обсадной колонны» (см. патент SU №1493768, МПК 7 Е 21 В 34/10, опубл. БИ №26 23.10.84), включающий корпус с центральными и периферийными осевыми каналами, установленное в нижней части центрального канала корпуса седло под запорный орган, выполненный в виде поплавка и расположенный в нижней части подвижно установленной в центральном канале корпуса втулки с радиальными каналами и разрывной мембраной под ними, при этом он снабжен дополнительным запорным органом с узлом привода его в рабочее положение, периферийный канал выполнен с двумя седлами, а полость между ними связана с полостью центрального канала радиальным каналом, причем узел привода дополнительного запорного органа выполнен в виде клинового элемента и установлен в исходном положении с возможностью взаимодействия с подвижной втулкой.
Недостатком конструкции являются:
- во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость;
- во-вторых, невозможно работать с использованием продавочных пробок;
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является «Клапан для обсадной колонны» (см. патент на полезную модель RU №37764, МПК 7 Е 21 В 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.
Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции клапана для обсадной колонны, позволяющего без потери внутреннего проходного сечения обсадной колонны произвести закачку цементного раствора.
Поставленная задача достигается описываемым клапаном для обсадной колонны, включающим корпус, ограничитель, полую втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах.
Новым является то, что 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 выпадения вверх.
На Фиг. в продольном разрезе изображен клапан для обсадной колонны.
Клапан для обсадной колонны (см. Фиг.) 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.
Несанкционированные перетоки жидкости на сопрягаемых поверхностях ограничителя 2 и полой втулки 3 предотвращаются уплотнительными элементами 15.
Устройство работает следующим образом:
Ограничитель 2 посредством упора 7 и эластичного кольца 8 (см. Фиг.) 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 Фиг. 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 16 через радиальные каналы 12 полой втулки 3.
По завершению закачки, цементировочная пробка 16 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, в результате ловят «стоп» (значительное повышение давление на устье).
При наличии давления снизу полой втулка 3 от выпадения вверх из ограничителя 2 предохранена выполненными снизу, соответственно наружной 14 и внутренней 13 выборками. Затем давление внутри обсадной колонны сбрасывают.
Предлагаемый клапан для обсадной колонны имеет простую конструкция, в связи с чем, он является дешевым, простым в изготовлении и обслуживании, надежным в работе, что в результате приводит к экономии материальных и финансовых затрат.