Обратные клапаны применяют для предотвращения обратного движения раствора при цементировании, предотвращения флюидопроявления через внутренний канал труб и облегчения веса обсадной колонны труб при погружении ее в буровой раствор. Кроме того, применение обратного клапана способствует промывке и очищению затрубного пространства от забойного и обвального шлама.

Обратный клапан устанавливается в нижней части обсадной колонны над башмачным патрубком. Для различных условий спуска и цементирования обсадных колонн создано несколько разновидностей конструкции обратных клапанов, отличающихся принципом действия. По виду запорного шарнирной заслонкой, дроссельные и дифференциальные.

Содержание

Тарельчатый обратный клапан
Клапаны обратные дроссельные типов ЦКОД
Клапан обратный самозаполняющийся типа КОС
Клапан обратный бескорпусной типа КОБ
Клапан обратный дифференциальный типа КОД
Особенности оснащения бурильной колонны
Применение обратных клапанов
Назначение обратных клапанов
Разгерметизация скважин
Обратные клапаны для бурильных колонн. Назначение и принцип действия.
Обратные клапаны для обсадных колонн. Назначение и принцип действия.
Ведущие бурильные трубы. Назначение и принцип действия.
Обратный клапан для обсадной колонны
Обратный клапан для бурильной колонны
📸 Видео

Тарельчатый обратный клапан

Тарельчатый обратный клапан состоит из корпуса с муфтовыми резьбами по ГОСТ 632–80, седла, тарелки, штока и пружины.

Клапаны обратные дроссельные типов ЦКОД

Клапаны обратные дроссельные типов ЦКОД и ЦКОД-Т предназначены для непрерывного самозаполнения обсадной колонны промывочной жидкостью, предотвращения движения промывочной жидкости или цементного раствора из затрубья в колонну после ее цементирования, а также для упора цементировочной разделительной пробки.

Клапан обратный самозаполняющийся типа КОС

Клапан обратный самозаполняющийся типа КОС предназначен для включения в состав нижней части обсадной колонны.

Клапан обратный бескорпусной типа КОБ

Клапан обратный бескорпусной типа КОБ (рис. 5.17) предназначен для применения при креплении нефтяных и газовых скважин обсадными колоннами.

Клапан обратный дифференциальный типа КОД

Клапан обратный дифференциальный типа КОД предназначен для перекрытия внутритрубного пространства и разделения цементного и бурового раствора при цементировании колонны обсадных труб в процессе строительства скважин на нефть и газ.

Особенности оснащения бурильной колонны

Применение обратных клапанов

При бурении скважин с очисткой забоя пеной в состав бурильной колонны включают обратные клапаны, один из которых устанавливают ниже ведущей трубы над верхней свечой, другой над долотом или колонковой трубой.

При бурении скважин глубиной свыше 1000 м в середине колонны необходимо устанавливать промежуточные клапаны для сокращения затрат времени на подъем колонны бурильных труб (рис. 7.75).

Рис. 7.75. Расположение обратных клапанов в бурильной колонне.
1 — сальник-вертлюг; 2 — ведущая труба; 3 — переходники; 4, 7 — верхний и нижний обратные клапаны; 5 — корпус замкового соединения; 6 — промежуточный обратный клапан; 8 — утяжеленная труба; 9 — породоразрушающий инструмент.

Назначение обратных клапанов

Обратные клапаны предназначены для поддержания давления в бурильной колонне при остановке дожимного насоса, предотвращения выброса в буровое здание ГЖС и пластовых вод, находящихся под высоким давлением, при наращивании инструмента и спускоподъемных операциях.

Разгерметизация скважин

Скважины разгерметизируют при наращивании инструмента в процессе бурения (частично) и проведении спускоподъемных операций (полностью). Частичная разгерметизация включает разгерметизацию поверхностной обвязки устья скважины (манифольда) и бурильных труб, расположенных над верхним обратным клапаном; полная — разгерметизацию манифольда и бурильной колонны.

Поверхностную обвязку разгерметизируют, открыв промывочный кран в распределительном узле манифольда. Разгерметизацию бурильной колонны проводят в несколько этапов в зависимости от числа обратных клапанов в ее составе.

Видео:Обратные клапаны Valtec VT.151 и VT.161: в чем отличия?Скачать

Обратные клапаны для бурильных колонн. Назначение и принцип действия.

Обратные клапаны для бурильных труб используются для предотвращения выхода воды, нефти или газа через бурильные трубы в процессе бурения. Клапан собирается в корпусе переводника устанавливается в колонне между замковыми соединениями над долотом. Установка управляемого клапана позволяет импульсом потока открывать или закрывать канал труб, производить обратную циркуляцию и отбор пластовой жидкости по каналу бурильных труб.

Видео:Обратные клапаны муфтовые, муфтовый обратный клапан видео обзор от UKSPARСкачать

Обратные клапаны для обсадных колонн. Назначение и принцип действия.

Обратные клапаны выполняют следующие функции:

— предотвращают заполнение обсадной колонны буровым раствором при спуске ее в скважину, что, в конечном счете, уменьшает нагрузку на вышку;

— препятствуют обратному перетоку цементного раствора, из кольцевого пространства в обсадную колонну.

Наиболее простой и распространенный тарельчатый клапан (рисунок 8.4) состоит из седла клапана 3, ввинчиваемого в муфту, тарелки 4, стержня 1 и пружины 2. Пружину затягивают при помощи гайки и контргайки.

Рисунок 8.4 Тарельчатый клапан:

3 — седло клапана; 4 — тарелка

Используются также шаровые и дроссельные обратные клапаны (рисунок 8.5). Обратные клапаны устанавливаются на расстоянии 2. 12 м от башмака. При спуске обсадных колонн значительной длины или хвостовиков устанавливаются два обратных клапана на расстоянии 8. 12 м друг от друга. В скважинах с возможными газопроявлениями обратные клапаны устанавливают вне зависимости от глубины спуска колонны во избежание газового выброса через колонну в процессе ее спуска и цементирования. Обратный клапан перед спуском в скважину опрессовывают на давление, в 1,5 раза превышающее его рабочее давление.

Читайте также: Клапан обратный межфланцевый пружинный cf8m

Так как обсадную колонну с обратным клапаном спускают порожней, то периодически (через 100. 200 м) следует доливать ее буровым раствором. Если этого не делать, наружное давление может достигнуть критической величины, угрожающей или смятию колонны, или прорыву обратного клапана.

Рисунок 8.5 Обратный дроссельный клапан:

1 — корпус; 2 — нажимное кольцо; 3 — разрезная шайба;

4 — резиновая диафрагма; 5 — упорное кольцо; 6 — шар;

7 — ограничитель; 8 — эластичная мембрана; 9 — дроссель

Видео:НИКОГДА НЕ ПОКУПАЙ обратный клапан НЕ ПОСМОТРЕВ ЭТО ВИДЕОСкачать

Ведущие бурильные трубы. Назначение и принцип действия.

Труба бурильная ведущая имеет в сечении квадратную, шестигранную или крестообразную форму с отверстием для прохода бурового раствора (рис. 18.1). Ведущая бурильная труба проходит сквозь расположенные на роторе вкладыши с роликами. Благодаря роликам ведущая бурильная труба по мере углубления скважины может перемещаться вниз сквозь вкладыш. Ротор, вкладыши и ведущая бурильная труба вращаются как единое целое. Условием бурения является вращение этой системы по часовой стрелке. При вращении в противоположную сторону труба вывинчивается.

Рис. 18.1. Трубы ведущие бурильные

Ведущая бурильная труба всегда является верхней секцией бурильной колонны. После того как скважина пробурена на глубину около 10 м, для удлинения трубы необходимо присоединить новое звено – этот процесс называется наращиванием колонны.

Конструктивно ведущие трубы выполняются в двух вариантах: сборными и цельными. Сборные включают в себя собственно трубу (штангу), верхний переводник для соединения с вертлюгом и нижний переводник для присоединения к бурильной колонне. Свободный конец верхнего переводника для соединения с вертлюгом снабжен левой замковой резьбой.

Наиболее часто используются трубы сборной конструкции квадратного сечения с размерами от 65х65 до 155х155мм.

Видео:⛲️Клапан обратный муфтовый латунный Genebre 3121. 🎥 Клапан пружинный | АРМАШОПСкачать

Обратный клапан для обсадной колонны

Обратные клапаны представляют собой широкий ряд инструментов, применяемых в различных сферах деятельности. Такие устройства обеспечивают возможность закачивать жидкость в одном направлении и предотвращают ее обратное проникновение. Среди сфер применения обратных клапанов – производство буровых работ, где они используются с целью исключения попадания из пласта воды, нефти или иных жидкостей.

Обратный клапан, применяемый для обсадных колон, выполняет функцию противодействия обратному поступлению раствора в бурильную колонну при проведении тампонирования скважины, а также позволяет облегчить вес бурильной трубы в момент ее погружения в раствор. Применение обратного клапана помимо этого помогает в промывке и очистке затрубного пространства от различного типа шлама. Положение обратного клапана в обсадной колонне находится над башмачным патрубком, внизу всей конструкции.

Несмотря на то, что все обратные клапаны выполняют одну и ту же функцию – обеспечивают возможность движения жидкости в одном направлении и блокируют ее поступление в обратном, принцип действия и сама конструкция таких устройств может существенно различаться. Сегодня мы рассмотрим базовую типологию обратных клапанов, которые отличаются по принципу действия и тому, каким образом реализовано запирающее устройство. Конкретный выбор обратного клапана для обсадных колон осуществляется на основе анализа условий спуска и проведения тампонажных работ.

Клапаны типа КОД (дифференциальные) применяются при разработке нефтегазовых месторождений и обеспечивают разделение составов с различными функциями (например, тампонажного и бурового раствора), разделяя объем внутри труб.

Бескорпусные клапаны также применяются в нефтегазовой промышленности для крепления скважин. Такой клапан устанавливается в муфту на стуке двух труб, герметизация пространства внутри трубы производится за счет подпружиненной тарелки.

Обратный клапан самозаполняющегося типа (КОС) также располагается нижней части колонны и предполагает возможность заполнения колонны буровым раствором без необходимости осуществления долива с целью исключения возможности смятия или поступления тампонажного состава в колонну после завершения комплекса мероприятий по цементированию.

Дроссельные обратные клапаны, как и остальные разновидности этого типа устройства, блокируют приток тампонажного состава или промывочной жидкости в колонну из затрубного пространства. Кроме того, такой тип обратного клапана выступает в качестве упора разделительной пробки.

Еще один вид обратного клапана – тарельчатый, представленный корпусом с муфтовыми соединениями, а также штоком, пружиной, тарелкой и седлом внутри него. Недостатком подобного устройства является увеличение времени, требуемого для спуска обсадной колонны в скважину, поскольку в процессе спуска необходимо периодически производить заполнение его промывочной жидкостью.

Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:

Видео:Обратный клапан для воды / Check valve for waterСкачать

Обратный клапан для бурильной колонны

Владельцы патента RU 2427702:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к обратным клапанам, используемым при бурении скважин для предотвращения зашламовывания забойного двигателя и перелива жидкости через бурильную колонну при наращивании бурильных труб в процессе бурения. Обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и более расширенные эксплуатационные возможности при минимальном перекрытии площади проходного канала. Обратный клапан содержит корпус с седлом, установленное в расточке поворотное запорное устройство, взаимодействующее с седлом и снабженное упругими элементами в виде двух пластинчатых пружин. Запорное устройство содержит два запорных элемента, выполненных из половин кольцевого цилиндра путем сечения каждой из них двумя взаимно перпендикулярными наклонными плоскостями, верхняя из которых выполнена под углом меньше 90° к плоскости окружности цилиндра, а боковая — под таким же углом к его оси. Верхние торцы запорных элементов, взаимодействующие с седлом, и их боковые поверхности, взаимодействующие между собой, покрыты эластомером. Узел фиксации запорных и упругих элементов в корпусе выполнен в виде закрепленного в расточке корпуса кольца. 5 ил.

Читайте также: Радиаторы отопления с клапаном для выпуска воздуха

При бурении скважин в затрубном пространстве бурильной колонны находится циркулирующая на поверхность промывочная жидкость с разрушенной породой — шламом, удельный вес которой больше, чем у жидкости, закачиваемой в скважину через бурильную колонну. При остановке циркуляции, например, при наращивании бурильных труб в процессе бурения, по закону сообщающихся сосудов возникает обратная циркуляция, при которой из затрубного пространства в бурильную колонну будет поступать промывочная жидкость со шламом, плотность которой больше плотности очищенной от шлама промывочной жидкости, нагнетаемой с поверхности и расположенной в бурильной колонне. При этом шлам, поступая снизу в забойный двигатель, заполняет зазоры между лопатками статора и ротора, заклинивая их, что при возобновлении бурения может вывести забойный двигатель из строя. Поэтому для предотвращения возникновения обратной циркуляции под ним в компоновке бурильной колонны устанавливают обратный клапан различных конструкций, наиболее распространенные среди которых шаровые и тарельчатые.

Известен «Клапан обратный» КО.178 (А.И.Кутепов и др. «Справочник-каталог по оборудованию и инструменту для предупреждения и ликвидации фонтанов», М.: «Недра», 1981 г., стр.39, рис.1.21), содержащий:

— корпус с неподвижно установленной в нем обоймой с продольными пазами,

— в которой подвижно размещен запорный элемент в виде капронового шара,

— взаимодействующего с седлом, неподвижно расположенным над шаром в обойме и герметично установленным в расточке корпуса,

— и с гнездом, подвижно установленным в продольных пазах обоймы под шаром.

В процессе нагнетания жидкости в скважину через бурильную колонну шар отжимается ею вниз на гнездо и жидкость проходит через известный клапан, омывая шар. При прекращении циркуляции шар всплывает вверх за счет разности плотностей жидкости и материала шара и, взаимодействуя с седлом, перекрывает проходное отверстие известного клапана.

Известный клапан невозможно применять при бурении на равновесии или депрессии, когда применяются облегченные (аэрированные) буровые растворы, плотность которых меньше плотности материала шара, что ограничивает его эксплуатационные возможности и является его недостатком.

Известен «Обратный клапан для бурильных колонн» (патент РФ №2011788, МПК 5 Е21В 21/10, 34/06, опубликовано: 30.04.1994), содержащий:

— корпус с резьбами на верхнем и нижнем концах и сквозным промывочным каналом,

— подвижный запорный элемент в виде тарелки, закрепленной на штоке, пропущенном через держатель, неподвижно установленный в полости корпуса;

— узел удержания запорного элемента в закрытом положении в виде пружины сжатия, установленной между держателем и тарелкой,

— седло, закрепленное в корпусе и взаимодействующее с запорным элементом,

— и элемент крепления седла в корпусе, выполненный в виде резьбовой втулки и элементом ее фиксации в виде резьбового кольца.

При отсутствии прямого потока тарелка пружиной прижимается к седлу, предотвращая поступление жидкости в компоновку бурильной колонны. При наличии прямого потока шар отжимается вниз, и жидкость через отверстие в седле уходит по кольцевому зазору, обтекая запорный элемент.

Главным недостатком известных обратных клапанов как шарового, так и тарельчатого типа, является их недолговечность, связанная с тем, что в открытом положении клапана запорное устройство находится в центре проходного канала, перекрывая собой значительную часть его площади. Поэтому в зоне расположения запорного устройства скорость потока резко возрастает, поток становится турбулентным, в результате чего возникают абразивный и кавитационный износ рабочих кромок седла и запорного элемента. Кроме того, из-за турбулентности и пульсаций потока жидкости запорный элемент начинает совершать хаотичные движения, которые также разрушают взаимодействующие между собой рабочие поверхности седла и запорного элемента. Суммарное воздействие перечисленных обстоятельств сокращает срок службы известных обратных клапанов.

Читайте также: Электромагнитный клапан топлива схема

Известен «Обратный клапан» (патент РФ №2023864, МПК 5 Е21В 33/14, 34/10, опубликовано: 30.11.1994), содержащий:

— трубу с резьбами на верхнем и нижнем концах и сквозным промывочным каналом,

— установленный в трубе составной корпус со ступенчатым центральным каналом, верхними и нижними радиальными каналами, перепускными каналами и седлом в нижней части,

— шарнирно закрепленный в нижней части корпуса подпружиненный запорный элемент в виде поворотной плашки, взаимодействующей с седлом и перекрывающей снизу центральный канал корпуса,

— перекрывающую втулку с цанговой концевой частью, установленную в центральном канале корпуса и связанную с корпусом срезным винтом,

— подпружиненные поршни, установленные в глухих каналах между верхними и нижними радиальными каналами с возможностью перекрытия нижних радиальных каналов корпуса в исходном положении,

— причем втулка выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности и установлена с возможностью сообщения верхних радиальных каналов с осевым каналом над втулкой через кольцевую проточку и перекрытия нижних радиальных каналов в крайнем нижнем положении.

В известном обратном клапане запорный элемент в виде поворотной плашки благодаря ее шарнирному креплению не перекрывает сечение центрального канала для прохода жидкости, однако его конструкция предназначена для бездоливного спуска обсадных колонн. Поэтому для того, чтобы перекрыть доступ жидкости из скважины в спускаемую колонну труб, необходимо сбросить в нее посыльный шар, от воздействия которого перекрываются перепускные каналы. Это обстоятельство не позволяет применять известный обратный клапан в компоновке бурильной колонны с забойным двигателем, поскольку последний перекрывает доступ посыльного шара к известному обратному клапану, который в связи с этим имеет ограниченные эксплуатационные возможности. Кроме того, известный обратный клапан обладает сложностью конструкции, что снижает надежность его работы.

Задачей изобретения является создание технического решения обратного клапана, лишенного перечисленных недостатков.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции обратного клапана, повышение надежности его работы и более расширенные эксплуатационные возможности при минимальном перекрытии площади проходного канала клапана запорным устройством.

Для достижения этого результата в известном обратном клапане, содержащем

— корпус с резьбами на верхнем и нижнем концах, имеющий центральный канал и седло в виде кольцевого уступа, выполненного в расточке центрального канала со стороны нижнего конца,

— установленное в расточке поворотное запорное устройство, взаимодействующее с седлом и снабженное упругими элементами, удерживающими запорное устройство в закрытом положении;

— узел фиксации запорного устройства и упругих элементов в корпусе,

— запорное устройство содержит два запорных элемента, выполненных из половин кольцевого цилиндра путем сечения каждой из них двумя взаимно перпендикулярными наклонными плоскостями, верхняя из которых выполнена под углом меньше 90° к плоскости окружности цилиндра, а боковая — под таким же углом к его оси;

— упругие элементы выполнены в виде двух пластинчатых пружин, верхний конец которых расположен в пазе, выполненном на цилиндрической поверхности в верхней части запорных элементов;

— узел фиксации запорных и упругих элементов в корпусе выполнен в виде закрепленного в нижней части расточки корпуса кольца, на верхнем торце которого выполнены пазы, в которых установлен ригель в виде пластины, взаимодействующей с пазами, выполненными на нижнем торце запорных элементов, а на цилиндрической поверхности выполнены диаметрально противоположные пазы, в которых установлены нижние концы пластинчатых пружин;

— причем верхние торцы запорных элементов, взаимодействующие с седлом, и их боковые поверхности, взаимодействующие между собой, покрыты эластомером.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен заявляемый обратный клапан при спуске в скважину, положение — закрыто, на фиг.2 — то же при циркуляции жидкости через клапан, положение — открыто, на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1, на фиг.4 — общий вид запорного элемента в 2-х проекциях, на фиг.5 — общий вид запорного элемента в аксонометрии.

Заявляемый обратный клапан (фиг.1) содержит корпус 1 с резьбами на верхнем 2 и нижнем 3 концах и центральным каналом 4, в котором выполнена расточка 5. Верхний уступ 6 расточки 5 является седлом, взаимодействующим с верхним торцем 7 запорных элементов 8, установленных в расточке 5 с возможностью поворота в вертикальной плоскости относительно опорной точки Б.

Запорные элементы 8 (фиг.4 и 5) выполнены из половин кольцевого цилиндра путем сечения каждой из них двумя взаимноперпендикулярными наклонными плоскостями В-В и Г-Г. Верхняя секущая плоскость В-В расположена под углом α Изобретение относится к области строительства нефтяных и газовых скважин, а именно к обратным клапанам, устанавливаемым на колонне труб, например обсадных. .