RU56941U1

RU56941U1 - CASE VALVE

Info

Publication number: RU56941U1
Application number: RU2006115353/22U
Authority: RU
Inventors: Фарит Фоатович Ахмадишин; Альмир Сахеевич Тимиров; Дмитрий Витальевич Страхов; Радик Зяузятович Зиятдинов; Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-05-04
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к цементированию обсадных колонн. Клапан для обсадной колонны включает заглушенный сверху ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный клапан. Седло расположено в нижней части ограничителя. Втулка установлена над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия снаружи и соединена с обсадной колонной, которая оборудована нижней муфтой, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой. Ограничитель дополнительно оборудован стопором, выполненным в виде верхней плоскости седла ограничителя, взаимодействующего с втулкой в ее нижнем положении. В цилиндрическую выборку нижней муфты вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами и жестко соединенный вверху с седлом. К нижнему концу хвостовика посредством башмачной муфты закрепляют башмачную трубу. Предлагаемое устройство для цементирования обсадной колонны имеет простую конструкцию, что повышает надежность работы устройства, а проведение опрессовки обсадной колонны в скважине непосредственно перед ее цементированием, без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования, позволяет сократить общее время на строительство скважины, а значит сэкономить материальные и финансовые затраты. 1 илл. на 1 л.The proposal relates to the oil industry, in particular to cementing casing strings. The casing valve includes a top stopper with a seat and side channels, a check valve. The seat is located at the bottom of the stop. The sleeve is installed above the side channels with the possibility of their tight overlap on the outside and connected to the casing, which is equipped with a lower sleeve, equipped with a cylindrical selection from the bottom inside. The limiter is additionally equipped with a stopper made in the form of the upper plane of the limiter seat interacting with the sleeve in its lower position. A hollow shank is inserted into the cylindrical selection of the lower coupling with the possibility of axial upward movement, fixed in the lower position by shear pins and rigidly connected at the top to the saddle. A shoe pipe is secured to the lower end of the shank by means of a shoe clutch. The proposed device for cementing the casing string has a simple design, which increases the reliability of the device, and the crimping of the casing string in the well immediately before cementing it, without lowering additional crimping equipment into the casing string, reduces the total time for well construction, which means saving material and financial expenses. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к цементированию обсадных колонн.The proposal relates to the oil industry, in particular to cementing casing strings.

Известен «Клапан для обсадной колонны» (авторское свидетельство SU №1812304, МПК 7 Е 21 В 34/10, 33/14, опубл. в бюл. №16 от 30.04.1993 г.), содержащий клапанное седло с осевыми отверстиями, тарелку с конической рабочей поверхностью, размещенной под седлом, подпружиненный шток, жестко соединенный с тарелкой, и срезной фиксатор, при этом клапан снабжен фильтром, выполненным в виде кольца и размещенным в нижней части седла осевого канала по внутренней его поверхности, причем подпружиненный шток выполнен со сквозным отверстием под срезной фиксатор, а клапанное седло в верхней части выполнено с отверстием, перпендикулярным к центральной оси седла и соосным сквозному отверстию подпружиненного штока, при этом тарелка выполнена с эластичным кольцом по центру рабочей конической поверхности, причем тарелка может быть выполнена из эластичного материала.The well-known "Valve for casing" (copyright certificate SU No. 1812304, IPC 7 E 21 B 34/10, 33/14, publ. In bull. No. 16 from 04/30/1993), containing a valve seat with axial holes, plate with a conical working surface located under the seat, a spring-loaded rod rigidly connected to the plate and a shear lock, the valve being equipped with a filter made in the form of a ring and placed in the lower part of the seat of the axial channel along its inner surface, the spring-loaded rod being made through hole for shear lock, and valve edlo in the upper part formed with a hole perpendicular to the central axis of the seat and coaxial throughbore spring-loaded rod, wherein the plate is provided with an elastic ring centered conical working surface, the plate may be made of an elastic material.

Недостатками данного клапана являются:The disadvantages of this valve are:

во-первых, сложность в изготовлении и обслуживании, большое количество деталей и, как следствие, высокая себестоимость;firstly, the complexity in the manufacture and maintenance, a large number of parts and, as a result, high cost;

во-вторых, низкая надежность перекрытия проходного канала.secondly, the low reliability of the closure of the passage channel.

Наиболее близким по технической сущности является «Клапан для обсадных колонн» (патент RU №2250355, МПК 7 Е 21 В 34/06, 33/14, опубл. в бюл. №11 от 20.04.2005 г.), включающий ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный клапан, размещенный снизу, втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель дополнительно оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой в ее нижнем положении, причем наружная поверхность ограничителя выше боковых каналов снабжена эластичным кольцом с упором и выполнена с возможностью герметичной установки ограничителя в требуемом интервале между трубами обсадной колонны при их сборке, при этом седло выполнено с цилиндрической выборкой на нижней плоскости ограничителя, а обратный клапан выполнен тарельчатым, подпружиненным с возможностью поворота относительно крепления к ограничителю, состоящим из жестко соединенных между собой эластичной манжеты, центратора и цилиндрической пластины, на которой выполнена кольцевая проточка, установленная The closest in technical essence is the “Valve for casing strings” (patent RU No. 2250355, IPC 7 E 21 B 34/06, 33/14, published in bulletin No. 11 of 04/20/2005), including a stop with a seat and side channels, a check valve located below, a sleeve installed in the axial channel of the stopper on the shear elements above the side channels with the possibility of their tight shutoff, while the stopper is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve in its lower position, and the outer surface of the stopper is higher than the side channels fitted with an elastic ring with a stop and made with the possibility of tight installation of the limiter in the required interval between the casing pipes when assembling them, while the seat is made with cylindrical sampling on the lower plane of the limiter, and the check valve is poppet, spring-loaded with the possibility of rotation relative to the fastener, consisting of an elastic cuff rigidly interconnected, a centralizer and a cylindrical plate on which an annular groove is made, installed

напротив внутренней нижней плоскости ограничителя, причем наружная плоскость цилиндрической пластины размещена напротив седла ограничителя, при этом эластичная манжета расположена между нижней плоскостью ограничителя и цилиндрической пластиной.opposite the inner lower plane of the limiter, the outer plane of the cylindrical plate is placed opposite the saddle of the limiter, while the elastic cuff is located between the lower plane of the limiter and the cylindrical plate.

Недостатками данной конструкции клапана являются:The disadvantages of this valve design are:

во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством резиновых элементов и металлических колец;firstly, the complexity of the design, due to the large number of rubber elements and metal rings;

во-вторых, невозможно провести опрессовку обсадной колонны перед ее цементированием без спуска дополнительного опрессовочного оборудования (например, пакера).secondly, it is impossible to crimp the casing before cementing it without lowering additional crimping equipment (for example, a packer).

Задачей полезной модели является упрощение конструкции клапана для обсадной колонны, а также возможность проведения опрессовки обсадной колонны в скважине перед непосредственно ее цементированием без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования.The objective of the utility model is to simplify the design of the valve for the casing string, as well as the possibility of crimping the casing string in the well before directly cementing it without lowering additional crimping equipment into the casing string.

Указанная задача решается предлагаемым клапаном для обсадной колонны, включающим ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный клапан, втулку, установленную над боковыми каналами с возможностью их герметичного перекрытия, при этом ограничитель дополнительно оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой в ее нижнем положении.This problem is solved by the proposed valve for the casing string, including a limiter with a seat and side channels, a check valve, a sleeve mounted above the side channels with the possibility of their tight overlap, while the limiter is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve in its lower position.

Новым является то, что обратный клапан установлен выше ограничителя, который заглушен сверху, а втулка выполнена с возможностью перекрытия боковых каналов снаружи и соединена снизу с обсадной колонной, которая оборудована нижней муфтой, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой, куда вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами и соединенный вверху с седлом, которое расположено в нижней части ограничителя, причем стопор выполнен в виде верхней плоскости седла ограничителя.What is new is that the non-return valve is installed above the stopper, which is plugged from above, and the sleeve is made with the possibility of blocking the side channels from the outside and is connected from below to the casing, which is equipped with a bottom coupling equipped with a cylindrical selection from the bottom inside, into which the hollow is inserted a shank fixed in the lower position by shear pins and connected at the top with a saddle, which is located in the lower part of the limiter, and the stopper is made in the form of an upper plane seat stopper.

На фигуре изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе, спущенное в скважину.The figure shows the proposed device in longitudinal section, lowered into the well.

Клапан для обсадной колонны включает заглушенный сверху ограничитель 1 с седлом 2 и боковыми каналами 3. Седло 2 расположено в нижней части ограничителя 1. Обратный клапан (на фиг. не показан) установлен выше ограничителя 1.The casing valve includes a top stopper 1 with a seat 2 and side channels 3. The seat 2 is located at the bottom of the stop 1. A non-return valve (not shown in FIG.) Is installed above the stop 1.

Втулка 4 установлена над боковыми каналами 3 с возможностью их герметичного перекрытия снаружи и соединена с обсадной колонной 5, которая оборудована нижней муфтой 6, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой 7.The sleeve 4 is installed above the side channels 3 with the possibility of their tight overlap on the outside and connected to the casing 5, which is equipped with a lower sleeve 6, provided with a cylindrical selection 7 from the bottom inside.

Ограничитель 1 дополнительно оборудован стопором 8, выполненным в виде верхней плоскости седла 2 ограничителя 1, взаимодействующего с втулкой 4 в ее нижнем положении. В цилиндрическую выборку 7 нижней муфты 6 вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик 9, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами 10 и жестко соединенный вверху с седлом 2.The stopper 1 is additionally equipped with a stopper 8, made in the form of the upper plane of the saddle 2 of the stopper 1, interacting with the sleeve 4 in its lower position. In the cylindrical selection 7 of the lower sleeve 6 is inserted with the possibility of axial upward movement of the hollow shank 9, fixed in the lower position by shear pins 10 and rigidly connected at the top to the seat 2.

К нижнему концу хвостовика посредством башмачной муфты 11 закрепляют башмачную трубу 12.A shoe pipe 12 is secured to the lower end of the shank by means of a shoe clutch 11.

Необходимая герметичность при работе клапана обеспечивается уплотнительным элементом 13.The necessary tightness during operation of the valve is provided by the sealing element 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После подготовительных работ на скважине (на фиг. не показано) в нее спускают обсадную колонну труб 5, оборудованную снизу предлагаемым клапаном для обсадной колонны, при этом над ограничителем 1 предлагаемого клапана обязательно устанавливают в составе обсадной колонны труб 8 обратный клапан любой известной конструкции с целью исключения перетекания продавленного в заколонное пространство цементного раствора обратно внутрь обсадной колонны труб 5.After preparatory work on the well (not shown in FIG.), A pipe casing 5 is lowered into it, equipped with a proposed valve for the casing from below, and a check valve of any known design must be installed above the pipe stopper 1 of the proposed valve 8 as a part of the casing string exceptions for the flow of cement slurry pressed into the annulus into the casing pipe 5.

В процесс спуска обсадной колонны труб 5 в скважину находящаяся в скважине жидкость свободно перетекает снизу вверх, сквозь боковые каналы 3 ограничителя 1, заполняя внутреннее пространство обсадной колонны труб 5. Спуск обсадной колонны труб 5 в скважину продолжают до упора нижнего торца башмачной трубы 12 на забой (на фиг. не показано) скважины. Далее производят разгрузку обсадной колонны труб 5 на устройство, при этом разрушаются срезные элементы 10 и обсадная колонна труб 5 вместе с жестко закрепленными на ее нижнем конце втулкой 4 и нижней муфтой 6 опускаются вниз по цилиндрической выборке 7 нижней муфты 6 относительно полого хвостовика, который остается неподвижным благодаря упору на забой скважины посредством башмачной муфты 11 башмачной трубы 12.In the process of lowering the casing string of pipes 5 into the well, the fluid located in the well flows freely from the bottom upward through the lateral channels 3 of the restrictor 1, filling the inner space of the casing string of pipes 5. The lowering of the casing string of pipes 5 into the well continues until the bottom end of the shoe 12 stops against the bottom (not shown in FIG.) wells. Next, the casing string of pipes 5 is unloaded onto the device, while the shear elements 10 are destroyed and the casing string of pipes 5, together with the sleeve 4 and the lower sleeve 6 rigidly fixed at its lower end, are lowered downward along the cylindrical sample 7 of the lower sleeve 6 relative to the hollow shaft, which remains motionless due to the emphasis on the bottom of the well by means of the shoe clutch 11 of the shoe 12.

Процесс разгрузки обсадной колонны труб 5 на устройство продолжается до тех пор, пока втулка 4 своим нижним торцом не сядет стопор 8 седла 2, о чем свидетельствует падение веса обсадной колонны труб 5 до нуля на индикаторе веса, установленном на устье скважины. В процесс перемещения обсадной колонны труб 5 вниз втулка 4 вступает во взаимодействие с заглушенным сверху ограничителем 1 и герметично перекрывает снаружи боковые каналы 3 ограничителя 1.The process of unloading the casing string of pipes 5 onto the device continues until the bushing 4 sits the stopper 8 of the seat 2 with its lower end, as evidenced by the drop in the weight of the casing string of pipes 5 to zero on the weight indicator installed at the wellhead. In the process of moving the casing string of the pipes 5 downward, the sleeve 4 interacts with the stopper 1 muffled from above and hermetically seals the side channels 3 of the stopper 1 from the outside.

Производят заполнение обсадной колонны труб 5 до устья скважины технологической жидкостью и спрессовывают обсадную колонну труб 5 на необходимое давление с необходимой выдержкой по времени.The casing string of pipes 5 is filled to the wellhead with process fluid and the casing string of pipes 5 is pressed at the required pressure with the required time delay.

Убедившись в герметичности обсадной колонны труб 5 ее приподнимают вверх на 1-2 метра, при этом полый хвостовик 9 вместе с жестко закрепленным в его верхней части ограничителем 1, а в нижней части башмачной муфтой 11 и башмачной трубой 12, под собственным весом опускаются вниз по цилиндрической выборке 10 нижней муфты 6 относительно втулки 4, жестко закрепленной в нижней муфте 6 на конце обсадной колонны труб 5. Втулка 4 выходит сначала из взаимодействия со стопором 8 седла 2, а затем выходит и из герметичного взаимодействия с ограничителем 1 и поднимается вверх выше заглушенного сверху ограничителя 1, при этом боковые каналы ограничителя полностью открыты и клапан для обсадной колонны готов к цементированию обсадной колонны труб 5. Закачивают в обсадную колонну труб 5 необходимое количество цементного раствора.After making sure that the casing string 5 is tight, it is lifted up by 1-2 meters, while the hollow shank 9 together with the restrictor 1 rigidly fixed in its upper part, and in the lower part of the shoe coupling 11 and shoe pipe 12, are lowered down by their own weight cylindrical sample 10 of the lower sleeve 6 relative to the sleeve 4, rigidly mounted in the lower sleeve 6 at the end of the casing string 5. The sleeve 4 first comes out of interaction with the stopper 8 of the seat 2, and then comes out of tight interaction with the limiter 1 and lift goes up above the stopper 1 plugged from above, while the side channels of the stopper are fully open and the valve for the casing string is ready to cement the casing string of pipes 5. The required amount of cement mortar is pumped into the pipe casing 5.

Далее на устье скважины в обсадную колонну труб 5 устанавливают продавочную пробку (на фиг. не показано) и подачей продавочной жидкости в обсадную колонну труб 5 начинают продавку цементного раствора, при этом цементный раствор из обсадной колонны труб 5 сквозь втулку 4 через радиальные каналы 3 ограничителя 1 попадает внутрь последнего, а оттуда через внутренние пространства полого хвостовика и башмачной трубы 12 поступает в заколонное пространство (на фиг не показано) скважины.Next, at the wellhead, a squeeze plug is installed in the pipe casing 5 (not shown in Fig.), And cement is poured into the pipe casing 5 by supplying the squeezing fluid, while cement from the pipe casing 5 through the sleeve 4 through the radial channels 3 of the limiter 1 enters the latter, and from there, through the internal spaces of the hollow liner and shoe 12, it enters the annular space (not shown in FIG.) Of the well.

Продавку цементного раствора в заколонное пространство скважины продолжают до тех пор, пока не произойдет резкое повышение давления на манометре насосного агрегата, закачивающего продавочную жидкость в обсадную колонну труб 5, что свидетельствует о том, что продавочная пробка уперлась в верхний торец обратного клапана, установленного в составе обсадной колонны труб 5 выше предлагаемого клапана.The cement mortar is pushed into the annulus of the well until a sharp increase in pressure occurs on the manometer of the pumping unit pumping the squeezing fluid into the pipe casing 5, which indicates that the squeezing plug has abutted against the upper end of the check valve installed in the composition pipe casing 5 above the proposed valve.

Далее скважину оставляют на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента), при этом обратный клапан, установленный в обсадной колоне труб 5 выше описанного клапана исключает обратное поступление цементного раствора из заколонного пространства скважины в обсадную колонну труб 5.Next, the well is left in the OZZ (waiting for cement to harden), while the check valve installed in the casing pipe 5 above the described valve eliminates the return of cement from the annulus of the well into the casing pipe 5.

Предлагаемый клапан для обсадной колонны имеет простую конструкцию, что повышает надежность работы устройства, а проведение опрессовки обсадной колонны в скважине непосредственно перед ее цементированием, без спуска в обсадную колонну дополнительного опрессовочного оборудования, позволяет сократить общее время на строительство скважины, а значит сэкономить материальные и финансовые затраты.The proposed valve for the casing string has a simple design, which increases the reliability of the device, and the crimping of the casing string in the well immediately before cementing, without lowering additional crimping equipment into the casing string, reduces the total time for well construction, which means saving material and financial expenses.

Claims

A casing valve, including a stop with a seat and side channels, a check valve, a sleeve mounted above the side channels with the possibility of their tight shutoff, while the stop is additionally equipped with a stopper that interacts with the sleeve in its lower position, characterized in that the check valve is installed above the limiter, which is muffled from above, and the sleeve is configured to overlap the side channels from the outside and is connected from below to the casing, which is equipped with a lower sleeve, equipped with the hollow shank, which is inserted axially upward, is locked in the lower position and fixed with shear pins and connected at the top to the saddle, which is located in the lower part of the limiter, the stopper being made in the form of the upper plane of the limiter saddle.