Расчет обратного клапана.

Обратный клапан тарельчатого типа.

Диаметр обсадной колонны D =168 мм

Длина колонны L = 3000 м

Удельный вес стали = 78500 Н/м³

Удельный вес промывочной жидкости = 13500 Н/м³

1) Порожняя колонна с обратным клапаном при погружении в скважину вытеснит объем жидкости:

где - наружный диаметр обсадной трубы;

L – длина колонны, погруженной в жидкость.

Благодаря вытеснению большого количества жидкости колонна становится легче, кроме того, вытесняемая жидкость интенсивно промывает кольцевое пространство между стенками скважины и обсадной колонной, вследствие чего уменьшается вероятность прихвата колонны шламом.

При спуске длинной колонны с обратным клапаном нагрузка на крюк регулируют, подливая в колонну сверху глинистый раствор, это необходимо делать для предотвращения смятия колонны внешним давлением, а также для ускорения спуска колонны, так как чрезмерное облегченная колонна спускается медленно.

2) Нагрузка на крюк от колонны, спущенной в глинистый раствор, при отсутствии обратного клапана:

где –коэффициент, учитывающий вес муфт;

F – площадь поперечного сечения обсадных труб, м²;

L – длина колонны, м;

- удельный вес стали, Н/м³;

- удельный вес промывочной жидкости, Н /м³.

3) Вес глинистого раствора, дополнительно вытесненного колонной с применением обратного клапана:

где - длина участка колонны, заполненного раствором, м;

– площадь проходного отверстия обсадной колонны.

4) Нагрузка на крюк:

где - максимально допустимая нагрузка на крюк, кН.

Для того чтобы нагрузка, действующая на крюк при спуске, не превышала допускаемой, необходимо держать колонну заполненной раствором на длине:

Шаровой обратный клапан.

Этот клапан почти не имеет металлических частей и легко разбуривается долотом. Тарельчатый чугунный клапан разбуривается цилиндрическими фрезами с торцевыми зубьями и после разбурки вылавливается пауком или специальным магнитом.

 

 

Расчет толщины диска тарельчатого обратного клапана:

где – толщина диска клапана, см;

– диаметр диска (внутренний диаметр труб), см;

р – гидростатическое давление, кг/см²;

- допускаемое напряжение на изгиб (для чугуна принимается около 300 кг/см².

= 0,8-1,2

Пример.

Определить толщину диска обратного тарельчатого клапана в шестидюймовых трубах, если гидростатическое давление равно 50 ат, внутренний диаметр труб 153 мм.

.