RU2754743C1 - Casing valve - Google Patents
Casing valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754743C1 RU2754743C1 RU2021107902A RU2021107902A RU2754743C1 RU 2754743 C1 RU2754743 C1 RU 2754743C1 RU 2021107902 A RU2021107902 A RU 2021107902A RU 2021107902 A RU2021107902 A RU 2021107902A RU 2754743 C1 RU2754743 C1 RU 2754743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seat
- saddle
- casing
- valve
- channels
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Lift Valve (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к цементированию обсадных колонн.The invention relates to the oil industry, in particular to the cementing of casing strings.
Известен клапан для обсадной колонны (патент на полезную модель RU № 38193, МПК Е21В 34/10, 33/08, опубл. 27.05.2004, Бюл. № 15), содержащий корпус, ограничитель с осевым и боковыми каналами, втулку, установленную в осевом канале ограничителя на срезных элементах сверху с возможностью герметичного перекрытия боковых каналов. Ограничитель установлен в корпус с возможностью ограниченного осевого перемещения, при этом втулка снабжена соответствующими боковым каналам ограничителя радиальными отверстиями с частичным взаимным перекрытием и оснащена снизу заглушкой, а сверху – кольцевым выступом с каналами, причем кольцевой выступ зафиксирован в корпусе. Known valve for casing (utility model patent RU No. 38193, IPC Е21В 34/10, 33/08, publ. 05/27/2004, bull. No. 15), containing a body, a stop with axial and side channels, a sleeve installed in axial channel of the limiter on the shear elements from above with the possibility of hermetically closing the side channels. The limiter is installed in the body with the possibility of limited axial movement, while the sleeve is equipped with radial holes with partial mutual overlap corresponding to the lateral channels of the limiter and is equipped with a plug at the bottom, and an annular protrusion with channels on top, and the annular protrusion is fixed in the body.
Недостатками данной конструкции клапана являются:The disadvantages of this valve design are:
- во-первых, проходные каналы для заполнения колонны во время спуска имеют маленькую площадь, что может вызвать эффект «поршневания». Также они могут забиться шламом в процессе спуска;- firstly, the passageways for filling the string during the run have a small area, which can cause the effect of "pistoning". They can also become clogged with sludge during the descent process;
- во-вторых, есть вероятность того, что ограничитель после сброса давления внутри колонны не полностью поднимется вверх до кольцевого выступа. В результате чего боковые каналы могут остаться частично открыты и цемент из затрубного пространства опять попадет внутрь обсадной колонны, что приведет к некачественному цементированию обсадной колонны, либо придется на время операции затвердевания цемента держать колонну под давлением.- secondly, there is a possibility that the restrictor, after the pressure is released inside the string, will not fully rise up to the annular ledge. As a result, the side channels may remain partially open and the cement from the annulus will again fall into the casing, which will lead to poor-quality cementing of the casing, or it will be necessary to keep the casing under pressure during the cement hardening operation.
Наиболее близким по технической сущности является клапан для обсадных колонн (патент RU № 2335619, МПК Е21В 34/06, 33/14, опубл. 10.10.2008, Бюл. № 28), включающий ограничитель с седлом и боковыми каналами, втулку, имеющую возможность герметичного перекрытия боковых каналов ограничителя. Ограничитель заглушен снизу и соединен с обсадной колонной. Обсадная колонна 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 с верхней плоскостью седла ограничителя и герметичного перекрытия боковых каналов ограничителя снаружи. Для герметичного перекрытия изнутри боковых каналов ограничителя применена продавочная пробка с герметизирующей головкой снизу и кольцевой выборкой, выполненной на внутренней поверхности в верхней части ограничителя. Кольцевая выборка ограничителя фиксирует герметизирующую головку продавочной пробки в ограничителе после взаимодействия нижнего торца герметизирующей головки продавочной пробки с заглушкой ограничителя.The closest in technical essence is a valve for casing strings (patent RU No. 2335619, IPC Е21В 34/06, 33/14, publ. 10.10.2008, bull. No. 28), including a stopper with a seat and side channels, a sleeve that tight overlap of the side channels of the limiter. The restrictor is plugged from the bottom and connected to the casing. The casing string is equipped from the bottom with a lower coupling, provided at the bottom from the inside with a cylindrical recess, into which a hollow shank is inserted with the possibility of axial movement upwards, fixed in the lower position with shear pins. The sleeve is rigidly installed in the upper end of the hollow shank and has the ability to interact in the upper position with the upper plane of the seat of the limiter and hermetically overlap the side channels of the limiter from the outside. For a tight shut-off from the inside of the side channels of the limiter, a displacement plug with a sealing head from the bottom and an annular recess made on the inner surface in the upper part of the limiter is used. The annular recess of the restrictor fixes the sealing head of the displacement plug in the restrictor after the interaction of the lower end of the sealing head of the squeezing plug with the restrictor plug.
Недостатками данной конструкции клапана являются:The disadvantages of this valve design are:
- во-первых, ненадежная посадка продавочной пробки в ограничитель, что может привести к срыву пробки из ограничителя после сброса давления внутри обсадной колонны и заполнению низа колонны цементом из затрубного пространства;- firstly, unreliable seating of the squeezing plug into the restrictor, which can lead to breakage of the plug from the restrictor after the pressure inside the casing is released and the bottom of the casing is filled with cement from the annulus;
- во-вторых, ненадежное крепление хвостовика на срезных штифтах, выполняющего роль направляющего башмака всей обсадной колонны, с вероятностью преждевременного среза штифтов при спуске обсадной колонны в скважину, при встрече всевозможных уступов и каверн, что может привести к проблеме заполнения колонны во время спуска.- secondly, unreliable attachment of the liner on the shear pins, which acts as a guide shoe for the entire casing, with the likelihood of premature shearing of the pins when running the casing into the well, when meeting all kinds of ledges and caverns, which can lead to the problem of filling the casing during running.
Технической задачей является создание надежной и простой конструкции клапана для обсадной колонны, позволяющей гарантированно заполнять обсадную колонну внутрискважинной жидкостью во время спуска, эффективно производить операцию цементирования и герметично перекрывать низ колонны после цементирования.The technical challenge is to create a reliable and simple valve design for the casing, which allows guaranteed filling of the casing with downhole fluid during running, efficiently performing the cementing operation and hermetically closing the bottom of the casing after cementing.
Техническая задача решается клапаном для обсадной колонны, включающим корпус с осевым каналом, седло с осевым и боковыми каналами и ограничительную втулку.The technical problem is solved by a casing valve, which includes a body with an axial channel, a saddle with axial and side channels, and a restricting sleeve.
Новым является то, что боковые каналы седла выполнены радиальными, внутренняя полость корпуса оснащена кольцевой выборкой, сообщающей верхнюю и нижнюю внутренние полости клапана через радиальные каналы седла, и кольцевой проточкой, при этом седло снабжено выступами на нижнем торце, оснащено стопорным кольцом и зафиксировано срезными штифтами с возможностью ограниченного продольного перемещения вниз при посадке продавочной пробки и фиксации в кольцевой проточке, а в нижней части седла установлены уплотнительные элементы, имеющие возможность герметичного перекрытия радиальных каналов седла, причем ограничительная втулка снабжена впадинами и оснащена кольцевым уступом, ограничивающим перемещение седла вниз.The novelty is that the side channels of the seat are radial, the internal cavity of the body is equipped with an annular recess communicating the upper and lower internal cavities of the valve through the radial channels of the seat, and an annular groove, while the seat is equipped with protrusions on the lower end, is equipped with a retaining ring and is fixed with shear pins with the possibility of limited longitudinal movement downward when the squeezing plug is seated and fixed in the annular groove, and in the lower part of the saddle there are sealing elements that can tightly overlap the radial channels of the saddle, and the restricting sleeve is equipped with depressions and is equipped with an annular shoulder limiting the saddle movement downward.
На фиг.1 изображен предлагаемый клапан для обсадной колонны в транспортном положении с частичным продольным разрезом.Figure 1 shows the proposed valve for the casing in the transport position with a partial longitudinal section.
На фиг. 2 изображен вид снизу.FIG. 2 is a bottom view.
На фиг. 3 изображен предлагаемый клапан для обсадной колонны в рабочем положении с частичным продольным разрезом.FIG. 3 shows the proposed casing valve in working position with a partial longitudinal section.
Клапан для обсадной колонны включает корпус 1 (фиг. 1, 2) с осевым каналом 2, седло 3 с осевым 4 и боковыми каналами 5 и ограничительную втулку 6.The valve for the casing includes a body 1 (Fig. 1, 2) with an
Боковые каналы 5 седла 3 выполнены радиальными (далее – радиальные каналы). Внутренняя поверхность корпуса 1 оснащена кольцевой выборкой 7, сообщающей верхнюю и нижнюю внутренние полости клапана через радиальные каналы 5 седла 3 в процессе спуска обсадной колонны, и кольцевой проточкой 8. При этом седло 3 снабжено выступами 9 на нижнем торце, оснащено стопорным кольцом 10 и зафиксировано срезными штифтами 11 (фиг. 1) с возможностью ограниченного продольного перемещения седла 3 (фиг. 1, 2) вниз при посадке продавочной пробки 12 (фиг. 2) и фиксации в кольцевой проточке 8 (фиг. 1, 2) корпуса 1 стопорным кольцом 10. Таким образом после посадки продавочной пробки 12 (фиг. 2) и среза штифтов 11 (фиг. 1) седло 3 (фиг. 1, 2) перемещается вниз и фиксируется (стопорится) в кольцевой проточке 8 корпуса 1, надежно фиксируя седло 3 в этом положении. В нижней части седла 3 установлены уплотнительные элементы 13 (фиг. 1-3), имеющие возможность герметичного перекрытия радиальных каналов 5 (фиг. 1, 2) седла 3. При этом за счет уплотнительных элементов 13, например, изготовленных из маслобензостойкой резины, (фиг. 1-3) обеспечивается герметичность перекрытия верхней и нижней внутренней полости клапана. Исключается осевое вращение седла 3 (фиг. 1, 2). Причем ограничительная втулка 6 снабжена впадинами 14 и оснащена кольцевым уступом 15, ограничивающим перемещение седла 3 вниз. При движении вниз седло 3 с выступами 9 нижним торцом упирается во впадины 14, которые при разбуривании седла 3 предотвращают его осевое вращение.The
Клапан для обсадной колонны работает следующим образом.The casing valve works as follows.
Клапан для обсадной колонны в составе обсадной колонны (на фиг. 1-3 не показана) спускается в скважину. В процессе спуска обсадная колонна заполняется внутрискважинной жидкостью через осевой канал 2 (фиг. 1, 2) корпуса 1, далее попадает в кольцевую выборку 7 и через радиальные каналы 5 седла 3. По достижении заданного интервала скважины начинают операцию цементирования по известной технологии. Закачивают расчетное количество цементного раствора, затем сбрасывают продавочную пробку 12 (фиг. 2) и начинают продавку цементного раствора в затрубное пространство. По достижении продавочной пробкой 12 седла 3 она попадает в осевой канал 4 седла 3, перекрывает боковые каналы 5, при этом происходит увеличение гидравлического давления внутри обсадной колонны и при определенном (расчетном) давлении происходит срез штифтов 11 (фиг. 1). Седло 3 с продавочной пробкой 12 (фиг. 2) при этом перемещаются вниз до упора седла 3 в кольцевой уступ 15 ограничительной втулки 6. Кроме того происходит герметичное перекрытие радиальных каналов 5 от осевого канала 2 корпуса 1 уплотнительными элементами 13 (фиг. 3). А стопорное кольцо 10 (фиг. 2) седла 3 стопорится в соответствующей кольцевой проточке 8 корпуса 1, надежно фиксируя при этом седло 3 от осевого перемещения. Таким образом получают давление «стоп». После этого сбрасывают давление внутри обсадной колонны и проверяют, держит ли седло 3 давление, создаваемое цементным раствором в затрубном пространстве. После этого колонну оставляют на операцию застывания цементного раствора.A casing valve in the casing (not shown in FIGS. 1-3) is run into the well. In the process of running, the casing string is filled with downhole fluid through the axial channel 2 (Figs. 1, 2) of the
Если по технологии требуется разбурить клапан, то на колонне бурильных труб спускают долото и разбуривают клапан (для этого он должен быть изготовлен из легкоразбуриваемого материала). Прокручивание седла 3 вокруг своей оси исключается благодаря тому, что седло 3 снабжено на нижнем торце выступами 9 (фиг. 1), которые попадают в соответствующие впадины 14 ограничительной втулки 6.If the technology requires drilling a valve, then a bit is lowered on the drill string and the valve is drilled out (for this it must be made of an easily drillable material). The rotation of the
Предлагаемый клапан для обсадной колонны имеет простую и надежную конструкцию, позволяет гарантированно заполнять обсадную колонну внутрискважинной жидкостью во время спуска, эффективно производить операцию цементирования и герметично перекрывать низ колонны после цементирования.The proposed casing valve has a simple and reliable design, allows for guaranteed filling of the casing with downhole fluid during running, efficiently performing the cementing operation and hermetically closing the bottom of the casing after cementing.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107902A RU2754743C1 (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Casing valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021107902A RU2754743C1 (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Casing valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2754743C1 true RU2754743C1 (en) | 2021-09-07 |
Family
ID=77669923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021107902A RU2754743C1 (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Casing valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2754743C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2604577B2 (en) * | 1975-04-23 | 1978-03-16 | Halliburton Co., Duncan, Okla. (V.St.A.) | Device for cementing boreholes |
RU38193U1 (en) * | 2003-10-28 | 2004-05-27 | ЗАО "РИТЭК-Внедрение" | CASE VALVE |
RU60608U1 (en) * | 2006-08-31 | 2007-01-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | CASE VALVE |
RU2335619C2 (en) * | 2006-05-24 | 2008-10-10 | ООО "Татнефть-Бурение" | Casing pipe valve |
CN110374548A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | Combined tool of toe end sliding sleeve and well cementation rubber plug and using method thereof |
RU202002U1 (en) * | 2020-08-07 | 2021-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ООО "РИТЭК") | ACTIVATION VALVE |
-
2021
- 2021-03-25 RU RU2021107902A patent/RU2754743C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2604577B2 (en) * | 1975-04-23 | 1978-03-16 | Halliburton Co., Duncan, Okla. (V.St.A.) | Device for cementing boreholes |
RU38193U1 (en) * | 2003-10-28 | 2004-05-27 | ЗАО "РИТЭК-Внедрение" | CASE VALVE |
RU2335619C2 (en) * | 2006-05-24 | 2008-10-10 | ООО "Татнефть-Бурение" | Casing pipe valve |
RU60608U1 (en) * | 2006-08-31 | 2007-01-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | CASE VALVE |
CN110374548A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | Combined tool of toe end sliding sleeve and well cementation rubber plug and using method thereof |
RU202002U1 (en) * | 2020-08-07 | 2021-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ООО "РИТЭК") | ACTIVATION VALVE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9835008B2 (en) | Method and apparatus for retaining weighted fluid in a tubular section | |
AU2014377739A1 (en) | Method and apparatus for retaining weighted fluid in a tubular section | |
RU2754743C1 (en) | Casing valve | |
RU2745147C1 (en) | Method of securing a hidden casing string of a borehole with rotation and cementing of the zone above the productive formation | |
CN114645687B (en) | Blowout preventer adopting composite setting mode | |
RU162003U1 (en) | COUPLING CONTROL COUPLING | |
RU2303116C1 (en) | All-purpose valve for downhole motor | |
RU2321726C1 (en) | Casing pipe cementing collar | |
RU2400618C1 (en) | Device for stage cementing of casing pipe | |
RU2398952C1 (en) | Shoe-valve for installation of profile tail piece in well | |
RU46296U1 (en) | COUPLING COUPLING COUPLING | |
RU2760447C1 (en) | Shut-off valve for casing string | |
RU2367773C1 (en) | Well cementing device | |
RU2748080C1 (en) | Casing string valve | |
RU63848U1 (en) | BOOT FOR INSTALLING A PROFILE INTERIOR BUTTON IN A WELL | |
RU2809392C1 (en) | Device for running and cementing liner with rotation | |
CN112211589B (en) | Well cementation device and method for graded cementing of highly deviated well and horizontal well | |
RU38193U1 (en) | CASE VALVE | |
SU1298334A2 (en) | Check valve for drilling string | |
RU216218U1 (en) | Hydraulic collar packer | |
RU96605U1 (en) | CHECK VALVE | |
RU2760110C1 (en) | Collar for stage cementing of casing string in a well | |
WO2022001102A1 (en) | Staged cementing device and staged cementing method | |
RU50593U1 (en) | CASE VALVE | |
RU196581U1 (en) | COUPLING COUPLING |