RU57806U1

RU57806U1 - CASE VALVE

Info

Publication number: RU57806U1
Application number: RU2006117577/22U
Authority: RU
Inventors: Таслия Магруфовна Муртазина; Айслу Илгизаровна Горбунова; Марат Фагимович Асадуллин; Радик Зяузятович Зиятдинов; Дмитрий Витальевич Страхов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к цементированию обсадных колонн. Клапан для обсадной колонны включает заглушенный снизу ограничитель с седлом и боковыми каналами, обратный тарельчатый клапан, втулку, имеющую возможность герметичного перекрытия боковых каналов ограничителя. Ограничитель дополнительно оборудован стопором, выполненным в виде верхней плоскости седла ограничителя. Ограничитель соединен с обсадной колонной, которая оборудована снизу нижней муфтой, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой, куда вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами. Втулка жестко установлена в верхнем конце полого хвостовика и имеет возможность взаимодействия в верхнем положении со стопором. В верхнем положении втулка герметично перекрывает боковые каналы ограничителя снаружи. Обратный тарельчатый клапан снабжен дроссельным отверстием и закреплен к нижнему торцу втулки. Предлагаемое устройство для цементирования обсадной колонны имеет простую конструкцию, что повышает надежность работы устройства, а проведения 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 bottom stopper with a seat and side channels, a poppet valve, and a sleeve that can seal the side channels of the stopper. The limiter is additionally equipped with a stopper made in the form of the upper plane of the limiter seat. The limiter is connected to the casing, which is equipped from below with a lower sleeve, equipped with a cylindrical selection at the bottom from the inside, where a hollow shank is inserted with axial movement upward, fixed in the lower position by shear pins. The sleeve is rigidly mounted at the upper end of the hollow shank and has the ability to interact in the upper position with the stopper. In the upper position, the sleeve hermetically seals the lateral channels of the limiter from the outside. The non-return poppet valve is equipped with a throttle hole and is fixed to the lower end of the sleeve. The proposed device for cementing the casing string has a simple design, which increases the reliability of the device, and crimping the casing string in the well immediately before cementing it without lowering the additional pressure testing equipment into the casing string allows you to reduce the total time spent on well construction, which means saving material and financial costs . 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, не возможно провести опрессовку обсадной колонны перед ее цементированием без спуска дополнительного опрессовочного оборудования (например, пакера).secondly, it is not possible 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 непосредственно перед 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 immediately before 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 тарельчатый клапан, втулку, имеющую возможность герметичного перекрытия боковых каналов ограничителя, при этом ограничитель дополнительно оборудован стопором, взаимодействующим с втулкой.This problem is solved by the proposed casing valve, including a stop with a seat and side channels, a poppet valve, a sleeve having the ability to tightly overlap the side channels of the limiter, while the limiter is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve.

Новым является то, что ограничитель заглушен снизу и соединен с обсадной колонной, которая оборудована снизу нижней муфтой, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой, куда вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами, причем втулка жестко установлена в верхнем конце полого хвостовика и имеет возможность взаимодействия в верхнем положении со стопором, выполненным в виде верхней плоскости седла ограничителя, при этом втулка в верхнем положении герметично перекрывает боковые каналы ограничителя снаружи, при этом обратный тарельчатый клапан снабжен дроссельным отверстием и закреплен к нижнему торцу втулки.What is new is that the limiter is plugged at the bottom and connected to the casing, which is equipped with a lower sleeve from the bottom, equipped with a cylindrical selection at the bottom from the inside, where a hollow shank is inserted that can be axially moved upward, fixed in the lower position by shear pins, and the sleeve is rigidly mounted at the upper end hollow shank and has the ability to interact in the upper position with a stopper made in the form of the upper plane of the limiter seat, while the sleeve in the upper position is hermetically sealed overlaps the side channels of the limiter from the outside, while the check valve is equipped with a throttle hole and is fixed to the lower end of the sleeve.

На фигуре изображен предлагаемый клапан для обсадной колонны в продольном разрезе.The figure shows the proposed valve for the casing in longitudinal section.

Клапан для обсадной колонны включает заглушенный снизу ограничитель 1 с седлом 2 и боковыми каналами 3, обратный тарельчатый клапан 4, втулку 5, имеющую возможность герметичного перекрытия боковых каналов 3 ограничителя 1. Ограничитель 1 дополнительно оборудован стопором 6, выполненным в виде верхней плоскости седла 2 ограничителя 1.The casing valve includes a bottom stopper 1 with a seat 2 and side channels 3, a poppet valve 4, a sleeve 5 that can seal the side channels 3 of the stopper 1. The stopper 1 is additionally equipped with a stopper 6 made in the form of an upper plane of the stopper seat 2 one.

Ограничитель соединен с обсадной колонной 7, которая оборудована снизу нижней муфтой 8, снабженной внизу изнутри цилиндрической выборкой 9, куда вставлен с возможностью осевого перемещения вверх полый хвостовик 10, зафиксированный в нижнем положении срезными штифтами 11.The limiter is connected to the casing 7, which is equipped from below with a lower sleeve 8, provided with a cylindrical selection 9 from the bottom from the inside, where the hollow shank 10 is inserted with the possibility of axial movement and fixed in the lower position by shear pins 11.

Втулка 5 жестко установлена в верхнем конце полого хвостовика 10 и имеет возможность взаимодействия в верхнем положении со стопором 6. В верхнем положении втулка 5 герметично перекрывает боковые каналы 3 ограничителя 1 снаружи.The sleeve 5 is rigidly installed in the upper end of the hollow shank 10 and has the ability to interact in the upper position with the stopper 6. In the upper position, the sleeve 5 hermetically closes the side channels 3 of the limiter 1 from the outside.

Обратный тарельчатый клапан 4 снабжен дроссельным отверстием 12 и закреплен к нижнему торцу втулки 5. Необходимая герметичность при работе клапана обеспечивается уплотнительными элементами 13.The non-return valve 4 is equipped with a throttle bore 12 and is fixed to the lower end of the sleeve 5. The necessary tightness during operation of the valve is provided by the sealing elements 13.

Вспомогательные крепежные элементы на фигуре не показаны.Auxiliary fasteners are not shown in the figure.

Клапан для обсадных колонн работает следующим образом.Valve for casing works as follows.

После подготовительных работ на скважине (на фиг. не показано) в нее спускают обсадную колонну 7, оборудованную снизу предлагаемым клапаном для обсадной колонны.After preparatory work on the well (not shown in FIG.), The casing 7 is lowered into it, equipped with a proposed valve for the casing from below.

В процесс спуска обсадной колонны 7 в скважину находящаяся в скважине жидкость свободно перетекает снизу вверх, сквозь дроссельное отверстие 12 обратного тарельчатого клапана 4 и боковые каналы 3 ограничителя 1, заполняя внутреннее пространство обсадной колонны 7. Спуск обсадной колонны 7 в скважину продолжают до упора нижнего торца полого хвостовика 10 на забой (на фиг. не показано) скважины.In the process of lowering the casing string 7 into the well, the fluid in the well flows freely from the bottom upward through the throttle hole 12 of the non-return poppet valve 4 and the side channels 3 of the restrictor 1, filling the inner space of the casing string 7. The casing 7 is lowered into the well until the lower end stops hollow liner 10 to the bottom (in Fig. not shown) of the well.

Далее производят разгрузку обсадной колонны 7 на устройство, при этом разрушаются срезные штифты 11 и обсадная колонна 7 вместе с жестко закрепленными на ее нижнем конце ограничителем 1 и нижней муфтой 8 опускаются вниз по цилиндрической выборке 9 нижней муфты 8 относительно упертого на забой скважины полого хвостовика 10. Процесс разгрузки обсадной колонны 7 на устройство продолжается до тех пор, пока втулка 5 своим верхним торцом не упрется в стопор 6 седла 2 ограничителя 1, о чем свидетельствует падение веса обсадной колонны 7 до нуля на индикаторе веса (на фиг. не показано), установленного на устье скважины, при этом втулка 5 герметично перекрывает снаружи боковые каналы 3 ограничителя 1.Next, the casing 7 is unloaded to the device, while the shear pins 11 are destroyed and the casing 7 together with the stop 1 rigidly fixed at its lower end and the lower sleeve 8 are lowered down the cylindrical sample 9 of the lower sleeve 8 relative to the hollow liner 10 The process of unloading the casing string 7 to the device continues until the sleeve 5 with its upper end abuts against the stopper 6 of the saddle 2 of the limiter 1, as evidenced by the decrease in the weight of the casing string 7 to zero on the indicator a weight torus (not shown in Fig.) installed at the wellhead, while the sleeve 5 hermetically seals outside the side channels 3 of the limiter 1.

Производят долив обсадной колонны 7 до устья скважины технологической жидкостью и спрессовывают обсадную колонну 7 на необходимое давление с необходимой выдержкой по времени.They make the casing 7 to the wellhead with technological fluid and compact the casing 7 at the required pressure with the required time delay.

Убедившись в герметичности обсадной колонны 7 ее приподнимают вверх на 1-2 метра, при этом сначала ограничитель 1 и нижняя муфта 8, жестко закрепленные на нижнем конце обсадной колонны 7 поднимаются вверх относительно остающихся на After making sure that the casing 7 is tight, it is lifted up 1-2 meters, while first the limiter 1 and the lower sleeve 8, rigidly fixed at the lower end of the casing 7, rise up relative to those remaining on

месте полого хвостовика 10 с втулкой 5, причем сначала втулка 5 выходит из взаимодействия со стопором 6 седла 2, а затем втулка 5 полностью выходит и из герметичного взаимодействия с седлом 2 ограничителя 1, при этом боковые каналы 3 ограничителя 1 полностью открываются и полый хвостовик 10 оказывается в нижней части цилиндрической выборки 9 нижней муфты 8. При дальнейшем подъеме нижний торец полого хвостовика 10 приподнимается с забоя, обеспечивая гидравлическую связь между внутренним пространством обсадной колонны 7 и заколонным пространством скважины.place of the hollow shank 10 with the sleeve 5, and first, the sleeve 5 comes out of interaction with the stopper 6 of the seat 2, and then the sleeve 5 completely goes out of tight interaction with the seat 2 of the stop 1, while the side channels 3 of the stop 1 are fully open and the hollow shaft 10 it appears in the lower part of the cylindrical sample 9 of the lower sleeve 8. With further lifting, the lower end of the hollow shank 10 rises from the bottom, providing hydraulic connection between the inner space of the casing 7 and the annular space kvazhiny.

Клапан для обсадной колонны готов к цементированию обсадной колонны 7. Для этого закачивают в обсадную колонну труб 8 необходимое количество цементного раствора. Далее на устье скважину устанавливают в обсадную колонну 7 продавочную пробку 14 и подачей продавочной жидкости в обсадную колонну 7 начинают продавку цементного раствора, при этом цементный раствор из обсадной колонны 7 сквозь через радиальные каналы 3 ограничителя 1 и втулку 5, открыв обратный тарельчатый клапан 4 по действием давления продавки через внутреннее пространство полого хвостовика 10 продавливается в заколонное пространство (на фиг. не показано) скважины.The casing valve is ready for cementing the casing 7. For this, the required amount of cement is pumped into the casing string 8. Next, at the wellhead, a squeezing plug 14 is installed in the casing 7 and supplying cement is started by supplying the squeezing liquid 7 to the casing, while cement from the casing 7 through the radial channels 3 of the restrictor 1 and the sleeve 5, opening the check valve 4 the pressure of the push through the inner space of the hollow liner 10 is pressed into the annulus (in Fig. not shown) 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 7, что свидетельствует о том, что продавочная пробка 14 уперлась в верхний торец ограничителя 1.Selling cement mortar into the annulus of the well continues until there is a sharp increase in pressure on the pressure gauge of the pumping unit pumping the squeezing fluid into the casing 7, which indicates that the squeezing plug 14 abuts against the upper end of the limiter 1.

Далее разгружают обсадную колонну 7 на забой и скважину оставляют на ОЗЦ (ожидание затвердевания цемента), при этом обратный тарельчатый клапан 4 закрывается и исключает обратное поступление цементного раствора из заколонного пространства скважины в обсадную колонну 7.Next, the casing 7 is unloaded to the bottom and the well is left on the OZZ (waiting for cement to harden), while the check valve 4 is closed and excludes the return of cement from the annulus of the well into the casing 7.

Предлагаемое клапан для обсадной колонны имеет простую конструкцию, что повышает надежность работы устройства, а проведения 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 crimping the casing string in the well immediately before cementing it without lowering the additional pressure testing equipment into the casing string allows reducing the total time for well construction, which means saving material and financial costs.

Claims

A casing valve, including a restrictor with a seat and side channels, a poppet valve, a sleeve having the ability to tightly overlap the side channels of the limiter, while the limiter is additionally equipped with a stopper interacting with the sleeve, characterized in that the limiter is closed from the bottom and connected to the casing , which is equipped from below with a lower sleeve, equipped with a cylindrical selection at the bottom from the inside, where the hollow shaft is inserted with the possibility of axial movement upwards, in the lower position with shear pins, and the sleeve is rigidly installed in the upper end of the hollow shank and has the ability to interact in the upper position with a stopper made in the form of the upper plane of the stopper seat, while the sleeve in the upper position hermetically closes the side channels of the stopper from the outside, while the reverse the poppet valve is equipped with a throttle bore and is fixed to the lower end of the sleeve.