SU1004617A1

SU1004617A1 - Check valve for drill string

Info

Publication number: SU1004617A1
Application number: SU813339608A
Authority: SU
Inventors: Борислав Варфоломеевич Крых; Геннадий Александрович Стрелец; Анна Бориславовна Крых
Original assignee: Полтавское отделение Украинского научно-исследовательского геологоразведочного института
Priority date: 1981-08-31
Filing date: 1981-08-31
Publication date: 1983-03-15

Description

Изобретение относитс к бурению глубоких скважин, в частности к обратным клапанам бурильных колонн, предназначенным дл предотвращени выбросов, бурового раствора или пластовых флюидов из скважины через бурильные трубы.The invention relates to the drilling of deep wells, in particular to non-return valves of drill strings, designed to prevent outliers, drilling mud or formation fluids from the well through the drill pipes.

Известен обратный клапан дл бурильной колонны, включающий корпус, седло и подпружиненный запорный элемент 1 .Known check valve for the drill string, comprising a housing, a seat and a spring-loaded locking element 1.

Недостаток клапана заключаетс в том, что в этой конструкции возникают большие гидравлические сопротивлени , в результате чего происходит ускоренный износ контактных поверхностей .The disadvantage of the valve is that large hydraulic resistances arise in this design, resulting in accelerated wear of the contact surfaces.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков и достигаемому результату вл етс обратный клапан дл бурильной колонны, включающий корпус, седло, направл ющую втулку и плавучий запорный элемент, тарелка которого имеет защитный эластичный элемент, а шток и тарелка запорного элемента образуют с направл ющей втулкой гидрарличесЛсие камеры, св занные посредством эластичных диафрагм с полостью бурильных труб и затрубным пространством 2}.The closest to the invention according to the combination of essential features and the achieved result is a check valve for a drill string, comprising a housing, a seat, a guide bushing and a floating locking element, the plate of which has a protective elastic element, and the stem and locking plate of the locking element are formed with a guide with a sleeve, hydraulical chambers connected by elastic diaphragms to the cavity of the drill pipe and annulus 2}.

Однако эта конструкци имеет большое количество взаимодействующих элементов и требует надежной герметизации гидравлических полостей.However, this design has a large number of interacting elements and requires reliable sealing of hydraulic cavities.

Цель изобретени - упрощение конструкции обратного клапана.The purpose of the invention is to simplify the design of the check valve.

Указанна цель достигаетс тем, This goal is achieved by

10 что обратный клапан дл бурильной колонны, включающий корпус, седло, направл ющую втулку и плавучий запорный элемент, тарелка и шток которого образуют с направл ющей втулкой гид15 равлические камеры, снабжен установленной под седлом гильзой, образующей с наружной поверхностью направл ющей втулки струйный кольце пой насос , причем гидравлические камеры 10 that a check valve for a drill string, comprising a housing, a seat, a guide sleeve and a floating locking element, the plate and stem of which form a hydraulic chamber with a guide sleeve, is provided with a sleeve installed under the saddle, which forms a jet ring with an outer surface of the guide sleeve. pump, with hydraulic chambers

20 св заны каналами между собой и с приемной камерой струйного кольцевого насоса.20 are connected by channels between each other and with the receiving chamber of the jet ring pump.

Причем щток запорного элемента может быть выполнен с полостью, пе25 рекрытой герметизирующей пробкой.Moreover, the gate of the locking element can be made with a cavity blocked by a sealing stopper.

На чертеже показан обратный клапан дл бурильных колонн.The drawing shows a check valve for drill strings.

Обратный клапан дл бурильных колонн состоит из корпуса 1, в котором The check valve for the drill string consists of body 1, in which

30 помещены седло клапана 2, направл юща Етулка 3 с опорным фланцем 4 и гильза 5. Во втулке размещен запорный элемент, выполненный з виде штока б с тарелкой 7, покрытой элас тичной и износостойкой, например резиновой оболочкой 8. Внутри штока выполнена полость 9, герметизиру ,ема пробкой 10. Возможность измене ни объема полости штока, например, при ввинчивании или вЕз1винчивании герметизирующей пробки позвол ет обеспечить положительную плавучесть штока с-тарелкой при изменении плотности бурового раствора. Тарелка 7 и шток б образуют с направл ющей втулкой 3 полости 11. и 12 соответственно ..Гильза 5 образует с наружной поверхностью направл ющей втулки 3 кольцевой струйный насос (эжектор), включающий в себ насадку 13, приемную камеру 14, камеру смешени 15 и диффузор 16. Полости 11 и 12 сообщены между собой вертикальными каналами 1.7, а радиальными каналами 18 - с камерой 14 струйного насоса (эжектора). Обратный клапан дл бурильной колонны работает следующим образом. В собранном виде (при этом тарелка со штоком наход тс в крайнем ниж нем положении и проходной канал клапана открыт) обратный клапан устанавливаетс в бурильной колонне. При циркул ции бурового раствора через бурильную колонну раствор движетс через струйный насос, создава при этом разрежение в полости 12. В случае прекращени циркул ции через каналы 17 и 18 полость заполн етс рас вором и щток с тарелкой всплываютj перекрыва проходной канал клапана. В это врем через указанные каналы заполн етс раствором и полость 11. При возобновлении циркул ции шток с тарелкой напором потока раствора перемещаютс вниз на некоторую величину , вытесн при этом раствор из полостей 12 и 11 в приемную камеру 1 Разрежение, возникающее в приемной камере при возобновлении работы стру ного насоса (эжектора) способствует отсосу растпора из полостей и перемещению штока с тарелкой в крайнее нижнее положение. В этом случае тарелка клапана полностью входит в верхнюю полость втулки, открыва путь движению раствора и струйному насосу при минимальном гидравлическом сопротивлении. За счет этого эрозионному износу подвергаетс только центральна часть эластичной оболочки тарелки, в результат.е чего увеличиваетс срок службы клапана. Помимо усили , создаваемого выталкивающей силой за счет плавучести штока с тарелкой , дифференциальное давление раствора, наход щегос в бурилы- ой колонне ниже клапана, передаетс снизу вверх на всю площадь, равную площади поперечного сечени тарелки. Вследствие этого обеспечиваетс надежна герметизаци проходного канала клапана. Технико-экономическа эффективность заключаетс в повышении надежности работы клапана и снижении материальных затрат на его изготовление . Формула .изобретени 1.Обратный клапан дл бурильной колонны, включающий корпус, седло, направл ющую втулку и плавучий запорный элемент, тарелка и шток которого образуют с направл ющей втулкой гидравлические камеры, отличающий с тем, что, с целью упрощени конструкции, он снабжен установленной под седлом гильзой, образующей с наружной поверхностью направл ющей втулки струйный кольцевой насос, причем гидравлические камеры св заны каналами между собой и с приемной камерой струйного кольцевого насоса. 2.Клапан по п. 1, отличающийс тем, что шток запорного элемента выполнен с полостью, перекрытой герметизирующей пробкой. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 791908, кл. Е 21 В 17/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 791910, кл. Е 21 В 17/00, 1978.30 valve seat 2, guide sleeve 3 with support flange 4 and sleeve 5 are placed. The sleeve has a locking element made of rod b with a plate 7 covered with elastic and wear-resistant, for example, rubber casing 8. Inside the stem there is a cavity 9, sealing by plug 10. The ability to change the volume of the stem cavity, for example, when screwing in or screwing in the sealing plug, ensures positive buoyancy of the stem with a plate when the mud density is changed. The plate 7 and the rod b form with the guide sleeve 3 cavities 11. and 12, respectively. The sleeve 5 forms with the outer surface of the guide sleeve 3 an annular jet pump (ejector) that includes a nozzle 13, a receiving chamber 14, a mixing chamber 15 and the diffuser 16. The cavities 11 and 12 are interconnected by vertical channels 1.7, and the radial channels 18 - with the chamber 14 of the jet pump (ejector). The check valve for the drill string works as follows. When assembled (at the same time, the plate with the rod is in the lowest position and the valve passage is open), the check valve is installed in the drill string. When the drilling fluid circulates through the drill string, the fluid moves through the jet pump, creating a vacuum in cavity 12. In the event of circulation ceasing through channels 17 and 18, the cavity is filled with the solution and the plate and valve stem float off. At this time, through these channels, the solution and cavity 11 are filled. When the circulation is resumed, the rod with the plate with the pressure of the solution flow moves downwards by a certain amount, while the solution is forced out of the cavities 12 and 11 into the receiving chamber 1 The vacuum that occurs in the receiving chamber the operation of the string pump (ejector) contributes to the suction of the raspor from the cavities and the movement of the rod with the plate to the lowest position. In this case, the valve plate completely enters the upper cavity of the sleeve, opening the way to the movement of the solution and the jet pump with minimal hydraulic resistance. Due to this, only the central part of the elastic shell of the plate is subjected to erosive wear, as a result of which the service life of the valve is increased. In addition to the force generated by the buoyancy force due to the buoyancy of the rod with the plate, the differential pressure of the solution in the drill string below the valve is transmitted from bottom to top over the entire area equal to the cross-sectional area of the plate. As a result, reliable sealing of the valve bore is ensured. Technical and economic efficiency is to increase the reliability of the valve and reduce the material costs of its manufacture. The formula of the invention 1. A check valve for a drill string, comprising a housing, a seat, a guide sleeve and a floating locking element, the plate and stem of which form hydraulic chambers with the guide sleeve, which, in order to simplify the design, it is equipped with an installed under the saddle a sleeve forming an jet ring pump with the outer surface of the guide sleeve; the hydraulic chambers are connected by channels with each other and with the receiving chamber of the jet ring pump. 2. A valve according to claim 1, characterized in that the stem of the closure member is made with a cavity blocked by a sealing plug. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number 791908, cl. Е 21 В 17/00, 1974. 2. USSR author's certificate No. 791910, cl. E 21 B 17/00, 1978.

Claims

Claim

1. The check valve for the drill string, comprising a housing, a seat, a guide sleeve and a floating locking element, the plate and stem of which form hydraulic chambers with a guide sleeve, which is necessary in order to simplify the design It is equipped with a sleeve installed under the saddle, forming an inkjet ring pump with the outer surface of the guide sleeve, the hydraulic chambers being connected by channels with each other and with the receiving chamber of the jet ring pump.

2. Valve according to π. 1, with the fact that the rod of the locking element is made with a cavity covered by a sealing plug. _