Введение

Среди важнейших видов промышленной продукции, объемы производства которой определяют современное состояние и уровень развития материально-технической базы той или иной страны, одно из главных мест отводится производству и потреблению нефтепродуктов, а также добыче нефти и газа.

В связи с тем, что запасы не безграничны, а оставшиеся запасы скрыты глубоко в недрах земли, приходится углубляться в недра, для этого приходится придумывать новые обсадные колонны, готовые выдержать то давление и температуру,что на них действует глубоко под землей. Для новых обсадных колонн необходимо новое оснащение и в связи с этим я привел новый патентный обратный цементеровочный клапан.

1. Определение обратного клапана

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 принципу действия обратные клапаны разделяют на три основные группы: исключающие перемещение жидкости из заколонного пространства в колонну; обеспечивающие самозаполнение обсадной колонны жидкостью при опре­деленном перепаде давления на клапан, но исключающие обратную циркуляцию жидкости; обеспечивающие постоянное заполнение обсадной колонны и позво­ляющие вести ее промывку методом обратной циркуляции.

2. Виды обратного клапана

2.1 Тарельчатый обратный клапан

Тарельчатый обратный клапан (рис. 1) состоит из корпуса 5 с муфтовыми резьбами по ГОСТ 632–80, седла 4, тарелки 3, штока 2 и пружины 1.

Рис. 1. Тарельчатый обратный клапан для обсадных колонн: 1 – пружина; 2 – шток; 3 – тарелка; 4 – седло; 5 – корпус.

В собранном виде клапан подвергается пробному давлению водой, равному 1,5 р_р в течение 10 мин. Течь между тарелкой и седлом не допускается. При использовании клапанов тарельчатого типа время спуска обсадной колонны несколько увеличивается из-за необходимости ее периодического заполнения промывочной жидкостью.

2.2 Клапаны обратные дроссельные типов цкод

Клапаны обратные дроссельные типов ЦКОД (рис. 2) (ЦКОД-1 и ЦКОД-2) 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.

Рис. 2. Клапаны обратные дроссельные: а – типа ЦКОД-1; 1 – корпус; 2 – кольцо нажимное; 3 – цементный стакан; 4 – шайба разрезная; 5 – диафрагма; 6 – втулка; 7 шар; 8 – ограничитель; 9 – мембрана; 10 – дроссель; б – типа ЦКОД-2; 1 – корпус; 2 – кольцо нажимное; 3 – шайба разрезная; 4 – диафрагма; 5 – кольцо упорное; 6 – шар; 7 – ограничитель; 8 – мембрана; 9 – дроссель

Основные параметры обратных клапанов типа ЦКОД (с треугольной резьбой) и типа ЦКОД-Т (с трапецеидальной резьбой типа ОТТМ) приведены в табл. 1 и 2

Таблица 1 Технические характеристики обратных клапанов дроссельного типа ЦКОД

Тип клапана	Условный диаметр обсадной трубы, мм	Диаметр шара d, мм	Диаметр отверстия дросселя, мм	Наружный диаметр клапана D,мм	ДлинаL, мм	Масса, кг
ЦКОД-114-1	114	45	10	133	290	10
ЦКОД -127-1	127			146	330	14,0
ЦКОД -140-1	140	76		159	350	17,0
ЦКОД -146-1	146			166		19,8
ЦКОД -168-1	168			188		25,0
ЦКОД -178-1	178		20	198	325	325
ЦКОД -194-1	194			216		32,2
ЦКОД -219-2	219			245	318	39,0
ЦКОД -245-2	245			270	365	57,2
ЦКОД -273-2	273			299	340	58,6
ЦКОД -299-2	299			324	345	66,3

Таблица 2 Технические характеристики обратных клапанов типа ЦКОД-Т

Показатель	ЦКОД-Т140,  ЦКОД -Т140-ОТТМ,  ЦКОД -Т140- ОТТГ	ЦКОД -Т146, ЦКОД -Т146-ОТТМ,  ЦКОД -Т146- ОТТГ	ЦКОД -Т168,  ЦКОД -Т168-ОТТМ,  ЦКОД -Т168- ОТТГ	ЦКОД- Т245	ЦКОД- Т324
Максимальное рабочее давление, МПа	25,0	25,0	25,0	13,0	10,0
Условный диаметр обсадных труб, мм	140	146	168	245	324
Наружный диаметр, мм	159	166	188	270	351
Внутренний диаметр корпуса клапана, мм	118,7	124,7	144,1	220,0	300,0
Диаметр шара, мм	75,0	75,0	75,0	75,0	75,0
Высота клапана, мм	360	360	360	400	400
Диаметр центрального отверстия, мм	70	70	80	120	160
Масса, кг:       ОТТМ        ОПТ	17,8  19,3	19,2  21,0	23,0  24,0	62 —	92  —

Диаметр отверстия в диафрагме выбирают так, чтобы гидродинамическое давление, возникающее при перемещении колонны, было заведомо меньше опас­ного предела. При спуске колонны с таким клапаном часть жидкости, вытесняе­мой колонной, направляется в кольцевое пространство, часть же – внутрь самой колонны.

По окончании спуска в колонну сбрасывают бакелитовый или дюралевый шар 6 и потоком промывочной жидкости продавливают его через диафрагму до упора . После этого дифференциальный клапан будет работать так же, как и ша­ровой, описанный выше.