8 800 333-39-37
Ваше имя:
Номер телефона:

Клапана отсекатели для нефтяных и газовых скважин


Скважинный клапан-отсекатель

 

Сущность: клапан-отсекатель содержит затвор со ступенчатой кольцевой канавкой, заполненной эластичным материалом, причем внутренняя часть канавки через каналы, выполненные в затворе, сообщается с пространством скважины ниже клапана-отсекателя. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для перекрытия ствола скважины.

Известен клапан, содержащий втулки с отверстием, резиновые шланги, зафикцированный деталью с отверстием. Недостатком этого клапана является то, что в качестве затвора применен резиновый шланг, что понижает надежности работы клапана за счет преждевременного выхода из строя резинового шланга и усложнение конструкции запорного органа клапана. Наиболее близким к изобретению является скважинный клапан-отсекатель, содержащий корпус с седлом и радиальными каналами, внутри которого установлен привод, выполненный в виде камеры, заполненной сжатым газом, подвижный шток, соединенный с приводом и имеющий на нижнем конце дополнительное седло, продольное каналы и затвор в виде шара, свободно установленного на штоке, и кулачки, радиальный ход которого ограничен втулкой. Недостатком указанного клапана является то, что для получения герметичности седла с затвором, выполненным в виде шара и изготовленным из сплошного металла, требуется большой перепад давления и гидростатическим давлением скважинной жидкости). Уменьшение перепада давления закрытия клапана за счет уменьшения давления сжатого газа в камере клапана может привести к колебаниям уровня в затрубном пространстве и соответственно отрицательно влиять на работу насоса. Вышеуказанные недостатки ограничивают область применения клапана-отсекателя (неглубокие нефтяные скважины) и понижают надежность работы насоса. Целью изобретения является повышение надежности его работы. На фиг. 1 изображен скважинный клапан-отсекатель в открытом положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, в закрытом положении. Скважинный клапан-отсекатель содержит корпус 1 с ниппелем 2 в верхней части. Внутри корпуса 1 установлен привод, выполненный в виде камеры 3, заполненной газом и штока 4. В корпусе 1 размещено седло 5. Седло 6 жестко связано с нижним концом штока 4. На последнем установлен с возможностью осевого перемещения затвор 7, выполненный в виде шара. В верхней части затвора 7, взаимодействующего с седлом 5, выполнена ступенчатая кольцевая канавка 8. Верхняя часть кольцевой канавки 8 заполнена эластичным материалом 9. В нижней части штока 4 имеются продольные каналы 11 для сообщения пространств над и под затвором 7 в процессе открытия клапана. Для фиксации штока 4 в крайнем положении, в нижней части привода 3 выполнены кольцевые каналы, а в корпусе 1 - окна в которых установлены кулачки 12, перемещение корпуса 1 ограничено срезными винтами 14. Для герметичной установки клапана в скважине на корпусе 1 установлены уплотнения 15. Переводником 16 клапана соединяется с инструментом для спуска его в скважину, а после спуска он фиксируется с помощью подвижной втулки 17 и цанги 18 в посадочном ниппеле пакера (посадочной ниппель и пакер не показан). Наконечник 19 предохраняет затвор 7 от непредвиденных препятствий и создает удобство для его установки в ниппель. В наконечнике 19, корпусе 1 и втулки 13 выполнены радиальные каналы 20. Клапан-отсекатель работает следующим образом. Перед спуском клапана в скважину камера 3 заряжается на расчетное давление сжатым газом в зависимости от глубины установки, потом спускают клапан в скважину и устанавливают в ниппеле выше пакера. Под действием гидростатического давления скважинной жидкости сильфон сжимается, двигая шток 4 вверх, при этом затвор 7 одновременно закрывает седла 5 и 6. После закрытия седел 5 и 6 в пространстве скважины ниже клапана-отсекателя за счет пласта повышается давление, которое проходя через каналы 10 действует на эластичный материал 9. Под действием этого давления эластичный материал 9 прижимается к уплотнительной поверхности седла 5, заполняя зазор между затвором 7 и седлом 5, тем самым клапан создает полную герметичность. При меньшем перепаде давления закрытия без уменьшения сжатого газа и небольшой высоте столба жидкости над клапаном предотвращается открытое фонтанирование скважины. И это дает возможность спустить клапан в неглубокие нефтяные скважины повысить надежность насоса при их совместной работе. После пуска скважины в работу, т. е. включения насоса, давление на глубине установки снижается. При этом под действием сжатого газа в камере 3 сильфон со штоком 4 перемещается вниз и открывает седло 6, происходит выравнивание давления над и под затвором 7 через продольные каналы 11, после чего открывается седло 5, обеспечивая поступление жидкости из пласта в над клапанное пространство. В случае остановки скважины и повышения давления жидкости сильфон сжимается, шток 4 перемещается вверх и закрывает клапан, предотвращая фонтанирование скважины.

Формула изобретения

СКВАЖИННЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ, содержащий корпус с седлом и радикальными каналами, внутри которого установлен затвор в виде шара, привод в виде камеры, заполненной сжатым газом, штока с седлом, в нижней части штока выполнены продольные каналы для сообщения пространства над и под затвором и кулачков, радиальный ход которых ограничен втулкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе, на затворе выполнена ступенчатая кольцевая канавка, верхняя часть которой заполнена эластичным материалом, при этом затвор установлен с возможностью взаимодействия с седлом, причем нижняя часть канавки через каналы затвора расположена с возможностью сообщения с пространством ниже клапана-отсекателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

findpatent.ru

скважинный клапан-отсекатель - патент РФ 2107152

Использование: в нефтяной промышленности, а именно в устройствах для перекрытия ствола скважины при производстве ремонтных работ. Обеспечивает надежное перекрытие проходного отверстия скважины при производстве ремонтных работ. Сущность изобретения: устройство имеет корпус. В нем помещен золотник с центральным каналом, открытым сверху, и радиальными отверстиями. При этом корпус выполнен с упором. Золотник в нижней части имеет упорный бурт. Золотник и корпус образуют кольцевую полость. В ней размещен уплотнительный элемент. Он имеет торроидальную форму и возможность перемещения без скольжения относительно корпуса и золотника. Золотник имеет обратный клапан. Он размещен в его центральном канале и связан через быстроразъемное соединение с узлом фиксации. Этот узел жестко закреплен в корпусе и выполнен с возможностью его фиксации в положении "Открыто" или "Закрыто" при различных режимах создания управляющего давления. 4 з.п.ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для применения в эксплуатации нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола при производстве ремонтных работ. Известен клапан-отсекатель [1], состоящий из корпуса, золотника, пружины и управляемый при помощи груза, сбрасываемого с устья специальным механизмом. Однако известный клапан является недостаточно надежным. Цель изобретения - надежное перекрытие проходного отверстия скважины при производстве ремонтных работ. Указанная цель достигается за счет того, что управление клапаном осуществляется за счет создания в надклапанном пространстве избыточного давления управления, золотник имеет возможность фиксироваться в положениях "Открыто" и "Закрыто", а жидкость с абразивными частицами при истечении через запорный орган не воздействует на него. На фиг. 1 изображен клапан-отсекатель в положении "Открыто", на фиг. 2 - в положении "Закрыто"
Скважинный клапан-отсекатель состоит из корпуса 1 с упором 2, золотника 3 с упорным буртом 4, уплотнительного торроидальной формы элемента 5, размещенного в полости A, образованной поверхностями корпуса и золотника. Сверху на золотнике 3 размещен обратный клапан 6 и присоединительный элемент извлечения 7. В нижней части золотник имеет быстроразъемное соединение 8, состоящее из шариков 9 и пружины 10. С помощью шарнирного соединения 11 золотник 3 соединен с узлом фиксации 12. Узел фиксации заполнен маслом и имеет средоразделители 13. Золотник 3 поджимается вверх с помощью возвратной пружины 14. Цилиндрические поверхности рабочей полости A могут выполняться как гладким, так и с зубчатым профилем, такое же исполнение может иметь и уплотнительный элемент. Работа клапана-отсекателя осуществляется следующим образом. Клапан-отсекатель устанавливают при помощи пакера в обсадной колонне ниже нефтяного насоса и выше зоны перфорации в открытом состоянии и скважину запускают в работу обычным способом. При этом золотник 3 и уплотнительный элемент 5 удерживаются с помощью узла фиксации 12 в нижнем положении. Каналы золотника 3 открыты и флюид, приподнимая обратный клапан 6, проходит к устью скважины. В этом случае уплотнительный элемент 5 ввиду малого перепада давления удерживается в нижнем положении за счет либо сил трения о стенки, либо за счет зубчатого соединения в парах корпус-уплотнение-золотник. При возникновении необходимости перекрытия ствола скважины, например при замене насоса, в затрубном пространстве создают определенное давление, равное сумме избыточного давления затрубного пространства и расчетного давления управления. При этом обратный клапан 6 золотника 3 закрывается, а сам золотник в начальный период перемещается вниз, взаимодействуя с узлом фиксации 12 через шарнирное соединение 11 и сжимая возвратную пружину 14, а затем при снятии давление на устье до P = 0 вверх под действием пластового давления и усилия возвратной пружины 14, и фиксируется в крайнем верхнем положении, при котором радиальные отверстия золотника и зазоры между корпусом и золотником оказываются перекрытыми уплотнительным элементом 5. Причем при движении золотника 3 уплотнительный элемент 5 перемещается в полости A по поверхностям корпуса 1 и золотника 3 без скольжения за счет торроидальной формы последнего и сил трения, а также зубчатого профиля поверхности при данном исполнении. Клапан закрыт. Технологические операции подземного ремонта включают в себя замещение нефти водой. С этой целью в скважину закачивают под давлением воду. Работа механизма фиксации 12 в этом случае заключается в том, что на определенное число циклов поднятия давлений управления в надклапанном пространстве он оставляет золотник 3 в верхнем положении, в положении "Закрыто". Количество циклов замещения нефти водой учитывается с целью недопущения несанкционированного открытия клапана. Для перевода клапана в положение "Открыто" по окончании ремонтных работ создают определенное количество циклов давления управления в затрубном пространстве. При этом обратный клапан 6 поддерживает необходимое давление управления, золотник 3 перемещается вниз, его радиальные отверстия оказываются открытыми, а узел фиксации 12 закрепляет его в положении "Открыто" и при снижении давления управления нефть из скважины, приподнимая обратный клапан 6, поступает на устье скважины. При этом усилия перепада давления и возвратной пружины компенсируются усилиями пружины 10 в быстроразъемном соединении 8. Клапан открыт. В аварийных случаях, например при нарушении герметичности устьевой арматуры, работа клапана происходит следующим образом. При расходе флюида большем допустимого расчетного для данного типа клапана перепад давления на золотнике приводит к возникновению направленного вверх усилия, превышающего расчетные усилия в быстрораъемном соединении. Пружина 10 сжимается, шарики 9 утапливаются и золотник 3 под действием работы пласта и возвратной пружины 14 перемещается в крайнее верхнее положение, при котором уплотнительный элемент 5 оказывается зажатым между упорами корпуса и золотника. Клапан закрыт, но кинематически связь между золотником 3 и узлом фиксации 12 не нарушена за счет того, что хвостовик механизма фиксации 12 находится в теле золотника. После устранения последствий аварии и восстановления герметичности устьевой арматуры создают давление в затрубном пространстве. Золотник 3 перемещается вниз, происходит восстановление быстроразъемного соединения и клапан-отсекатель готов к выполнению заданных функций в нормальном режиме. В этих условиях усилие между золотником и узлом фиксации передается по их торцевым поверхностям, а быстроразъемное соединение нагрузок не несет. В необходимых случаях глушение скважины производят непосредственно через золотник 3 после отсоединения обратного клапана 6 за счет присоединительного элемента 7.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Скважинный клапан-отсекатель, включающий корпус, помещенный в нем золотник с центральным каналом, открытым сверху, радиальными отверстиями, выполненными на определенном расстоянии от его нижнего торца, и механизм управления, отличающийся тем, что корпус выполнен с упором, а золотник в нижней части с упорным буртом и образуют между собой полость, в которой размещен уплотнительный элемент торроидальной формы с возможностью его перемещения без скольжения относительно поверхности корпуса и золотника при осевых перемещениях последнего и герметичного перекрытия его проходного сечения, при этом золотник имеет обратный клапан, размещенный в его центральном канале, связан через быстроразъемное соединение с узлом фиксации, жестко закрепленным в корпусе, и выполнен с возможностью его фиксации в положении "Открыто" при разовом создании управляющего давления, а в положении "Закрыто" при одноразовом и многоразовом создании управляющего давления. 2. Клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что узел фиксации имеет внутреннюю полость, заполненную маслом, средоразделители и возвратную пружину. 3. Клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что золотник имеет в верхней части присоединительный элемент для извлечения обратного клапана. 4. Клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что золотник имеет шарнирное соединение с узлом фиксации. 5. Клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что поверхности корпуса и золотника, образующие полость, и поверхность уплотнительного элемента имеют зубчатый профиль.

www.freepatent.ru

отсекатель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Клапаны-отсекатель

Cтраница 1

Клапаны-отсекатели ( рис. 19.3, табл. 19.4) предназначены для автоматического перекрытия колонны лифтовых труб и отсечения потока продукции скважины в случаях нарушения установленного режима ее эксплуатации в результате повреждения или полного разрушения устьевого оборудования, нарушения герметичности эксплуатационной колонны скважины, затрубное пространство которой загерметизировано пакером.  [1]

Клапаны-отсекатели автоматически или принудительно закрываются станцией управления при нарушении заданных пределов давления в выкидной линии фонтанной арматуры, При пожаре и нарушении герметичности обвязки станции со скважиной.  [2]

Клапаны-отсекатели извлекаются при помощи набора инструментов канатной техники с инструментом подъема замка типа ИПЗ.  [3]

Клапаны-отсекатели с дистанционным управлением по конструкции запорного органа принципиально не отличаются от отсекателей с автоматическим управлением.  [4]

Клапаны-отсекатели ( табл. 4.10) предназначены для автоматического перекрытия колонны НКТ и отсечки потока продукции скважины при нарушении установленного режима ее эксплуатации в результате частичного повреждения или полного разрушения устьевого оборудования, нарушения герметичности эксплуатационной колонны скважины, затрубное пространство которой загерметизировано пакером. При обустройстве скважин пакер и клапан-отсекатель обычно устанавливают непосредственно над продуктивным горизонтом. Это очень важно, если скважина может дать грифон.  [5]

Клапаны-отсекатели поверхностные с дистанционным управлением, как и рассмотренные отсекатели, устанавливают на выкидном манифольде фонтанной арматуры.  [6]

Клапаны-отсекатели с автономным регулированием, используемые при механизированном способе добычи нефти, чувствительны к падению давления в НКТ и выравниванию его в отсекателе в связи с остановкой насоса. Отсекатели этого типа, с одной стороны, в случае аварии с устьевым оборудованием служат для автоматического перекрытия центрального канала скважины и предотвращения открытых фонтанов, с другой - для подъема глубиннонасосного оборудования для ремонта, профилактики, смены без глушения скважины.  [7]

Клапаны-отсекатели, имеющие связь с насосной установкой, обычно содержат механизм управления, спускаемый в скважину вместе с насосной установкой. Такие устройства, имея механизм воздействия на клапан, который может управляться с поверхности, более надежны в работе.  [8]

Клапаны-отсекатели вместе с замками при помощи набора инструментов канатной техники спускаются в скважину, устанавливаются в посадочном ниппеле, спущенном в скважину в составе колонны подъемных труб, и фиксируются в нем при помощи замка. При нормальном режиме работы скважины клапаны-отсекатели находятся в открытом положении и автоматически закрываются в случаях, указанных выше.  [9]

Клапаны-отсекатели с дистанционным управлением при механизированном способе добычи нефти преимущественно предназначены для подземного ремонта скважин без их глушения и, как правило, автоматически не закрывают их в случае аварийной ситуации.  [10]

Клапаны-отсекатели, используемые при механизированном способе добычи нефти, кроме основного назначения, в процессе эксплуатации служат для подъема глубиннона-сосного оборудования без глушения скважины, что имеет, как указывалось, большое народнохозяйственное значение.  [11]

Клапаны-отсекатели предназначены для автоматического перекрытия колонны НКТ и отсечки потока продукции скважины при нарушении установленного режима ее эксплуатации в результате частичного повреждения или полного разрушения устьевого оборудования, нарушения герметичности эксплуатационной колонны скважины, затрубное пространство которой загерметизировано пакером. При обустройстве скважин пакер и клапан-отсекатель обычно устанавливают непосредственно над продуктивным горизонтом. Это очень важно, если скважина может дать грифон.  [12]

Клапаны-отсекатели предназначены для перекрытия подъемных труб скважин при разгерметизации устья или при отклонении режима работы скважины от заданных пределов.  [14]

Клапаны-отсекатели также разнообразны по конструкции.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Скважинный клапан отсекатель

 

Использование: в нефтяной промышленности, а именно в устройствах, предназначенных для эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Обеспечивает герметичное перекрытие ствола скважины при проведении ремонтных работ. Сущность изобретения: устройство содержит корпус. В нем закреплен запорный узел. Он состоит из двух дисков. Они имеют соосные отверстия и возможность разворота относительно друг друга для разобщения отверстий. Запорный узел имеет также механизм управления. В сопрягаемых поверхностях дисков выполнены проточки. Они образуют полость, гидравлически связанную каналом с надклапанным пространством. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для эксплуатации нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ. Известен клапан отсекатель, содержащий корпус с закрепленными в нем запорным узлом, состоящим из двух дисков с отверстиями, имеющими возможность разворота относительно друг друга на определенный угол для разобщения отверстий, а также механизм управления.

Недостатком известного клапана является то, что давление управления составляет значительную величину. Цель изобретения - снижение усилия в механизме управления и, как следствие, снижение давления управления. Указанная цель достигается за счет того, что на дисках выполнены проточки, образующие полость, гидравлически связанную с надклапанным пространством при помощи канала. На чертеже изображен общий вид устройства. Скважинный клапан отсекатель состоит из корпуса 1, внутри которого закреплен запорный узел 2, с установленным в нем механизмом управления 3. Запорный узел 2 в свою очередь состоит из неподвижного 4 и подвижного 5 дисков, с соосными отверстиями. В сопрягаемых поверхностях дисков 4 и 5 выполнены проточки, образующие полость А, гидравлически связанную с надклапанным пространством при помощи канала 6. Работа клапана отсекателя осуществляется следующим образом. Устройство спускают в скважину в открытом состоянии и устанавливают на пакере в обсадной колонне. Освоение скважины осуществляется обычным способом, и скважина вводится в эксплуатацию. При этом запорный узел 2 не препятствует движению флюида. При возникновении необходимости перекрытия ствола скважины, например для смены нефтяного насоса, в затрубном пространстве создают определенное давление, при этом механизм управления вращает подвижный диск 5, разобщая соосные отверстия дисков. В это время давление по каналу 6 передается в полость А между дисками 4 и 5, за счет чего и происходит разгрузка усилий от трения поверхностей дисков, снижение крутящего момента и, соответственно, давления управления. Клапан закрыт. При переводе клапана в положение "Открыто" происходит аналогичный процесс.

Формула изобретения

Скважинный клапан отсекатель, содержащий корпус с закрепленным в нем запорным узлом, состоящим из двух дисков с соосными отверстиями и имеющим возможность разворота дисков относительно друг друга на определенный угол для разобщения соосных отверстий, и механизма управления, отличающийся тем, что в сопрягаемых поверхностях дисков выполнены проточки, образующие полость, гидравлически связанную каналом с надклапанным пространством.

РИСУНКИ

Рисунок 1

findpatent.ru

скважинный клапан-отсекатель - патент РФ 2011797

Использование: для герметичного перекрытия ствола нефтяной скважины при проведении ремонтных работ. Сущность изобретения: скважинный клапан-отсекатель состоит из цилиндрического корпуса, в котором размещен запорный узел, выполненный из двух дисков, установленных друг над другом и имеющих равное количество соосных каналов, и механизма управления запорным узлом, состоящего из цилиндра с поршнем и подпружиненного штока со сквозным осевым каналом. Верхний диск жестко закреплен в корпусе и его каналы снабжены обратными клапанами, нижний диск установлен с возможностью поворота вокруг своей оси на угол, позволяющий совмещать отверстия обоих дисков, при этом диски снабжены узлом регулирования осевых усилий, а механизм управления - упругим средоразделителями, образующими гидравлически связанные камеры в верхней и нижней его частях. Шток кинематически взаимосвязан с нижним диском и установлен с возможностью взаимодействия с поршнем. Для расширения технологических возможностей один из клапанов на верхнем диске может быть заменен на промывочный. 4 з. п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ. Известен клапан-отсекатель, содержащий корпус с перегородкой, внутри которого установлен шток с осевым каналом, затвор, привод в виде сильфонных блоков, дополнительный затвор, толкатели. Недостатком известного клапана-отсекателя является низкая надежность из-за наличия сильфонов. Управление данным клапаном осуществляется за счет действия статического уровня жидкости, который может меняться и привести к незакрытию клапана. Клапан-отсекатель сложен в изготовлении. Цель изобретения - повышение надежности перекрытия скважины. Цель достигается тем, что запорный узел выполнен в виде пары дисков с равным количеством соосных каналов, причем верхний диск жестко закреплен в корпусе и каждый его канал снабжен обратным клапаном, нижний диск установлен с возможностью поворота вокруг своей оси на угол, позволяющий совмещать каналы обоих дисков. Механизм управления запорным узлом состоит из цилиндра с поршнем, установленным на верхнем диске, и подпружиненного штока со сквозным осевым каналом. При этом установленный соосно дискам шток взаимодействует с поршнем и кинематически связан с дисками. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Скважинный клапан-отсекатель состоит из корпуса 1, внутри которого установлены диск 2, закрепленный, например, штифтом 3, диск 4. В дисках 2 и 4 выполнены соосные каналы 5, в каналах 5 диска 2 установлены обратные клапаны 6. Прижатие дисков 2 и 4 осуществляется узлом 7 регулирования осевых усилий. В корпусе 1 также размещен механизм управления запорным узлом, состоящий из цилиндра 8 с поршнем 9, закрепленного на верхнем диске 2 и снабженного противоразворотным устройством, например хвостовиком 10, штока 11 с осевым каналом 12 и возвратной пружиной 13 с регулирующим винтом 14, размещенных в корпусе 15. Шток 11 имеет винтовую нарезку 16, соответственно которой выполнен ответный выступ на диске 4 (не показан), и связан с поршнем 9, например, посредством кулачкового зацепления 17 с наклонным зубом. С обеих сторон механизм управления защищен эластичными средоразделителями 18, заполненными, например, маслом и защищенными кожухами 19. Для расширения технологических возможностей клапана-отсекателя один из его каналов 6 может быть заменен промывочным клапаном 20. Работа скважинного клапана-отсекателя осуществляется следующим образом. Устройство спускают в скважину в открытом состоянии и устанавливают на пакере. Освоение скважины осуществляется обычным способом, и скважина вводится в эксплуатацию, при этом клапаны 6 не препятствуют движению флюида. При возникновении необходимости перекрытия скважины в надклапанном пространстве создают определенное избыточное давление, клапаны 6 закрываются. Под действием избыточного давления происходит перемещение поршня 9 и связанного с ним штока 11 вниз, который в свою очередь проворачивает нижний диск 4 на определенный угол, перекрывая тем самым каналы запорного узла клапана-отсекателя. При этом происходит частичная разгрузка усилий прижатия дисков 2 и 4 за счет узла регулирования 7. Осевое перемещение штока 11 без проворота достигается за счет хвостовика 10, поршня 9 и кулачкового зацепления 17, а переток масла из полостей одного упругого средоразделителя в другой осуществляется по осевому каналу 12. После сброса давления на устье скважины пружина 13 возвращает шток 11 в исходное положение с проворотом его относительно диска 4 из-за того, что сила трения между дисками больше, чем в паре шток-диск, и относительно поршня 9 за счет косой нагрузки зуба кулачкового зацепления 17. Клапан закрыт. Открытие клапана-отсекателя осуществляется повторным созданием избыточного давления над ним, при этом поршень 9 и шток 11 вновь проворачивают диск 4 до совмещения каналов 5. После сброса давления скважина готова к работе. Заполненные маслом полости клапана и средоразделители обеспечивают смазку пар трения и тем самым надежность срабатывания клапана-отсекателя. Для расширения технологических возможностей клапана, например, закачки в пласт химреагентов или глушения скважины, устанавливают клапан 20, отрегулированный на соответствующее давление выше давления управления клапана-отсекателя. Закачка жидкости в подклапанное пространство в этом случае осуществляется из положения клапан-отсекатель "Закрыт". На устье скважины создается определенное давление, клапан-отсекатель переводится в открытое состояние, т. е. каналы дисков совмещены, клапаны 6 закрыты, шток 11 находится в нижнем положении, если при этом давление не снижать и оно будет выше давления срабатывания клапана 20, то произойдет закачка жидкости в подклапанное пространство. В аварийных случаях, при необходимости, через клапан 20 возможна передача давления на диск 4 с целью перемещения его в осевом направлении и, таким образом, произвести глушение скважины независимо от положения нижнего диска 4. Число циклов по закрытию и открытию клапана-отсекателя не ограничено.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. СКВАЖИННЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ, включающий цилиндрический корпус с размещенными в нем запорным узлом и механизмом управления последним, отличающийся тем, что он снабжен обратными клапанами, причем запорный узел выполнен в виде двух соосно установленных в корпусе дисков с одинаковым количеством соосно расположенных каналов, при этом верхний диск жестко закреплен в корпусе, а нижний установлен с возможностью поворота вокруг своей оси до совмещения каналов обоих дисков, при этом обратные клапаны размещены в каналах верхнего диска, механизм управления запорным узлом выполнен в виде цилиндра с поршнем и подпружиненного штока со сквозным осевым каналом, установленного соосно дискам с возможностью взаимодействия с ними. 2. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен узлом фиксации поршня от осевого поворота, а пружина штока выполнена с регулирующим винтом. 3. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что диски выполнены с узлом регулирования осевых усилий. 4. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен упругими средоразделителями, установленными на торцах механизма управления с возможностью образования сообщающихся гидравлических камер. 5. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен промывочным клапаном, установленным в одном из каналов верхнего диска.

www.freepatent.ru

Скважинный клапан-отсекатель

 

Использование: для герметичного перекрытия ствола нефтяной скважины при проведении ремонтных работ. Сущность изобретения: скважинный клапан-отсекатель состоит из цилиндрического корпуса, в котором размещен запорный узел, выполненный из двух дисков, установленных друг над другом и имеющих равное количество соосных каналов, и механизма управления запорным узлом, состоящего из цилиндра с поршнем и подпружиненного штока со сквозным осевым каналом. Верхний диск жестко закреплен в корпусе и его каналы снабжены обратными клапанами, нижний диск установлен с возможностью поворота вокруг своей оси на угол, позволяющий совмещать отверстия обоих дисков, при этом диски снабжены узлом регулирования осевых усилий, а механизм управления - упругим средоразделителями, образующими гидравлически связанные камеры в верхней и нижней его частях. Шток кинематически взаимосвязан с нижним диском и установлен с возможностью взаимодействия с поршнем. Для расширения технологических возможностей один из клапанов на верхнем диске может быть заменен на промывочный. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ.

Известен клапан-отсекатель, содержащий корпус с перегородкой, внутри которого установлен шток с осевым каналом, затвор, привод в виде сильфонных блоков, дополнительный затвор, толкатели. Недостатком известного клапана-отсекателя является низкая надежность из-за наличия сильфонов. Управление данным клапаном осуществляется за счет действия статического уровня жидкости, который может меняться и привести к незакрытию клапана. Клапан-отсекатель сложен в изготовлении. Цель изобретения - повышение надежности перекрытия скважины. Цель достигается тем, что запорный узел выполнен в виде пары дисков с равным количеством соосных каналов, причем верхний диск жестко закреплен в корпусе и каждый его канал снабжен обратным клапаном, нижний диск установлен с возможностью поворота вокруг своей оси на угол, позволяющий совмещать каналы обоих дисков. Механизм управления запорным узлом состоит из цилиндра с поршнем, установленным на верхнем диске, и подпружиненного штока со сквозным осевым каналом. При этом установленный соосно дискам шток взаимодействует с поршнем и кинематически связан с дисками. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Скважинный клапан-отсекатель состоит из корпуса 1, внутри которого установлены диск 2, закрепленный, например, штифтом 3, диск 4. В дисках 2 и 4 выполнены соосные каналы 5, в каналах 5 диска 2 установлены обратные клапаны 6. Прижатие дисков 2 и 4 осуществляется узлом 7 регулирования осевых усилий. В корпусе 1 также размещен механизм управления запорным узлом, состоящий из цилиндра 8 с поршнем 9, закрепленного на верхнем диске 2 и снабженного противоразворотным устройством, например хвостовиком 10, штока 11 с осевым каналом 12 и возвратной пружиной 13 с регулирующим винтом 14, размещенных в корпусе 15. Шток 11 имеет винтовую нарезку 16, соответственно которой выполнен ответный выступ на диске 4 (не показан), и связан с поршнем 9, например, посредством кулачкового зацепления 17 с наклонным зубом. С обеих сторон механизм управления защищен эластичными средоразделителями 18, заполненными, например, маслом и защищенными кожухами 19. Для расширения технологических возможностей клапана-отсекателя один из его каналов 6 может быть заменен промывочным клапаном 20. Работа скважинного клапана-отсекателя осуществляется следующим образом. Устройство спускают в скважину в открытом состоянии и устанавливают на пакере. Освоение скважины осуществляется обычным способом, и скважина вводится в эксплуатацию, при этом клапаны 6 не препятствуют движению флюида. При возникновении необходимости перекрытия скважины в надклапанном пространстве создают определенное избыточное давление, клапаны 6 закрываются. Под действием избыточного давления происходит перемещение поршня 9 и связанного с ним штока 11 вниз, который в свою очередь проворачивает нижний диск 4 на определенный угол, перекрывая тем самым каналы запорного узла клапана-отсекателя. При этом происходит частичная разгрузка усилий прижатия дисков 2 и 4 за счет узла регулирования 7. Осевое перемещение штока 11 без проворота достигается за счет хвостовика 10, поршня 9 и кулачкового зацепления 17, а переток масла из полостей одного упругого средоразделителя в другой осуществляется по осевому каналу 12. После сброса давления на устье скважины пружина 13 возвращает шток 11 в исходное положение с проворотом его относительно диска 4 из-за того, что сила трения между дисками больше, чем в паре шток-диск, и относительно поршня 9 за счет косой нагрузки зуба кулачкового зацепления 17. Клапан закрыт. Открытие клапана-отсекателя осуществляется повторным созданием избыточного давления над ним, при этом поршень 9 и шток 11 вновь проворачивают диск 4 до совмещения каналов 5. После сброса давления скважина готова к работе. Заполненные маслом полости клапана и средоразделители обеспечивают смазку пар трения и тем самым надежность срабатывания клапана-отсекателя. Для расширения технологических возможностей клапана, например, закачки в пласт химреагентов или глушения скважины, устанавливают клапан 20, отрегулированный на соответствующее давление выше давления управления клапана-отсекателя. Закачка жидкости в подклапанное пространство в этом случае осуществляется из положения клапан-отсекатель "Закрыт". На устье скважины создается определенное давление, клапан-отсекатель переводится в открытое состояние, т. е. каналы дисков совмещены, клапаны 6 закрыты, шток 11 находится в нижнем положении, если при этом давление не снижать и оно будет выше давления срабатывания клапана 20, то произойдет закачка жидкости в подклапанное пространство. В аварийных случаях, при необходимости, через клапан 20 возможна передача давления на диск 4 с целью перемещения его в осевом направлении и, таким образом, произвести глушение скважины независимо от положения нижнего диска 4. Число циклов по закрытию и открытию клапана-отсекателя не ограничено.

Формула изобретения

1. СКВАЖИННЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ, включающий цилиндрический корпус с размещенными в нем запорным узлом и механизмом управления последним, отличающийся тем, что он снабжен обратными клапанами, причем запорный узел выполнен в виде двух соосно установленных в корпусе дисков с одинаковым количеством соосно расположенных каналов, при этом верхний диск жестко закреплен в корпусе, а нижний установлен с возможностью поворота вокруг своей оси до совмещения каналов обоих дисков, при этом обратные клапаны размещены в каналах верхнего диска, механизм управления запорным узлом выполнен в виде цилиндра с поршнем и подпружиненного штока со сквозным осевым каналом, установленного соосно дискам с возможностью взаимодействия с ними. 2. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен узлом фиксации поршня от осевого поворота, а пружина штока выполнена с регулирующим винтом. 3. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что диски выполнены с узлом регулирования осевых усилий. 4. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен упругими средоразделителями, установленными на торцах механизма управления с возможностью образования сообщающихся гидравлических камер. 5. Клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен промывочным клапаном, установленным в одном из каналов верхнего диска.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

findpatent.ru

Забойный клапан-отсекатель

Изобретение относится к добыче нефти, в частности к глушению скважин. Технический результат - повышение эффективности автоматического перекрытия забойного интервала скважины при проведении ремонтных или спускоподъемных работ. Забойный клапан-отсекатель, устанавливаемый в скважине совместно с пакером, включающий корпус и подвижную часть с запорными устройствами, работающий от результирующей силы, возникающей от разности давлений в конструкции клапана отсекателя и выталкивающей силы жидкости во время эксплуатации скважины, отсекающий проход в скважине под действием силы, определяемой весом подвижной части клапана и выталкивающей силы жидкости в скважине, позволяющий производить ремонт скважины без ее глушения задавочной жидкостью и обеспечивающий опрессовку скважины. 1 ил.

 

Изобретение относится к области добычи нефти, а именно к глушению скважин. В настоящее время разработка нефтяных месторождений производится с поддержанием пластового давления путем закачки в эксплуатационные горизонты воды или газа. На большинстве таких месторождений в результате интенсификации поддержания пластового давления, пластовое давление выше первоначального давления или выше давления гидростатического столба пластовой жидкости. Несмотря на то, что большинство скважин фонтанирует, для увеличения отбора жидкости в скважины спускаются высокопроизводительные штанговые или электропогружные насосы.

Для спуска насосных установок в скважины, имеющие избыточные давления на устье, необходимо предварительно произвести их задавку, то есть заменить столб пластовой жидкости в скважине специальными растворами (как правило солевыми) с большим удельным весом.

Задавка скважин процесс трудоемкий, дорогостоящий, продолжительный, ведет к большим недоборам нефти после пуска скважины в эксплуатацию. Недоборы, как следствие повреждения призабойной зоны, продолжаются длительное время после окончания ремонтных работ, а также необходимости отработки из пласта задавочной жидкости.

Кроме этого, вследствие воздействия солевого раствора идет интенсивная коррозия нефтепромыслового оборудования и конструкций самой скважины.

Предлагались и предлагаются различные способы глушения скважин. Основной недостаток этих способов в том, что они основаны на закачке в скважину определенных химических веществ с целью повышения плотности или удельного веса закачиваемых растворов, в том числе и соленой воды. Есть и конструкции забойных клапанов-отсекателей, работающих под действием возвратных пружин, перекрывающих проход в скважине под действием этих пружин или пружины, установленных в конструкции клапана-отсекателя. Это известные конструкции клапана Гайберсона и других. К этому же классу относится и «Устройство для перекрывания потока флюида в скважине» - патент №2237152. В этом изобретении основной элемент для управления отсекающим клапаном - возвратная пружина. Основной недостаток этого изобретения и других аналогичных конструкции - использование пружин для управления процессом отсекания. При знакопеременных нагрузках, неизбежных в процессе эксплуатации в скважине, эти нагрузки нарушают систему регулировки, основным элементом которого являются возвратные пружины или пружина, вследствие этого - отказ в работе. Другой недостаток - сложность конструкции.

Целью предлагаемого изобретения является автоматическое отключение пластового давления во время проведения капитального и текущего ремонта скважин. Положительный эффект от использования изобретения заключается в устранении необходимости применения дорогостоящих жидкостей глушения для поддержания пластового давления, в предотвращении нарушения коллекторских свойств в призабойной зоне пласта, возникающих вследствие поглощения пластом жидкости глушения, в исключении дополнительных расходов, связанных с откачкой тяжелой жидкости глушения после проведения ремонта, обеспечение надежного глушения скважин, применением клапана-отсекателя, принцип действия которого основан на иных, надежных действиях гидравлических и механических законах.

Поставленная задача решается применением одного из основных уравнений гидромеханики Д.Бернулли, которая при установившемся движении несжимаемой идеальной жидкости в однородном поле сил тяжести имеет вид:

gh+p/ρ+v2/2=0,

где v - скорость жидкости,

ρ - ее плотность,

p - давление в ней,

h - высота жидкой частицы над некоторой горизонтальной плоскостью,

g - ускорение свободного падения,

С - величина, постоянная на каждой линии тока, но в общем случае изменяющая свое значение при переходе от одной линии тока к другой.

Сумма первых двух членов в левой части уравнения равна полной потенциальной, а третий член - кинетической энергиям, отнесенным к единице массы жидкости;

следовательно, все уравнение выражает для движущейся жидкости закон сохранения механической энергии и устанавливает важную зависимость между v, p и h. Например, если при неизменной h скорость течения вдоль линии тока возрастает, то давление падает, и наоборот. В соответствии с этим принцип работы клапана отсекателя основан на эффекте возникновения разности давлений во время откачки жидкости из скважины, а во время ремонта скважины клапан-отсекатель постоянно закрыт. Другое физическое явление, используемое в решении, - это архимедова сила, то есть сила, выталкивающая тело из жидкости или газа и определяемая по формуле:

FA=g·ρж·VТ,

где FA - архимедова сила, ρж - плотность жидкости, VТ - объем погруженного в жидкость тела,

то есть тело, погруженное в жидкость, может всплывать, плавать внутри нее, или тонуть.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена принципиальная схема действия клапана-отсекателя (стрелками изображено движения нефти). Клапан-отсекатель 3 спускается в скважину 2 вместе с пакером 8 и соединительной муфтой 1 на глубину ниже эксплуатационного насоса. При достижении необходимой глубины спуска под действием выталкивающей силы нефти подвижная часть 4 клапана-отсекателя 3 приподнимается и закрывает проходное отверстие в скважине.

Конструкция и вес подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 рассчитаны таким образом, что она срабатывает на определенной глубине в скважине для стабильной работы спускаемых насосов, то есть ее вес при этом становится меньше выталкивающей архимедовой силы. После пропуска определенного объема нефти под действием результирующей силы, определяемой весом подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 и выталкивающей силы жидкости в скважине, подвижная часть 4 клапана-отсекателя 3 приподнимается и усилие через шток 6 передается на тарелку 7, которая перекрывает приток нефти. Верхняя тарелка 5 и нижняя тарелка 7 в подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 представляют собой запорные устройства в виде клапанов. При работе насоса во время эксплуатации нефть, всасываясь в подвижную часть 4 клапана отсекателя 3, со скоростью обтекает нижний торец фланца подвижной части 4 клапана отсекателя 3, тем самым создавая зону пониженного давления. Это понижение давления зависит от геометрических размеров конструкции и определяется гидравлическими расчетами и составляют до 10-15% от давления, существующего в зоне установки клапана-отсекателя. (Гидравлика, водоснабжение и канализация. Учебник для ВУЗов. В.И.Калицун, B.C.Кедров и другие. М., 1980, стр.44-45.) А над верхней частью фланца сохраняется высокое давление. Результирующая сила, равная разности давлении на верхней и нижней торцах фланца подвижной части 4 клапана отсекателя 3, передается через шток 6 на тарелку 7, открывая его и обеспечивая приток нефти. Это же сила обеспечивает и надежную технологию опрессовки колонны НКТ. Тарелка 5 подвижной части 4 клапана-отсекателя 3 обеспечивает надежное перекрытие забоя скважины во время опрессовки НКТ. Шток 6, соединяющий верхнюю тарелку 5 и нижнюю 7 подвижной части 4 клапана-отсекателя 3, имеет достаточную длину, чтобы обеспечивать надежную работу клапана-отсекателя.

Преимущества предлагаемого изобретения:

1. Простота конструкции.

2. Клапан является автономным устройством, который открывается при работе насоса и автоматически закрывается при прекращении отбора нефти.

3. Простой и надежный метод регулирования давления открытия и закрытия клапана.

4. Для работы клапана не требуется наличия гидравлических, электрических или каких-либо других дистанционных методов управления, манипуляции НКТ или работы с тросом.

5. Дополнительным преимуществом системы является предотвращение полетов расчленившихся электропогружных и других насосов на забой, что особо важно в наклонно направленных скважинах и скважинах с горизонтальным забойным интервалом.

Забойный клапан-отсекатель, устанавливаемый в скважине совместно с пакером, включающий корпус и подвижную часть с запорными устройствами в виде клапанов, работающий от результирующей силы, возникающей от разности давлений в конструкции клапана-отсекателя и выталкивающей силы жидкости во время эксплуатации скважины, отсекающий проход в скважине под действием силы, определяемой весом подвижной части клапана и выталкивающей силы жидкости в скважине, позволяющий производить ремонт скважины без ее глушения задавочной жидкостью и обеспечивающий опрессовку скважины.

findpatent.ru

Клапан-отсекатель для газовой скважины

 

Изобретение относится к скважинному оборудованию и м.б. использовано в газовой пром-ти при эксплуатации скважин для отсечения потока газа от пласта и в случае возникновения аварийной ситуации. Цель изобретения - повышение эффективности и эксплуатационной надежности работы за счет обеспечения возможности автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа. Клапан-отсекатель содержит корпус (К) 1 с осевым каналом, средством 2 для дросселирования и седлом, запорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки 4 с узлом управления, включающим установленный в К 1 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным органом трехступенчатый поршень (ТП) 5 с осевым каналом, образующий с К 1 последовательно размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом К 1 кольцевую и следящую камеры 6,7 и средство для подачи ситового агента. В нижней части К 1 под запорным органом с возможностью взаимодействия с нижней ступенью ТП 5 размещена герметизирующая втулка 8 с осевым и продольными каналами (ПК), гидравлически связанными с кольцевой камерой 6 и осевым каналом К 1 ниже уровня установки запорного органа с кольцевой проточкой для гидравлического сообщения ПК с тарированной разрушаемой диафрагмой. Последняя установлена в ПК под проточкой. Между камерами 7 и 6 размещено средство 2 для дросселирования .Ступени ТП 5 имеют диаметры.уменьшающиеся в направлении запорного органа, а , между К 1, верхней и средней ступенями ТП 5 образована управляющая камера 13 со средством для подачи силового агента. 4 ил. сь ю 00 о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s Е 21 В 34/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4420272/03 (22) 03.05,88 (46) 30.11,91. Бюл. ¹ 44 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение турбохолодильной, газоперекачивающей и газотурбинной техники "Союзтурбогаз" (72) Ю.M.Åôðåìîâ, В.П.Червинский, А.И,Клочко и А.В.Кириленко (53) 622.276.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 829880, кл, Е 21 В 43/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 1357547, кл. Е 21 В 43/00, 1985. (54) КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ ГАЗОВОЙ

СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к скважинному оборудованию и м.б. использовано в газо.вой пром-ти при эксплуатации скважин для отсечения потока газа от пласта и в случае возникновения аварийной ситуации. Цель изобретения — повышение эффективности и эксплуатационной надежности работы за счет обеспечения возможности автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа.

Клапан-отсекатель содержит корпус (К) 1 с осевым каналом, средством 2 для дросселиИзобретение относится к скважинному оборудованию и может быть использовано в газовой промышленности при эксплуатации скважин, для отсечения потока газа от пласта, и в случае возникновения аварийной ситуации.

Цель изобретения — повышение эффективности и эксплуатационной надежности работы за счет обеспечения безопасности

„, SU„„ 1694862 А1 рования и седлом, запорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки 4 с узлом управления, включающим установленный в К 1 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным органом трехступенчатый поршень (ТП) 5 с осевым каналом, образующий с K 1 последоBBT8llbHo размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом

К 1 кольцевую и следящую камеры 6,7 и средство для подачи силового агента. В нижней части К 1 под запорным органом с возможностью взаимодействия с нижней ступенью ТП 5 размещена герметизирующая втулка 8 с осевым и продольными каналами (ПК), гидравлически связанными с кольцевой камерой 6 и осевым каналом К 1 ниже уровня установки запорного органа с Б кольцевой проточкой для гидравлического у сообщения ПК с тарированной разрушаемой диафрагмой. Последняя установлена в (ПК под проточкой. Между камерами 7 и 6 размещено средство 2 для дросселирования.Ступени ТП 5 имеют диаметры,уменьшающиеся в направлении запорного органа, а .. д между К 1, верхней и средней ступенями ТП 5 . О образована управляющая камера 13 со средством для подачи силового агента. 4 ил. автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа.

На фиг.1 показан общий вид клапана-отсекателя для газовой скважины; на фиг.2— герметизирующая втулка; на фиг.3 — подпружиненная тарельчатая заслонка в закрытом положении; на фиг.4 — то же. в

1694862 положении перетока газа в начальный период открытия, Клапан -отсекатель для газовой скважины содержит корпус 1 с осевым каналом и средством 2 для дросселирования и седлом

3, запорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки 4 с узлом управления, 5 включающим, установленным в корпусе 1 с воэможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным органом, трехсту- 10 пенчатый поршень 5 с осевым каналом, образующий с корпусом 1 последовательно размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом корпуса 1 кольцевую и следящую камеры 6,7 и средство для подачи силового агента. Клапан-отсекатель также снабжен размещенной в нижней части корпуса 1 под запорным орга15 ном, с возможностью взаимодействия с нижней ступенью поршня 5 герметизирующей втулкой 8 с осевым и продольным кана20 лами 9,10 гидравлически связанными с кольцевой камерой 6 и осевым каналом корпуса 1 ниже уровня установки запорного органа с кольцевой проточкой 11 для гидравлического сообщения продольных каналов 9,10 и с тарированной разрушаемой

25 диафрагмой 12, установленной в продольном канале 10 под кольцевой проточкой 11, средство 2 для дросселирования размеще- 30 но между следующей 7 и кольцевой 6 камерами, причем ступени поршня 5 имеют зованэ управляющая камера 13 со средством для подачи силового агента. Запорный орган выполнен в виде подпружиненной и тарельчатой заслонки 4, установленной на оси 14. Отверстие 15 в тарельчатой х заслонке 4 выполнено эллиптическим,Это обеспечивает возможность образования дополнительной оси вращения вокруг точки опоры 16 тарельчатой заслонки 4 о седло 3. Подвижные элементы клапа40

45 на-отсекателя и узлы герметизации снабжены уплотнительными кольцами 17.

Средство для подачи силового агента содержит подводящий канал 18 и импульсную трубку 19.

Клапан-отсекатель работает следующим образом.

Его спускают в скважину на насоснокомпрессорных трубах, проложив по ним с устья скважины импульсную трубку 19. В корпусе клапана 1 выполнено седло З,на которое может садиться подпружиненная тарельчатая заслонка 4 при закрытии клапана. Приводом запорного органа является полый трехступенчатый поршень 5, который

55 диаметры, уменьшающиеся в направлении запорного органа, а между корпусом 1 верхней и средней ступенями поршня 5 обра- 35 образует с корпусом 1 три камеры — управляющую камеру 13, следящую камеру 7 и кольцевую камеру 6, Камеры 6 и 7 сообщаются между собой средством для дросселирования 2. Назначение камеры 7 "следить" за давлением в полости насосно-компрессорных труб (HKT) и в случае его резкого снижения или при аварии, закрыть клапан, воздействуя на вторую ступень поршня 5.

Дроссель 2 с одной стороны обеспечивает передачу давления в камеру 7, а с другой стороны медленный перепуск газа из нее. В камере 6 находится подпружиненная тарельчатая заслонка 4 и до начала работы устройства полость камеры 6 изолирована от скважинной жидкости, а давление в ней атмосферное. Герметизирующая втулка 8 предназначена для защиты камер 6 и 7 от промывочной жидкости в скважине, которая не должна попадать в следящую камеру 7 до освоения скважины и перехода ее на газ. Во втулке 8 выполнен продольный канал 10 с установленной в нем тарированной разрушаемой диафрагмой 12 (фиг.2), При освоении скважины давление в полости НКТ после замещения бурового раствора начинает возрастать и при расчетном давлении газа диафрагма 12 прорывается, срезанная часть ее улавливается в кольцевой проточке

11. Эта проточка соединена с кольцевой камерой 6 посредством продольных каналов

9. Происходит заполнение следящей камеры 7 добываемым газом, При резком падении давления в осевом канале ствола ступенчатый поршень 5 начинает перемещаться вверх до упора, при этом подпружиненная заслонка 4 поворачивается и садиться на седло 3 корпуса клапана (фиг,3).

При аварийной ситуации, когда резкого падения давления в полости лифтовой колонны не происходит (образование свища, трещины и т.д.) необходимо обеспечить принудительное закрытие канала, Для этого предусмотрена управляющая камера 13, в которую с устоя скважины подают через канал 18 и импульсную трубку 19 избыточное давление, При превышении произведения давления на подпоршневую площадь над давлением газа сверху на поршень 5 со стороны лифтовой полости, поршень 5 переместится вверх и заслонка 4 перекроет скважину. Для открытия закрытого клапана в лифтовую полость нэд заслонкой подают давление газа из шлейфа. Поршень 5 начнет перемещаться вниз, открывая заслонку 4 при давлении над заслонкой 4 меньше, чем под ней.

Для окончательного выравнивания давления,исключения слома оси 14 заслонки, последняя выполнена таким образом (фиг,3

1694862 и 4), что нижний торец поршня 5 сначала контактирует с краем заслонки 4 (как показано на фиг.3), обеспечивая вращение последней вокруг новой оси вращения, образованной на поверхности седла 36 опорной точке 16, которая образована-эллиптическим зазором в отверстии 15, При достижении торцом поршня 5 и заслонкой положения, показанного на фиг.4 произойдет переток газа в полость над заслонкой и давление выравнивается, после чего поршень 5 перемещается вниз до упора, поворачивая разгруженную заслонку 4 в открытое. положение.

Формула изобретения

Клапан-отсекатель для газовой скважины, содержащий корпус с осевым кана.лом, со средством для дросселирования и седлом, эапорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки с узлом управления, включающим установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным орга.ном трехступенчатый поршень с осевым каналом, образующий с корпусом последовательно размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом корпуса кольцевую и следящую камеры, и средство для подачи силового агента, о т л ич а ю шийся тем, что.с целью повышения эффективности и эксплуатационной надеж5 ности в работе путем обеспечения воэможности автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа, он снабжен размещенной в

1D нижней части корпуса под запорным органом с возможностью взаимодействия с нижней степенью поршня герметизирующей втулкой с осевым и продольными каналами, гидравлически связанными с кольцевой ка15 мерой и осевым каналом корпуса ниже уровня установки запорного органа, с кольцевой проточкой для гидравлического сообщения продольных каналов и с тарированной разрушаемой диафрагмой, установленной в

20 продольном канале под кольцевой проточкой, средство для дросселирования размещено между следящей и кольцевой камерами, причем ступени поршня имеют диаметры, уменьшающиеся в направлении

25 запорного органа, а между корпусом, верх ней и средней ступенями поршня образована управляющая камера со средством для подачи силового агента, 1694862

Составитель В,Борискина

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М. Кучерявая

Редактор И.Сегляник

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4141 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

    

findpatent.ru

Скважинный клапан-отсекатель

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для перекрытия стволов скважин. Скважинный клапан-отсекатель включает корпус с размещенным в нем запорным органом в виде плунжера с обратным клапаном, упором и возвратной пружиной. Над корпусом размещен пакер. Проходные каналы в корпусе и в запорном органе сообщают подпакерную и надпакерную зоны в положении “открыто”. В корпусе жестко закреплен узел фиксации запорного органа в виде ловителя, совмещенный с быстроразъемным соединением. Ловитель выпонен в виде свободновращающегося фиксатора, связан в положении “закрыто” с направляющими элементами, выполненными на внутренней поверхности полого цилиндра быстроразъемного соединения. Упрощается конструкция, обеспечивается надежность работы в эксплуатации и длительный срок службы. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для перекрытия ствола скважин, и может быть использовано при эксплуатации и ремонте фонтанирующих скважин.

Известно устройство для перекрытия скважины, содержащее поршни, образующие полость, клапан с седлом, связанный с поршнем шток с затвором и выполненным в нем гидравлическим каналом, сообщающим затрубное пространство под клапаном с полостью между поршнями (а.с. SU № 1143829, кл. Е 21 В 34/06, опубл. 1985). Недостатком этого устройства является сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность, необходимость выравнивания давления над и под пакерным элементом для его открытия, нечеткое позиционирование затвора, при плавном изменении перепада давления на затворе приводит к его возвратно-поступательному движению и требует создания дополнительного гидравлического импульса для его закрытия.Известен скважинный клапан-отсекатель (патент РФ № 2107152, МПК Е 21 В 34/06, опубл. 20.03.98), включающий корпус с упором, в котором размещен золотник с центральным и радиальными каналами и обратным клапаном. Корпус и золотник образуют кольцевую полость, в которой размещен тороидальный уплотнительный элемент, установленный с возможностью перемещения относительно корпуса и золотника.Тороидальный уплотнительный элемент с золотником и обратным клапаном образуют запорный орган. В нижней части золотника установлено быстроразъемное соединение, связанное посредством шарнира с узлом фиксации, жестко закрепленном в корпусе.Главными недостатками известного клапана-отсекателя являются сложность конструкции и ненадежность работы, что объясняется следующими особенностями его конструкции:запорный орган состоит из золотника с клапаном и тороидального уплотнения, которое не обеспечивает необходимую герметичность, так как быстро теряет свои упругие свойства в пластовой воде; узел фиксации, соединенный шарнирным соединением с быстроразъемным соединением, представляет собой довольно громоздкую конструкцию, при этом как шарнирное соединение, так и быстроразъемное, состоящие из мелких пружин и шариков, быстро коррелируют в пластовой воде и выходят из строя. Таким образом, возникла необходимость создания скважинного клапана-отсекателя, простого по конструкции и надежного в работе.Указанная задача решается тем, что в известном скважинном клапане-отсекателе, включающем пакер, установленный под пакером корпус с размещенным в нем запорным органом, снабженным обратным клапаном, упором и возвратной пружиной, проходные каналы в корпусе и запорном органе, сообщающие подпакерную и надпакерную зоны в положении “открыто”, и узел фиксации запорного органа, жестко закрепленный в корпусе и связанный с быстроразъемным соединением, согласно изобретению узел фиксации запорного органа совмещен с быстроразъемным соединением и выполнен в виде закрепленного в корпусе ловителя, представляющего собой свободновращающийся фиксатор, связанный в положении "закрыто" с направляющими элементами, выполненными на внутренней поверхности полого цилиндра быстроразъемного соединения, при этом запорный орган выполнен в виде плунжера.Целесообразно упор выполнить в виде ограничительного кольца.Боковая поверхность плунжера может быть снабжена уплотнительными кольцами, а проходные каналы плунжера соединены кольцевой канавкой по наружной поверхности плунжера.Ловитель желательно закрепить в корпусе посредством регулировочной шайбы.Направляющие элементы полого цилиндра целесообразно выполнить в виде синусоидальной канавки с ограничителем.Выполнение предлагаемого устройства так, как указано выше, позволяет отказаться от таких ненадежных в работе узлов, как тороидальное уплотнение, шарнирное соединение, сократить количество гидравлических каналов, т.е. максимально упростить конструкцию и тем самым повысить долговечность его работы.На фиг.1 показан скважинный клапан-отсекатель в положении “открыто” (продольный разрез, на фиг.2 - в положении “закрыто”, на фиг.3 - развертка полого цилиндра.Клапан-отсекатель включает корпус 1, установленный под пакером 2. В корпусе 1 размещен плунжер 3 с обратным клапаном 4, ограничительным кольцом 5, уплотнительными кольцами 6. В корпусе 1 и плунжере 3 выполнены проходные гидравлические каналы 7 и 8, расположенные соосно в положении “открыто” (фиг.1). Плунжер 3 связан при помощи штока 9 с узлом фиксации 10 и возвратной пружиной 11. На регулировочной шайбе 12 установлен ловитель 13. Узел фиксации 10 (фиг.3) выполнен в виде полого цилиндра 14, на внутренней поверхности которого размещены направляющий элемент 15 и ограничитель 16, образующие синусоидальную канавку.Клапан-отсекатель работает следующим образом.Клапанное устройство устанавливается в открытом положении (как показано на фиг.1) на нижней стороне пакера 2, спускается в скважину и устанавливается над зоной перфорации. При спуске пакера жидкость. находящаяся в скважине, проходит из подпакерной зоны через совмещенные каналы 7 и 8, обратный клапан 4 и выходит в надпакерную зону.Совмещенное положение проходных каналов 7 и 8 обеспечивается положением ограничительного кольца 5 и усилием возвратной пружины 11. После посадки пакера 2 в эксплуатационной колонне скважина готова к работе. Она может эксплуатироваться как фонтанным, так и любым механизированным способом. Жидкость из продуктивного пласта через проходные каналы 7 и 8, шариковый клапан 4 свободно проходит к устью скважины.При необходимости проведения подземного ремонта к устью скважины подключается насосный агрегат, который начинает закачивать жидкость и скважину. Обратный клапан 4 закрывается. Когда давление над плунжером 3 превысит пластовое давление (т.е. под плунжером) плунжер 3 начинает опускаться вниз, сжимая пружину 11. Цилиндр 14 заходит на ловитель 13 и, поворачивая подвижную крестовину ловителя, заякоривается. Момент захвата цилиндра 14, или момент остановки движения плунжера 3, будет отмечен резким повышением давления на манометре, установленном на нагнетательной линии задавочного насоса. Если учесть, что скважина была полна жидкости, а жидкость не сжимаема, то это произойдет в течение нескольких секунд. В это время необходимо остановить закачку, стравить излишнее давление. При этом пружина 11 попытается разжаться и приподнимет цилиндр 14 на величину его свободного хода, оставляя в то же время зафиксированным в нижнем положении. При этом проходные каналы 7 и 8 будут смещены друг относительно друга на величину хода плунжера 3, поток жидкости будет перекрыт, избыток жидкости, находящийся под плунжером 3 в момент его движения вниз, свободно вытекает в отверстие регулировочной шайбы 12.В скважине проводятся необходимые ремонтные работы.По окончании ремонта и необходимости вновь ввести скважину в работу, вновь включается задавочный насос, подключенный к устью. При создании давления, превышающего пластовое, плунжер 3 вновь опускается вниз на величину свободного хода цилиндра 14, что также отмечается по показаниям увеличения давления на манометре задавочной линии. Насос отключается, давление стравливается. Пружина 11 поднимает плунжер 3 вверх, цилиндр 14 выходит из зацепления с ловителем 13, и плунжер 3 поднимается в свое крайнее верхнее положение к ограничительному кольцу 5, совмещая проходные каналы 7 и 8. Скважина готова к работе.Предлагаемый клапан-отсекатель является простым по конструкции и надежным в эксплуатации, что предопределяет длительный срок его службы.

Формула изобретения

1. Скважинный клапан-отсекатель, включающий пакер, установленный под пакером корпус с размещенным в нем запорным органом, снабженным обратным клапаном, упором и возвратной пружиной, сообщающие подпакерную и надпакерную зоны в положении “открыто” проходные каналы в корпусе в запорном органе и узел фиксации запорного органа, жестко закрепленный в корпусе и связанный с быстроразъемным соединением, отличающийся тем, что узел фиксации запорного органа совмещен с быстроразъемным соединением и выполнен в виде ловителя, представляющего собой свободновращающийся фиксатор, связанный в положении “закрыто” с направляющими элементами, выполненными на внутренней поверхности полого цилиндра быстроразъемного соединения, при этом запорный орган выполнен в виде плунжера.2. Скважинный клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что упор выполнен в виде ограничительного кольца.3. Скважинный клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что боковая поверхность плунжера снабжена уплотнительными кольцами.4. Скважинный клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что ловитель закреплен в корпусе на регулировочной шайбе.5. Скважинный клапан-отсекатель по п. 1, отличающийся тем, что направляющие элементы полого цилиндра выполнены в виде синусоидальной канавки и ограничителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

findpatent.ru

Скважинный клапан-отсекатель

 

Использование: изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ, а также в аварийных случаях при нарушении работы устьевого оборудования. Сущность изобретения: скважинный клапан-отсекатель состоит из корпуса, запорного узла, механизма управления запорным узлом. Отличительной особенностью клапана-отсекателя является то, что корпус обратных клапанов и запорный узел образуют полость, в которой размещен цилиндр механизма управления, гидравлически связанный с надклапанным пространством, и на нем размещена аварийная автоматическая система закрытия клапана отсекателя, настроенная на предельно допустимую для данной скважины пропускную способность. Аварийная система одноразовая и включает в себя сосуд высокого давления, запорный узел сосуда высокого давления и привод запорного узла. При ее срабатывании клапан-отсекатель закрывается и затем возможна эксплуатация клапана как обычно. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для эксплуатации нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ, а также автоматического перекрытия ствола в аварийных ситуациях.

Известен клапан отсекатель [1] содержащий корпус с закрепленным в нем запорным узлом, состоящим из двух дисков с отверстиями, имеющими возможность разворота относительно друг друга на определенный угол до совмещения отверстий и с расположенными на одном из дисков обратными клапанами механизма управления, а также механизма управления, состоящего из цилиндра с поршнем и подпружиненного штока с нарезанной винтовой канавкой, кинематически связанного с подвижным диском. Недостатком известного клапана является то, что обратные клапаны механизма управления размещены на неподвижном диске, что приводит к снижению пропускной способности. Цель изобретения повышение пропускной способности клапана, а также возможности его автоматического закрытия в аварийных случаях. Указанная цель достигается тем, что узел обратных клапанов размещен отдельно от запорного узла и образует с последним полость, в которой расположен цилиндр механизма управления, гидравлически связанный с надклапанным пространством при помощи канала управления. Кроме того, на цилиндре механизма управления установлена система аварийного автоматического закрытия клапана. На чертеже изображен общий вид устройства. Скважинный клапан отсекатель состоит из корпуса 1, внутри которого размещен запорный узел 2 в виде неподвижного диска 3 и подвижного диска 4, имеющих соосно расположенные отверстия, механизма управления запорным узлом, выполненного в виде верхнего 5 и нижнего 6 средоразделителей, состоящего из плунжера 7 и пружины 8, уплотнения 9 и корпуса 10 средоразделителей, обратного клапана 11, рабочего цилиндра 12, совмещенного со штоком поршня 13 и возвратной пружиной 14. На цилиндре 12 установлена система аварийного закрытия клапана, состоящего из сосуда высокого давления 15, запорного узла 16, привода управления запорным узлом 17, поршня 18, пружины 19, уравнительным клапаном 20. Полости А и Б связаны между собой каналом управления 21. Кинематическая связь между штоком 13 и подвижным диском 4 осуществляется через обгонную муфту 22 за счет винтовой канавки на штоке 13 и корпуса 10. Все полости механизма управления заполнены маслом. Сосуд высокого давления 15 обладает потенциальной энергией. Привод запорного узла 17 имеет определенное гидравлическое сопротивление. Работа клапана отсекателя осуществляется следующим образом. Устройство спускают в скважину в открытом состоянии и устанавливают на пакере. Освоение скважины осуществляется обычным способом и скважина вводится в работу. При этом клапан узла 11 не препятствует движению флюида. При возникновении необходимости перекрытия ствола скважины в затрубном пространстве создают определенное давление, при этом клапан узла 11 закрывается, а давление через верхний средоразделитель 5 по каналу 21 передается на поршень 13, шток поршня, перемещаясь, своей винтовой канавкой воздействует на обгонную муфту 22, которая, замыкаясь, приводит во вращение подвижный диск 4 до полного закрытия запорного узла клапана 2 отсекателя. При сбросе давления в затрубном пространстве до P 0 пластовое давление, а также усилия пружин возвращают поршень 13 в исходное состояние. Обгонная муфта 22 во время хода штока 13 вверх размыкается и, проворачиваясь, не влияет на подвижный диск 4. Все детали механизма управления занимают исходное положение. Клапан закрыт. Открытие клапана отсекателя осуществляется повторным созданием избыточного давления в затрубном пространстве. При этом давление по каналу управления 22 воздействует на механизм управления запорным узлом, открывая его, а обратный клапан 11, находясь в закрытом состоянии, поддерживают необходимое давление управления. При сбросе давления до P 0 все детали механизма управления занимают исходное положение. Клапан открыт. При возникновении аварийной ситуации, например нарушении целостности устьевого оборудования и превышении расхода флюида расчетных для данного клапана значений, сила гидравлического сопротивления привода 13 воздействует на запорный узел 16, приводя его в действие. Потенциальная энергия, освобождаясь из сосуда 15 и поступая в полость B, действует на поршень 18 аварийной системы, который при перемещении вначале перекрывает канал управления 21, а затем действует на рабочий поршень 13 и соответственно на весь механизм управления запорным узлом 2, переводя клапан в закрытое состояние. В конце хода поршня 18 происходит открытие уравнительного клапана 20, который остается в открытом состоянии. Давление в механизме управления выравнивается, пружина 19 возвращает поршень в исходное положение, при этом открывается канал управления 21 и все детали механизма управления занимают исходное положение. Клапан отсекатель закрыт и возможны дальнейшие операции с ним. Аварийная система рассчитана на одноразовое срабатывание. Источники информации Патент РФ 2011797 от 27.01.92 г.

Формула изобретения

Скважинный клапан-отсекатель, включающий цилиндрический корпус с размещенными в нем запорным узлом в виде подвижного и неподвижного дисков с соосно расположенными отверстиями и механизма управления в виде верхнего и нижнего средоразделителей, обратных клапанов, цилиндра с рабочим поршнем и подпружиненным штоком, установленным с возможностью взаимодействия с подвижным диском, отличающийся тем, что он снабжен системой аварийного закрытия запорного узла и каналом управления, корпус как минимум одного обратного клапана, запорный узел и цилиндрический корпус образуют полость, в которой размещен цилиндр с рабочим поршнем, и подпружиненным штоком, система аварийного закрытия запорного узла выполнена в виде сосуда высокого давления с запорным узлом и приводом его управления, и подпружиненного поршня с установленным на нем уравнительным клапаном, при этом канал управления гидравлически связывает цилиндр механизма управления с надклапанным пространством, подпружиненный поршень с установленным на нем уравнительным клапаном размещен в цилиндре механизма управления с возможностью перекрытия канала управления при перемещении, сосуд высокого давления установлен на цилиндре механизма управления, рабочий поршень выполнен заодно со штоком и кинематически связан с подвижным диском посредством обгонной муфты, нижний средоразделитель выполнен в виде плунжера с возвратной пружиной и сальникового уплотнения в корпусе, установленном на подвижном диске.

РИСУНКИ

Рисунок 1

findpatent.ru

Скважинный отсечной клапан

Изобретение относится к погружным устройствам, предназначенным для дистанционного, многократного, герметичного перекрытия и разделения внутрискважинного пространства. Клапан состоит из корпуса с размещенными в нем клапанным узлом, приводящим и фиксирующим механизмами, а также присоединительными патрубками. Клапан выполнен в виде полого цилиндра с отверстиями в корпусе в нижней и верхней частях для поступления жидкости из подклапанной и надклапанной зон. В верхней части расположен поршень, соединенный через шток с фиксирующим устройством, которое, в свою очередь, соединено с клапанным узлом. Фиксирующее устройство состоит из двух цилиндрических деталей - венца и фиксатора со шлицами на наружной поверхности, имеющими оппозитные торцевые зубцы с криволинейными поверхностями, обеспечивающие осевое проворачивание фиксатора и установку в обойме с внутренними шлицами, что обеспечивает многократность срабатывания устройства. Самоустанавливающийся клапан и уплотнение металл по металлу обеспечивают надежную герметизацию. Тем самым исключается необходимость глушения скважины задавочной жидкостью при проведении внутрискважинных работ. Технический результат заключается в повышении эффективности процесса герметизации и разобщения внутрискважинного пространства. 4 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к погружным устройствам, предназначенным для дистанционного, многократного, герметичного перекрытия и разделения внутрискважинного пространства.

Известен скважинный клапан-отсекатель, содержащий корпус, установленный под пакером. В корпусе размещен плунжер с обратным клапаном, ограничительным кольцом и уплотнительными кольцами. В корпусе и плунжере выполнены проходные гидравлические каналы, расположенные соосно в положении "открыто". Плунжер связан при помощи штока с узлом фиксации и возвратной пружиной. На регулировочной шайбе установлен ловитель. Узел фиксации выполнен, в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого размещены направляющий элемент и ограничитель, образующие синусоидальную канавку. [RU 2224087 C2, МПК E21B 34/06, опубл. 20.02.2004 г.]

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность герметизации, так как не исключена возможность попадания механических примесей и парафинообразований в зоне между кольцом ограничителем и плунжером, что затруднит соосное совмещение каналов. Так же наличие уплотнительных элементов плунжера и цилиндра снижает срок службы и надежность устройства.

Также известен скважинный клапан-отсекатель содержащий корпус, запорный узел, механизм управления запорным узлом. Корпус обратных клапанов и запорный узел образуют полость, в которой размещен цилиндр механизма управления, гидравлически связанный с надклапанным пространством, и на нем размещена аварийная автоматическая система закрытия клапана отсекателя, настроенная на предельно допустимую для данной скважины пропускную способность. [RU 2099505 C1, МПК E21B 34/06, опубл. 20.12.1997 г.]

Недостатком известной конструкции является сложность конструкции и повышенные гидравлические сопротивления, как в устройстве перекрытия, так и в обратном клапане. Также при пульсирующем режиме работы скважины возможно срабатывание одноразовой аварийной системы, что приведет к срыву работы скважины и извлечению устройства из скважины.

Задачей, на которое направлено техническое решение, является дистанционное, многократное, надежное, герметичное разобщение внутрискважинного пространства, для исключения глушения скважины задавочной жидкостью, при проведении внутрискважинных работ.

Техническим результатом является, повышение эффективности процесса герметизации и разобщения внутрискважинного пространства, путем применения скважинного отсечного клапана новой конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что скважинный отсечной клапан содержит корпус с размещенными в нем клапанным узлом, приводящим и фиксирующим механизмами, а также присоединительными патрубками. Отсечной клапан выполнен, в виде полого цилиндра с отверстиями в корпусе, в нижней и верхней частях, для поступления жидкости из под клапанной и над клапанной зон. В верхней части, расположен поршень соединенный через шток с фиксирующим устройством, которое в свою очередь, соединено с клапанным узлом. Фиксирующее устройство состоит из двух цилиндрических деталей - венца и фиксатора, со шлицами на наружной поверхности, имеющие оппозитные торцевые зубцы с криволинейными поверхностями, обеспечивающие осевое проворачивание фиксатора и установку в обойме со внутренними шлицами, что обеспечивает многократность срабатывания устройства. Самоустанавливающийся клапан и уплотнение метал по металлу, обеспечивают надежную герметизацию.

На фиг.1 изображен отсечной клапан в положении «открыт», на фиг.2 изображен отсечной клапан в положении «закрыт», на фиг.3 изображено сечение клапана А-А, на фиг.4 изображено сечение клапана В-В.

Скважинный отсечной клапан (фиг.1) включает патрубок 1 соединенный резьбовым соединением с цилиндром 2 в котором расположены заглушка 3, фильтр 4, поршень 5 соединенный со штоком 6. Для привода в действие клапана 9, в корпусе 7 расположено фиксирующее устройство, состоящее из крышки 10, гильзы 11, обоймы 12, венца 13 и фиксатора 14. Фиксирующий механизм, через цапфу 15 соединен со штоком 8 на котором расположен клапан 9 перекрывающий отверстие в седле 18, расположенном между корпусом 17 и патрубком 19. Для удержания клапана в открытом состоянии в нижней части расположена пружина 21 упирающаяся в диск 16 и корпус 17. Для возврата поршня в исходное положение используется пружина 20. В верхней части корпуса 2 выполнены циркуляционные отверстия 22, для подачи рабочей жидкости. А в корпусе 17 выполнены отверстия 23, для циркуляции добываемой жидкости.

Скважинный отсечной клапан работает следующим образом.

Клапан устанавливается между гидравлическим якорем сверху и механическим пакером снизу, находящихся в скважине автономно, ниже глубины спуска насосного оборудования, но выше зоны перфорации. Спуск в скважину осуществляется в состоянии «открыто». При необходимости закрытия клапана, по затрубному пространству с поверхности, подается рабочая жидкость под давлением. Жидкость через циркуляционные отверстия 22 и фильтр 4 попадает в полость С между крышкой 3 и поршнем 5. Превысив сопротивление пружины 20, жидкость приводит поршень 5 в осевое движение. Тот в свою очередь, через шток 6 и цапфу 15 приводит в действие фиксатор 14. При осевом перемещении фиксатора 14 его торцевые зубцы с криволинейными поверхностями взаимодействуют с оппозитными торцевыми зубцами с криволинейными поверхностями венца 13, что заставляет одновременно фиксатор 14 совершать осевое и вращательное движение. Венец 13 и фиксатор 14 имеют на наружных поверхностях шлицы, которые входят в зацепление со внутренними шлицами в обойме 12. Ход поршня 5 рассчитан на перемещение фиксатора 14, до выхода из зацепления шлицев со шлицами обоймы 12, и поворот фиксатора 14 на 60°, после чего тот упирается о фиксирующие шлицы обоймы 12 и остается в выдвинутом положении. Вместе с фиксатором 14 перемещается шток 8 который прижимает клапан 9 к седлу 18. В результате жидкость из под клапанной зоны не поступает и полость D не сообщается с циркуляционными отверстиями 23. После закрытия клапана подача жидкости под давлением с поверхности прекращается, поршень 5 под действием пружины 20 возвращается в исходное положение. Для открытия клапана по затрубному пространству с поверхности, подается рабочая жидкость под давлением. Жидкость через циркуляционные отверстия 22 и фильтр 4 попадает в полость С между крышкой 3 и поршнем 5. Превысив сопротивление пружины 20, жидкость приводит поршень 5 в осевое движение. Тот в свою очередь, через шток 6 и цапфу 15 приводит в действие фиксатор 14. При осевом перемещении фиксатора 14 его торцевые зубцы с криволинейными поверхностями взаимодействуют с оппозитными торцевыми зубцами с криволинейными поверхностями венца 13, что заставляет одновременно фиксатор 14 совершать осевое и вращательное движение. Венец 13 и фиксатор 14 имеют на наружных поверхностях шлицы, которые входят в зацепление со внутренними шлицами в обойме 12. Ход поршня 5 рассчитан на перемещение фиксатора 14, до выхода из зацепления шлицев со шлицами обоймы 12, и поворот фиксатора 14 на 60°, после чего тот вместе с венцом 13 попадает в шлицы обоймы 12 и перемещается до упора в крышку 10, увлекая за собой цапфу 15, шток 8 с посаженным на нем диском 16, клапан 9. Таким образом, образуется циркуляция между полостью D и отверстиями 23, выводящие добываемую жидкость в над клапанное пространство.

Тем самым исключается необходимость глушения скважины задавочной жидкостью, при проведении внутрискважинных работ. Таким образом, предлагаемая конструкция скважинного отсечного клапана повышает его надежность отключения продуктивного пласта от скважины на время проведения в ней работ.

Скважинный отсечной клапан может быть изготовлен известными средствами и применен для работы с существующим оборудованием. Все это свидетельствует о наличии промышленной применимости предлагаемой конструкции скважинного отсекателя.

Скважинный отсечной клапан, включающий патрубок, соединенный резьбовым соединением с цилиндром, в котором расположены заглушка, фильтр, поршень, соединенный со штоком, клапан, фиксирующее устройство, состоящее из крышки, гильзы, обоймы, венца и фиксатора, цапфу, соединенную со штоком, на котором расположен клапан, перекрывающий отверстие в седле, расположенном между корпусом и патрубком в нижней части с пружиной, упирающейся в диск и корпус, с циркуляционными отверстиями на корпусе, отличающийся тем, что скважинный отсечной клапан выполнен в виде полого цилиндра с отверстиями в корпусе в нижней и верхней частях, в корпусе размещен клапанный узел, приводящий и фиксирующий механизмы, присоединительные патрубки, фиксирующее устройство представляет собой две цилиндрические детали - венец и фиксатор со шлицами на наружной поверхности, имеющие оппозитные торцевые зубцы с криволинейными поверхностями, обеспечивающие осевое проворачивание фиксатора и установку в обойме со внутренними шлицами, что обеспечивает многократность срабатывания устройства, а также самоустанавливающееся исполнение клапана и уплотнение "металл по металлу" обеспечивает надежную герметизацию.

findpatent.ru


Смотрите также