2.3 Клапан обратный самозаполняющийся типа кос

Клапан обратный самозаполняющийся типа КОС (рис. 5.16) предназначен для включения в состав нижней части обсадной колонны, обеспечивающий заполнение промывочной жидкостью при ее спуске в скважину, с исключением необходимости долива колонн буровым раствором для предотвращения смятия и для надежного исключения перетока тампонажного раствора из затрубного пространства в колонну после завершения процесса цементирования.

Рис. 3. Клапан обратный самозаполняющийся типа КОС: 1, 14 – кольцо установочное; 2 – боковой канал; 3, 6 – каналы радиальные; 4 – поршень; 5, 16 – пружина; 7 – кольцо уплотнительное; 8 – труба; 9 – воронка; 10 – штифт срезной; 11 – выемка кольцевая; 12 – цанга; 13 – втулка перекрывающая; 15 – корпус; 17 – уплотнение; 18 – плашка; 19 – ось; 20 – шар. 

Самозаполнение колонны труб

Самозаполнение колонны труб при спуске их в скважину с поддержанием уровня жидкости, близком к устью, обеспечивается наличием в клапане типа КОС откидной подпружиненной плашки в нижней его части, подпружиненных тарированными пружинами поршней, установленных в глухих цилиндрических отверстиях, оси которых параллельны продольной оси симметрии клапана.

Каждое из глухих отверстий пересекается двумя сквозными радиальными отверстиями, нижние радиальные отверстия образуют с глухими перепускные каналы из-под плашечной полости колонны в надплашечную и перекрыты подпружиненными поршнями.

Исключение перетока тампонажного раствора из затрубного пространства в колонну труб по окончании процесса цементирования обеспечивается наличием в центральном канале клапана КОС перекрывающей втулки, установленной с возможностью взаимодействия со сбрасываемым элементом и перемещения вниз до пропуска через себя этого элемента и перекрытия нижних и верхних радиальных отверстий, пересекающих глухие отверстия.

Спуск обсадной колонны в скважину

В процессе спуска обсадной колонны в скважину перекрывающая втулка закреплена в корпусе КОС в верхнем положении срезным штифтом.

Подпружиненная плашка перекрывает центральный канал клапана и жидкость из-под плашечного пространства в надплашечное перетекает под действием небольшого (заданного) перепада давления в колонне, обусловленного сопротивлением тарированных пружин перемещению вверх поршней в глухих отверстиях и открытию нижних радиальных отверстий.

После завершения спуска колонны при промывке скважины в колонну труб сбрасывают шар, который в расчетное время садится на верхнюю разрезанную часть перекрывающей втулки. Давление на устье повышают до момента среза штифта, связывающего перекрывающую втулку с корпусом. Втулка перемещается вниз, перекрывает верхние и нижние радиальные отверстия и фиксируется в расточке корпуса своей расширяющейся верхней разрезной частью, через которую шар проходит вниз и с потоком жидкости, отжимающей плашку, падает на забой скважины. Для дальнейшего перепуска жидкости и цементирования остается свободным только центральный канал КОС, перекрытый подпружиненной плашкой.

Номенклатура размеров клапана типа КОС рассчитана на весь размерный ряд обсадных труб по ГОСТ 632–80.