Переливной клапан для забойных механизмов

Переливной клапан для забойных механизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е („,898028

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.01.79 (21) 2709995/22-03 (51) М.К .

Е 21 В 4/00

Е 21 В 34/00 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственные кемлтет

СССР (23) Приоритет— (53) ф УДК 622.24..05 (088.8) .Опубликовано 15.01.82. Бюллетень №2

Дата опубликования описания 25.01.82 лв делам нзебретеннй н открытий

В. Б. Голдобин, В. Я. Курочкин, А. М. Кочнев, В. С. Гуляев и С. С. Никомаров =. - -- * (72) А втор ы изобретения

Пермский филиал Всесоюзного ордена Тр научно-исследовательского институ ни (71) Заявитель (54) ПЕРЕЛИВНОЙ КЛАПАН ДЛЯ ЗАБОЛНЪ|Х МЕХАНИЗМОВ

Изобретение относится к буровой технике, в частности к переливным клапанам для забойных механизмов.

Известны переливные клапаны, позволяющие отключать забойный механизм в необходимых случаях, облегчающие заполнение бурильного инструмента промывочной жидкостью при его спуске и слив жидкости из внутренней полости труб при подъеме инструмента.

Известен переливной клапан, содержащий корпус с каналами, подпружиненный золотник с клапанной тарелкой, узел фиксации, втулку, седло, а также рычаги, которые взаимодействуют с клапанной тарелкой и с золотником (1).

Недостатком указанного клапана является то, что при износе рабочих элементов рычагов и узла фиксации происходит заклинивание золотника при переключениях в положения промывки и бурения.

Наиболее близким к изобретению является переливной клапан для забойных механизмов, содержащий полый корпус с радиальными каналами, внутри которого установлены подпружиненный плунжер с тарелкой и седло с перепускными каналами.

При спуске- инструмента в скважину подпружиненный плунжер, находясь в крайнем верхнем положении, обеспечивает свободный переток жидкости внутрь бурильной колонны через боковые отверстия корпуса и седла. При подаче промывочной жидкости в бурильную колонну плунжер, сжимая пружину, перемещается в крайнее нижнее положение, а тарелка плунжера упирается в седло клапана. Переток жидкости в затрубное пространство через переливной клапан прекращается. Через центральное отверстие плунжера жидкость поступает к забойному механизму. В нижнем положении плунжер удерживается за счет перепада давления в центральном отверстии плунжера и разности давлений, возникающей при т закрытии клапана и разделении внутренней полости бурильной колонны от затрубного пространства. При подъеме инструмента подача промывочной жидкости в колонну прекращается. Под действием пружины плунжер перемещается в крайнее верхнее

20 положение и открывает перепускные отверстия переливного клапана для перетока жидкости из внутренней полости бурильной колонны в затрубное пространство (2).

898028

В указанном переливном клапане при его закрытии на подвижное уплотнение между поршнем плунжера и внутренней стенкой корпуса воздействует перепад давления, возникающий при разобщении внутренней полости бурильных труб от затрубного пространства. При многократном срабатывании устройства в среде промывочной жидкости, содержащей твердые абразивные частицы и химически активные вещества, происходит быстрый износ уплотняемых поверхностей, особенно внутренней стенки корпуса и наружной поверхности уплотнения и нарушение герметичности сопряженияя. Утечки жидкости через подвижное уплотнение между поршнем и стенкой корпуса приводят к дополнительному гидроабразивному износу сопрягаемых деталей. При возрастании утечек через подвижное уплотнение перепад давления, необходимый для перемещения плунжера, не обеспечивается, что приводит к снижению долговечности и надежности клапана.

Кроме того, при верхнем положении плунжера и спуске бурового инструмента в скважину происходит переток жидкости как чере="- боковые отверстия клапана, так и через забойный механизм или долото, расположенный ниже переливного клапана. Следовательно, данный клапан не предотвращает попадание снизу в забойный механизм взве шенных в промывочной жидкости твердых частиц при спуске инструмента в сква,кину, что приводит к шламованию рабочих элементов этих устройств.

Цель изобретения — повышение надежности работы клапана, Указанная цель достигается тем, что клапан снабжен установленной над седлом ступенчатой обоймой, внутри которой раз- зз мешена тарелка плунжера, а в нижней час ти плунжер выполнен заглушенным и с кольцевым выступом для взаимодействия с седлом.

На чертеже изображен переливной клапан, общий вид.

Переливной клапан устанавливают в нижней части бурильной колонны над забойными механизмами, например, винтовым двигателем, которые необходимо отключать при спуске или подъеме колонны бурильных труб, бурильные трубы и забойный механизм на чертеже не показаны).

Переливной клапан содержит корпус 1 с радиальными каналами а, внутри которого установлено седло 2 с перепускными каналами б. В корпусе 1 выше седла 2 установлена ступенчатая обойма 3. Седло 2 взаимодействует с плунжером 4. Седло 2 и ступенчатая обойма 3 закреплены в коргусе 1 переводнпком 5. На седле 2 размещены уплотнения 6 и 7. Плунжер 4 выпол- и нен в нижней части заглушенным и с каналами в и г, а также кольцевым выступом д в нижней части для взаимодействия при верхнем положении плунжера 4 с нижней поверхностью седла 2. На плунжере 4 между втулкой 8 с каналами е и шайбой 9. закреплена гайками 10 тарелка плунжера

11. Плунжер 4 с тарелкой 11, втулкой 8, шайбой 9 и гайками 10 удерживается в верхнем положении посредством пружины -12.

Переливной клапан работает следующим образом.

При спуске бурильной колонны с переливным клапаном жидкость свободно перетекает из затрубного пространства через отверстия а в корпусе 1 и отверстия б седла 2, кольцевое пространство между ступенчатой обоймой 3 и тарелкой плунжера

11, а также через отверстие е втулки 8 и отверстие г плунжера 4 во внутреннюю полость бурильных труб.

В момент подачи насосом промывочной жидкости в трубы под напором потока глун.жера 4 перемещается вниз при одновременном закрытии каналов е на втулке 8 и открытии каналов в на нижнем конце плунжера. При этом увеличивается гидравлическое сопротивление всего канала протока промывочной жидкости, так как открытие каналов в плунжера 4 не снижает давления из-за его перепада на забойном механизме, расположенном ниже клапана.

Создаваемый перепад давления обеспечивает сжатие пружины 12 и тарелка 11 плунжера 4 перекрывает каналы б седла 2. Переток жидкости в затрубное пространство прекращается и жидкость через центральный канал и каналы в плунжера 4 поступает в забойный механизм, например, винтовой двигатель.

При подъеме инструмента и окончания прокачивания жидкости пружина 12 перемещает плунжер 4 с тарелкой 11 в верхнее положение и жидкость свободно перетекает из внутренней полости колонны в затрубное пространство. При перемещении плунжера 4 вверх каналы в перекрываются, а выступ д входит в соприкосновение с нижней поверхностью седла 2, и клап н отключает забойный механизм от внутренней полости буриЛьных труб.

Наличие у переливного клапана ступенчатой обоймы, установленной над седлом клапана и с размещенной в ней тарелкой плунжера, позволяет повысить надежность закрытия клапана за счет изменения гидравлического сопротивления в кольцевой щели потоку жидкости соизмеримо с увеличением сопротивления пружины сжатию.

Отсутствие в переливном клапане подвижных уплотняющих элементов повышает его долговечность. Кроме того, выполнение плунжера в виде стакана с уступом в нижней части плунжера позволяет при верхнем его положении разъединять забойный механизм от внутренней полости бурильных труб и предотвращать шламова898028

Форму 1а йзобретения

//.

2 а

Составитель В. Борискина

Редактор Н. Ромжа Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 11906/46 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по - делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ние рабочих органов забойного механизма при его спуске и подъеме.

Переливной клапан для забойных механизмов, содержащий полый корпус с радиальными каналами, внутри которого установлены подпружиненный плунжер с тарелкой и седло с перепускными каналами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, работы клапана, он снабжен установленной над седлом ступенчатой обоймой, внутри которой размещена тарелка плунжера, а в нижней части плунжер выполнен заглушенным и с кольцевым выступом для взаимодействия с седлом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 560964, кл. Е 21 В 17/ 00, 1977.

2. Патент США № 3005507, кл. 175 — 324, опублик. 24.10.61 (прототип).