RU177288U1

RU177288U1 - BYPASS VALVE

Info

Publication number: RU177288U1
Application number: RU2017126435U
Authority: RU
Inventors: Расих Нафисович Файзуллин; Олег Александрович Дульский; Равиль Замилович Гараев; Айрат Алмазович Халимов; Алсу Ильдусовна Исмагилова
Original assignee: Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2018-02-15

Abstract

Полезная модель относится к ремонту и бурению нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения скважин. Перепускной клапан располагается выше расширяющей головки и ниже гидродомкрата и содержит полую корпусную втулку с цилиндрическим сужением и полый шток. Последний вставлен телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку и оснащен снизу ниппелем с наружным уплотнением. Это уплотнение выполнено в форме эластичного стакана с наружной проточкой в виде воротниковой манжеты с нижним и верхним упорами. Нижний упор зафиксирован на ниппеле, который перекрыт снизу заглушкой. Корпусная втулка и шток соединены соответственно с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом. Новым является то, что на ниппеле выполнены отверстия, расположенные между штоком и верхним упором манжеты наружного уплотнения. Верхний упор выполнен с гладкой цилиндрической внутренней стенкой и расположен на ниппеле с возможностью продольного перемещения. На ниппеле выполнены дополнительные отверстия, расположенные между верхним и нижним упорами. Применение предложенного перепускного клапана позволяет снизить его себестоимость.The utility model relates to the repair and drilling of oil and gas wells, in particular for isolating well complication zones. The bypass valve is located above the expansion head and below the hydraulic jack and contains a hollow body sleeve with a cylindrical narrowing and a hollow stem. The latter is inserted telescopically with the possibility of limited movement into the housing sleeve and is equipped with a bottom nipple with an external seal. This seal is made in the form of an elastic cup with an external groove in the form of a collar cuff with lower and upper stops. The lower stop is fixed on the nipple, which is blocked from below by a plug. The housing sleeve and the stem are connected respectively to the expanding head and the hydraulic jack. What is new is that the nipple has openings located between the stem and the upper stop of the outer seal cuff. The upper emphasis is made with a smooth cylindrical inner wall and is located on the nipple with the possibility of longitudinal movement. Additional holes are made on the nipple located between the upper and lower stops. The use of the proposed bypass valve allows to reduce its cost.

Description

Полезная модель относится к ремонту и бурению нефтяных и газовых скважин, в частности для изоляции зон осложнения скважин.The utility model relates to the repair and drilling of oil and gas wells, in particular for isolating well complication zones.

Известен перепускной клапан (патент RU 47949, МПК Е21В 21/10, опубл. 10.09.2005 г.), включающий корпус с радиальными отверстиями, верхним и нижним внутренними кольцевыми выступами, тарелку с осевым сквозным каналом, седло, фиксированное от проворота шпонкой и установленное с возможностью возвратно-поступательного ограниченного движения относительно корпуса, при этом тарелка и седло снабжены взаимообращенными рабочими поверхностями, уплотнительные элементы и установленный в корпусе клапана соосно с радиальными отверстиями фильтр, кроме того, тарелка установлена жестко между верхним и нижним внутренними кольцевыми выступами корпуса, при этом в транспортном положении седло соединено с корпусом срезным элементом, а в рабочем герметично перекрывает радиальные отверстия корпуса, при этом тарелка снабжена наружной цилиндрической рабочей поверхностью, а седло - внутренней цилиндрической рабочей поверхностью, которые выполнены с возможностью взаимного перекрытия. Недостатками данной конструкции является то, что клапан нельзя использовать многократно, а также что перекрываются только радиальные отверстия, а центральный канал остается не перекрытым.Known bypass valve (patent RU 47949, IPC ЕВВ 21/10, publ. 09/10/2005), comprising a housing with radial holes, upper and lower inner annular protrusions, a plate with an axial through channel, a seat fixed from turning by a key and installed with the possibility of reciprocating limited movement relative to the housing, while the plate and seat are provided with mutually reversed working surfaces, sealing elements and a filter installed in the valve body coaxially with radial holes, in addition, and it is mounted rigidly between the upper and lower inner annular protrusions of the housing, while in the transport position the saddle is connected to the housing by a shear element, and in the worker hermetically covers the radial holes of the housing, while the plate is provided with an external cylindrical working surface, and the saddle with an internal cylindrical working surface, which are made with the possibility of mutual overlap. The disadvantages of this design is that the valve cannot be used repeatedly, and also that only radial openings overlap, and the central channel remains not blocked.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является перепускной клапан (патент RU 2560035, МПК Е21В 34/12, опубл. 20.08.2015 г.), расположенный выше расширяющей головки и ниже гидродомкрата и содержащий полую корпусную втулку с цилиндрическим сужением и полый шток, вставленный телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку и оснащенный снизу ниппелем с наружным уплотнением, выполненным в форме эластичного стакана с наружной проточкой в виде воротниковой манжеты с нижним и верхним упорами, причем нижний упор зафиксирован на ниппеле, причем ниппель перекрыт снизу заглушкой, причем корпусная втулка и шток соединены соответственно с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом. В этом перепускном клапане на полом штоке имеются наклонные отверстия, сообщающие внутреннее пространство корпусной втулки и внутреннее пространство штока. При этом верхний упор уплотнения выполнен с продольными каналами на внутренней стенке. Выполнение наклонных отверстий на массивной детале - полом штоке производится на координатно-расточном станке, оборудованном грузоподъемным механизмом. Изготовление верхнего упора производится на строгальном станке для выполнения продольных каналов (пазов) на внутренней стенке. Выполнение наклонных отверстий и продольных каналов усложняют конструкцию устройства.Closest to the proposed device is a bypass valve (patent RU 2560035, IPC ЕВВ 34/12, publ. 08/20/2015), located above the expansion head and below the hydraulic jack and containing a hollow body sleeve with cylindrical constriction and a hollow rod inserted telescopically with the possibility of limited movement into the housing sleeve and equipped with a bottom nipple with an external seal made in the form of an elastic cup with an external groove in the form of a collar cuff with lower and upper stops, the lower stop being fixed the pin, the pin being blocked by the bottom cap, wherein the carcass sleeve and the rod are respectively connected with the spreading head and the hydraulic jack. In this relief valve, the hollow stem has slanted openings communicating the interior of the body sleeve and the interior of the stem. In this case, the upper emphasis of the seal is made with longitudinal channels on the inner wall. The execution of inclined holes on a massive part - a hollow rod is carried out on a coordinate boring machine equipped with a lifting mechanism. The manufacture of the upper stop is carried out on a planing machine to perform longitudinal channels (grooves) on the inner wall. The implementation of inclined holes and longitudinal channels complicate the design of the device.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства.The objective of the utility model is to simplify the design of the device.

Техническая задача решается тем, что в перепускном клапане, расположенным выше расширяющей головки и ниже гидродомкрата и содержащим полую корпусную втулку с цилиндрическим сужением и полый шток, вставленный телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку и оснащенный снизу ниппелем с наружным уплотнением, выполненным в форме эластичного стакана с наружной проточкой в виде воротниковой манжеты с нижним и верхним упорами, причем нижний упор зафиксирован на ниппеле, причем ниппель перекрыт снизу заглушкой, причем корпусная втулка и шток соединены соответственно с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом, новым является то, что на ниппеле выполнены отверстия, расположенные между штоком и верхним упором манжеты наружного уплотнения, причем верхний упор выполнен с гладкой цилиндрической внутренней стенкой и расположен на ниппеле с возможностью продольного перемещения, причем на ниппеле выполнены дополнительные отверстия, расположенные между верхним и нижним упорами.The technical problem is solved in that in the bypass valve located above the expanding head and below the hydraulic jack and containing a hollow body sleeve with cylindrical constriction and a hollow rod inserted telescopically with limited movement in the body sleeve and equipped with a bottom nipple with an external seal made in the form of an elastic cups with an external groove in the form of a collar cuff with lower and upper stops, the lower stop being fixed on the nipple, and the nipple is blocked from below by a plug, what is the case sleeve and the rod are connected respectively to the expanding head and the hydraulic jack, the new is that the nipple has holes located between the rod and the upper stop of the outer seal cuff, and the upper stop is made with a smooth cylindrical inner wall and is located on the nipple with the possibility of longitudinal movement, and on the nipple made additional holes located between the upper and lower stops.

На фигуре изображен общий вид устройства в продольном разрезе.The figure shows a General view of the device in longitudinal section.

Перепускной клапан содержит полую корпусную втулку 1 (фиг. 1) с цилиндрическим сужением 2 и полый шток 3. Последний вставлен телескопически с возможностью ограниченного перемещения в корпусную втулку 1 и оснащен снизу ниппелем 4 с наружным уплотнением 5. Это уплотнение выполнено в форме эластичного стакана с наружной проточкой 6 в виде воротниковой манжеты 7 с нижним 8 и верхним 9 упорами. Нижний упор 8 зафиксирован на ниппеле 4, который перекрыт снизу заглушкой 10. Корпусная втулка 1 и шток 3 соединены соответственно с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом (на фигуре не показаны). На ниппеле 4 выполнены отверстия 11, расположенные между штоком 3 и верхним упором 9 манжеты 7 наружного уплотнения. Верхний упор 9 выполнен с гладкой цилиндрической внутренней стенкой 12 и расположен на ниппеле 4 с возможностью продольного перемещения путем выполнения прилегающих друг к другу стенок по скользящей посадке. На ниппеле 4 выполнены дополнительные отверстия 13, расположенные между верхним 9 и нижним 8 упорами.The bypass valve contains a hollow body sleeve 1 (Fig. 1) with a cylindrical constriction 2 and a hollow stem 3. The latter is inserted telescopically with limited movement in the body sleeve 1 and is equipped with a nipple 4 with an external seal 5. The seal is made in the form of an elastic cup with outer groove 6 in the form of a collar cuff 7 with the lower 8 and upper 9 stops. The lower stop 8 is fixed on the nipple 4, which is blocked from below by a plug 10. The housing sleeve 1 and the stem 3 are connected respectively to the expanding head and a hydraulic jack (not shown in the figure). On the nipple 4, holes 11 are made, located between the stem 3 and the upper stop 9 of the cuff 7 of the outer seal. The upper emphasis 9 is made with a smooth cylindrical inner wall 12 and is located on the nipple 4 with the possibility of longitudinal movement by performing adjacent walls along a sliding fit. On the nipple 4 there are additional openings 13 located between the upper 9 and lower 8 stops.

Перепускной клапан работает следующим образом. С помощью резьбы 14 корпусной втулки 1 и резьбы 15 полого штока 3 перепускной клапан соединяют с расширяющей головкой и гидравлическим домкратом соответственно и на колонне труб в сборе с профильным перекрывателем спускают в скважину. Затем ориентируют в интервале установки, создают избыточное гидравлическое давление в системе для расширения профильного перекрывателя до фиксации его в скважине и отсоединяют инструмент. Затем, прокачивая через инструмент промывочную жидкость, начинают осевое перемещение вниз до упора расширяющей головки в резьбовое соединение профильного перекрывателя. В процессе спуска промывочная жидкость через отверстия 11 ниппеля 4 попадает в пространство между наружным уплотнением 5 и внутренней поверхностью корпусной втулки 1. После посадки расширяющей головки на резьбовое соединение профильного перекрывателя корпусная втулка 1 останавливается, а полый шток 3 с соединенным с ним ниппелем 4 продолжает телескопически перемещаться вниз относительно корпусной втулки 1 в пределах допустимого хода. Наружное уплотнение 5, зафиксированное на ниппеле 4 нижним упором 8, сопрягается с внутренней поверхностью 16 цилиндрического сужения 2, перекрывая при этом проходное кольцевое сечение клапана. После достижения ниппелем 4 нижнего крайнего положения уплотнение 5, входя в цилиндрическое сужение 2 корпусной втулки 1, уменьшается в диаметре. Из-за этого увеличивается длина уплотнения 5, и связанный с ним верхний упор 9 перемещается вверх, т.к. он установлен на ниппеле 4 с возможностью продольного перемещения. Таким образом, упор 9 закрывает отверстия 11 на ниппеле 4, и промывочная жидкость через дополнительные отверстия 13 давит на внутреннею поверхность уплотнения 5, прижимая это уплотнение к внутренней поверхности 16 цилиндрического сужения 2. Далее давление промывочной жидкости (создаваемое насосом) начинает воздействовать только на поршни гидравлического домкрата, который находится выше перепускного клапана. Переток жидкости через центральный канал ниппеля 4 исключается за счет заглушки 10. Под действием осевого усилия гидравлического домкрата расширяющая головка раздает резьбовое соединение, затем давление сбрасывают и продолжают спуск инструмента до следующего резьбового соединения. Под действием веса оборудования, закрепленного ниже корпусной втулки 1, клапан возвращается в исходное положение.The bypass valve operates as follows. Using the thread 14 of the body sleeve 1 and the thread 15 of the hollow stem 3, the bypass valve is connected to the expanding head and the hydraulic jack, respectively, and lowered into the well on the pipe string assembly with the profile shutoff. Then they orient in the installation interval, create excess hydraulic pressure in the system to expand the profile overlap until it is fixed in the well, and the tool is disconnected. Then, pumping flushing fluid through the tool, they begin axial movement down to the stop of the expanding head in the threaded connection of the profile overlap. During the descent, the flushing fluid through the openings 11 of the nipple 4 enters the space between the outer seal 5 and the inner surface of the housing sleeve 1. After the expansion head is mounted on the threaded connection of the profile overlap, the housing sleeve 1 stops, and the hollow rod 3 with the nipple 4 connected to it continues telescopically move down relative to the housing sleeve 1 within the permissible stroke. The outer seal 5, fixed on the nipple 4 with the lower stop 8, mates with the inner surface 16 of the cylindrical narrowing 2, while blocking the annular passage section of the valve. After reaching the lower extreme position with the nipple 4, the seal 5, entering the cylindrical narrowing 2 of the housing sleeve 1, decreases in diameter. Because of this, the length of the seal 5 increases, and the associated upper stop 9 moves upward, because it is mounted on the nipple 4 with the possibility of longitudinal movement. Thus, the stop 9 closes the holes 11 on the nipple 4, and the flushing fluid through additional holes 13 presses on the inner surface of the seal 5, pressing this seal against the inner surface 16 of the cylindrical constriction 2. Further, the pressure of the flushing fluid (created by the pump) begins to act only on the pistons hydraulic jack, which is located above the bypass valve. The flow of fluid through the central channel of the nipple 4 is eliminated by the plug 10. Under the action of the axial force of the hydraulic jack, the expanding head distributes a threaded connection, then the pressure is released and the tool continues to lower to the next threaded connection. Under the influence of the weight of the equipment, fixed below the housing sleeve 1, the valve returns to its original position.

В прототипе наклонные отверстия и продольные каналы на деталях (на полом штоке и верхнем упоре) выполняются на специальных координатно-расточных и строгальных станках. В предлагаемом устройстве на полом штоке отсутствуют наклонные отверстия, а на внутренней стенке верхнего упора - продольные каналы. На малогабаритной детали предлагаемого устройства, а именно на ниппеле выполнены отверстия, которые сверлятся на обычных сверлильных станках. Поэтому в предлагаемой полезной модели, по сравнению с прототипом, упрощается конструкция.In the prototype, inclined holes and longitudinal channels on the parts (on the hollow rod and the upper stop) are performed on special coordinate-boring and planing machines. In the proposed device, there are no inclined holes on the hollow stem, and longitudinal channels are on the inner wall of the upper stop. On the small part of the proposed device, namely the nipple, holes are made that are drilled on conventional drilling machines. Therefore, the proposed utility model, in comparison with the prototype, simplifies the design.

Перечень использованной информации: патент RU на полез. модель 47949, МПК Е21В 21/10, опубл. 10.09.2005 г. и патент RU на изобр. 2560035, МПК Е21В 34/12, опубл. 20.08.2015 г.List of information used: RU patent for useful. Model 47949, IPC Е21В 21/10, publ. September 10, 2005, and RU patent on fig. 2560035, IPC Е21В 34/12, publ. 08/20/2015 g.

Claims

The bypass valve located above the expansion head and below the hydraulic jack and containing a hollow body sleeve with cylindrical constriction and a hollow rod inserted telescopically with limited movement in the body sleeve and equipped with a bottom nipple with an external seal made in the form of an elastic cup with an external groove in the form of a collar cuffs with lower and upper stops, the lower stop being fixed on the nipple, and the nipple is blocked from below by a plug, and the housing sleeve and stem are connected respectively, with an expanding head and a hydraulic jack, characterized in that the nipple has openings located between the stem and the upper stop of the outer seal cuff, the upper stop being made with a smooth cylindrical inner wall and is located on the nipple with the possibility of longitudinal movement, and additional nipples are made holes located between the upper and lower stops.