Клапан циркуляционный

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для сообщения затрубного пространства с внутренней полостью насосно-компрессорных труб при проведении различных технологических операций.
Известен циркуляционный клапан, включающий корпус, в котором имеются каналы в виде отверстий для нагнетания жидкости глушения и сообщения трубного и затрубного пространств в скважине, заглушки из мягкого металла, которые вставлены в каналы и с помощью резьбовых соединений привернуты к втулке, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и имеющей седло под диаметр сбрасываемого шара, внутри корпуса циркуляционного клапана приварен буртик, не позволяющий шару и втулке упасть ниже циркуляционного клапана при его открытии (RU 176624, 24.01.2018).
Известен циркуляционный клапан, содержащий корпус с радиальными каналами, уравновешенный полый поршень с уплотнительными элементами и с верхним конусным седлом, полый поршень снабжен в верхней части пружиной и в нижней – цангой, а корпус выполнен с внутренним выступом для фиксации цанги. При срывании цанги с конусного выступа пружина перемещает поршень в нижнее положение. Вскрываются радиальные каналы и происходит сообщение полости труб с областью затрубного пространства (RU 2195553, 27.12.2002).
Недостатком известных устройств является невозможность извлечения затворного элемента (сбрасываемого с устья шара) на поверхность после открытия циркуляционных отверстий клапана.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение извлечения затворного элемента на поверхность после открытия циркуляционных отверстий клапана, с выравниванием давления над и под корпусом клапана, а также обеспечение возможности создания ударов с целью преодоления препятствий при спуске затворного элемента в скважину.
Указанный технический результат достигается в клапане циркуляционном, содержащем корпус с циркуляционными отверстиями, установленное внутри корпуса седло, при этом, согласно полезной модели, седло установлено внутри корпуса при помощи срезных винтов, клапан включает перекрывающую вставку, состоящую из ударной головки, в осевом канале которого размещен верхний шток, наконечника, соединенного с верхним штоком при помощи переводника, нижнего штока, связанного с наконечником, срезных штифтов, фиксирующих наконечник на нижнем штоке в нижнем положении, и затворного элемента, закрепленного на нижнем штоке, при этом ударная головка выполнена с возможностью осевого перемещения относительно верхнего штока и снабжена в нижней части гайкой, установленной с возможностью взаимодействия с буртиком в верхней части верхнего штока при осевом перемещении ударной головки, нижний шток содержит выравнивающие отверстия, перекрытые наконечником и сообщающиеся с осевым каналом нижнего штока.
Кроме того, в ударной головке выполнены верхние и нижние радиальные отверстия, сообщающиеся с осевым каналом ударной головки.
На фиг. 1 изображен клапан циркуляционный с закрытыми циркуляционными отверстиями; на фиг. 2 – клапан циркуляционный с открытыми циркуляционными отверстиями; на фиг. 3 – клапан циркуляционный во время подъема перекрывающей вставки.
Клапан циркуляционный (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с циркуляционными отверстиями 2, которые перекрыты седлом 3, установленным внутри корпуса 1 при помощи срезных винтов 4, посадочного места 5 для седла 3 и перекрывающей вставки с затворным элементом.
Перекрывающая вставка клапана включает:
- ударную головку 6, выполняющую функцию ясса, с осевым каналом 7, верхними 8 и нижними 9 радиальными отверстиями,
- гайку 10, соединенную с ударной головкой 6,
- верхний шток 11, размещенный в осевом канале 7 ударной головки 6 и в гайке 10, верхний шток 11 имеет буртик 12 в верхней части,
- переводник 13, соединяющий верхний шток 11 с наконечником 14,
- наконечник 14,
- нижний шток 15 с осевым каналом 16 и выравнивающими отверстиями 17, связанный с наконечником 14,
- срезные штифты 18, фиксирующие наконечник 14 на нижнем штоке 15 в нижнем положении,
- затворный элемент 19, установленный на нижнем штоке 15.
Клапан циркуляционный работает следующим образом.
Компоновку поздемного оборудования вместе с корпусом 1 и седлом 3 клапана спускают на требуемую глубину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). При необходимости открытия циркуляционных отверстий 2 в скважину спускают перекрывающую вставку, для чего ее соединяют с гибкой насосно-компрессорной трубой (ГНКТ) или с геофизическим кабелем. Если при спуске в скважину перекрывающая вставка встречает какое-либо препятствие, например солевые отложения, асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО) и др., сжимающая нагрузка на ГНКТ или кабеле увеличивается, тогда производят подьем ГНКТ или кабеля вверх, при этом ударная головка 6 вместе с гайкой 10 перемещаются вверх относительно верхнего штока 11. Происходит сообщение отверстий 8 и 9 ударной головки 6, что позволяют избежать эффекта поршневания скважинной жидкости в НКТ. Далее сбрасывают ГНКТ или кабель вниз, и гайка 10 ударяется о переводник 13, торцевые поверхности которых снабжены выступами. В результате ударов препятствие пробивается затворным элементом 19. Подъем и сброс ГНКТ или кабеля проводят до прохождения препятствия.
После прохождения препятствия устанавливают перекрывающую вставку в корпус 1 клапана, при этом затворный элемент 19 устанавливается в седло 3. Далее увеличивают сжимающую нагрузку, при этом срезные винты 4 срезаются и седло 3 падает вниз и устанавливается в посадочное место 5 корпуса 1, открывая циркуляционные отверстия 2 (фиг. 2). В результате происходит сообщение затрубного пространства с внутренней полостью НКТ.
Подьем перекрывающей вставки (фиг. 3) на ГНКТ или кабеле на поверхность производят следующим образом: ударная головка 6 с гайкой 10 перемещаются вверх, далее гайка 10 упирается в буртик 12 верхнего штока 11 и тянет его вместе с переводником 13 и наконечником 14 вверх. При этом срезные штифты 18 срезаются, и наконечник 14 перемещается в верхнее положение, сообщая выравнивающие отверстия 17 нижнего штока 15 с пространством над клапаном, выравнивая давление над и под корпусом клапана через осевой канал 16 нижнего штока 15, что облегчает извлечение перекрывающей вставки на поверхность. После выравнивания давления нижний шток 15 с затворным элементом 19 также перемещаются вверх совместно с ударной головкой 6.