тэкно:///блог

Переливной-обратный клапан для бурильной колонны с гидравлическим забойным двигателем

Пн, 25 Март 2013 | 10:28 |

Морская буровая платформаИзобретение относится к устройствам переливных и обратных клапанов для гидроабразивной среды, преимущественно для бурильной колонны с гидравлическим забойным двигателем, для решения задачи управляемого пропускания жидкости в оба направления и создания надежной герметизации проходного отверстия в заранее определенных режимах работы.

Поставлена задача создания совмещенного переливного-обратного клапана компактного, простого и надежного в изготовлении и эксплуатации, не создающего дополнительного сопротивления для протекающей рабочей жидкости и не удлиняющего компоновку низа бурильной колонны (КНБК).

Поставленная цель, согласно изобретения, достигается за счет размещения переливного-обратного клапана в ниппеле шарнира (торсиона) шпинделя винтового забойного двигателя (ВЗД) и состоящего из подпружиненного запорного элемента (в частном случае шара) из коррозионно-стойкого сплава, эластомерного гнезда с направляющими ребрами, двух манжет с концентрическими массивами отверстий по краям и центральными отверстиями, а так же седел клапана, совокупные размеры которых совместно с толщиной манжет и диаметрами их центральных отверстий и запорного элемента подобраны таким образом, что первоначальное перекрытие (уплотнение) проходного сечения клапана происходит за счет сжатия кромок центральных отверстий манжет, а затем (с ростом давления) происходит посадка (жесткий контакт) запорного элемента на металлическое седло клапана. Этим достигается высокая компактность конструкции, долговечность в условиях абразивных включений в жидкости, ремонтопригодность, отсутствие влияния на гидравлическую мощность рабочей жидкости.

 

Сущность изобретения переливного-обратного клапана схематично поясняется на чертежах, где показана в разрезе нижняя часть ВЗД с эластомерным статором и металлическим ротором, в который по конусной резьбе вкручен шарнир (торсион) шпинделя, оснащенный переливным-обратным клапаном:

на Фиг.1 отображен основной рабочий режим переливного-обратного клапана, когда запорный элемент, сжав пружину, упирается в седло и манжету под действием высокого давления рабочей жидкости (обозначенного Р), необходимого для вращения ВЗД и исполнительных механизмов (шарнира, вала шпинделя и долота) для осуществления бурения (разрушения породы);

на Фиг.2 представлены (наложены) сразу два процесса проистекания рабочей жидкости (бурового раствора — БР) через клапан, например, при спуско-подъемных операциях — СПО (стрелками указаны направления движения БР). Причем, сверху от оси симметрии клапана показано движение рабочей жидкости при опускании бурильных труб внутрь скважины и их заполнение БР, а снизу – подъем бурильных труб и вытекание БР через клапан (шпиндель и долото), минуя рабочий объем ВЗД;

на Фиг.3 изображен вариант перекрытия проходного отверстия запорным элементом при значительном превышении затрубного давления жидкости (наружнего) над внутренним в бурильных трубах. Подобная ситуация может произойти при вскрытии прослоя породы с высоким пластовым давлением, либо при работе на аэрированных БР (бурение на депрессии). Дополнительно, показан вариант конструкции с эластомерной пружиной.

 Переливной_Клапан

Совмещенный переливной-обратный клапан состоит из эластомерного гнезда 1 с направляющими ребрами, по краям которого размещены две манжеты 2 с концентрическими массивами отверстий по краям и центральными отверстиями. Внутри гнезда 1 размещен запорный элемент 3, в частном случае в виде шара, подпружиненный спиральной пружиной 4 или, как вариант, эластомерной пружиной 11. От выпадания пружину 4 или 11 из ниши глухого отверстия удерживает схематично отображенный проволочный стопор 5, упругие заплечики которого входят в наклонные отверстия корпуса шарнира (торсиона) 6, который по конической резьбе вкручен в ротор 7 винтового забойного двигателя

МПК 7

E21B4/02

E21B34/00

Читайте аналитические материалы, обзоры и последние новости нефтегазовой индустрии на сегодня, 05 Декабря, в нашей ленте и в наших группах в социальных сетях: Facebook, Одноклассники, ВКонтакте и Twitter

Рубрики: Бурение, Добыча, Оборудование, Технологии | Темы: ,

О чём говорят в интернете