Скважинное клапанное устройство

 

СКВАЖИННОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее эксцентрично установленный относительно колонны подъемных труб корпус, внутри которого установлены седло и подпрзпкиненный сверху затвор, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможносуей устройства при эксплуатации скважин глубинньвда насосами, оно снабжено жестко связанныг с нижней частью затвора хвостовиком с каналами и подпружиненным стаканом с шариковым фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с корпусом и хвостовиком. «

69} (И}

COOS СОВЕТСКИХ

СОИ ЗЮЗЮ

РЕСПУБЛИК эСИ} E 21 В 34/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Ф

ts

Рд т5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3469864/22-03 (22) 27.04.82 (46) 15.07.84,. Бюл. В 26 (72) А.А.Харитонов (71) Нефтегазодобывающее управление

"Елховиефть" (53) 622.276.53 (088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 583346, кл. Z 16 К 17/34, 19?6.

2. Справочник по эксплуатации нефтяных месторождений. Ч. 1, И., "Недра", 1964, с. 63 (прототип). (54)(57) СКВАЖИННОЕ КЛАПАННОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее эксцентрично установленный относительно колонны подъемных труб корпус, внутри которого установлены седло и подпружиненный сверху затвор, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей устройства прн эксплуатации скважин глубинными насосами, оно снабжено жестко связаннык с нижней частью затвора хвостовиком с каналас ми и подпружиненным стаканом с шариковым фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с корпусом и хвостовиком.

11028

Изобретение относится к нефте газодобывающей промышленности и мо«(ет быть использовано во всех нефтяных скважинах, оборудованных глубинными насосами (ЭЦН, ШГН). ю S

Известно клапанное устройство, в полости которого имеется полость подачи рабочей среды, где расположен подвижный шток с сильфонным приводом, нагруженный пружиной. Шток с коническим выступом перемещается вдоль оси закрывающего стакана с расходными отверстиями, нагруженный пружиной. Закрывающий стакан с коль-— цевым выступом взаимодействует с 15 уплотнительным элементом в диафрагме.

В последней имеются отверстия. Диафрагма установлена со стороны входного патрубка. Закрывающий стакан снабжен хвостовиком с коническим . выступом, который взаимодействует с упругими элементами в форме лепестков, снабженных захватами. Усилия пружин выбраны из условия срабатывания. Такое выполнение устройства обеспечивает многократность срабаты- вания устройства при периодических изменениях давления. В данном клапане при перепаде давления происходит перекрытие магистрали (1j, Недостатком указанного устройства является трудность в регулировке упругих элементов, которые при большом усилии могут заклиниться, при малых усилиях возможен отказ в фик- 35 сировании. Из-за большой периодичности диапазона изменения давлений

s нефтяных скважинах применение сильфона и диафрагм невозможно. Большие габаритные размеры не позволяют 40 использовать клапан в скважинах и . нет гарантий надежной герметичности закрытия при наличии абразивных частиц и парафина.

Наиболее близким к предлагаемому является скважинное клапанное устройство, содержащее эксцентрично установленный относительно колонны подъемных труб корпус, внутри которого установлены седло и подпружиненный сверху затвор (23.

Недостатком известного клапанного устройства являются ограниченные технологические возможности при эксплуатации скважин глубинными на- 55 сосами, поскольку оно не обеспечивает работу в режиме циркуляционноrо-клапана .при глушении и промывке

98 2 нефтяных скважин, а также невозможен слив жидкости при подъеме. колонны подъемных труб.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей устройства при эксплуатации скважин глубинными насосами.

Указанная цель достигается тем, что скважинное клапанное устройство, содержащее, эксцентрично установленный, относительно колонны подъемных труб корпус. внутри которого установлены седло и подпружиненный сверху затвор, снабжено жестко связанным с нижней частью затвора хвостовиком с каналами и подпружиненным стаканом с шариковым фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с корпусом и хвостовиком.

На чертеже изображено скважинное клапанное устройство, общий вид.

Устройство содержит колонну подъемных труб 1, корпус 2, эксцентрично установленный относительно колонны подъемных труб i внутри корпуса 2 установлены седло 3 и затвор 4, выполненный в виде конуса с углом конусности 30, подпружиненный сверху пружиной 5.-Корпус 2 имеет радиальные отверстия 6, цилиндрический выступ 7, стакан 8, подпружиненный пружиной 9 и имеющий шариковый фиксатор 10, нижнюю пробку 11 с отверстием !2, верхнюю герметизирующую пробку 13. Нижняя члгт вора 4 связана с хвостовиком 14 с каналами 15 для прохода жидкости и газа и имеет выступ 16. Клапанное устройство устанавливают в скважине вьппе глубинного насоса. В стакане 8: выполнено отверстие 17.

Устройство работает следующим образом.

При эксплуатации нефтяных скважин глубинными насосами давление в затрубном. пространстве увеличивается умеренно, превышая давление в колонне подъемных труб. По мере возрастания давления в эатрубном пространстве, способного пересилить вес затвора 4, силу пружины 5 и трения шариков его фиксатора 10, затвор 4 открывается не на полную высоту, шариковый фиксатор 5 скользит по хвостови- . ку 14. Давление из затрубного пространства эффектом фонтана стравливается в колонну подъемных труб, При этом устройство работает как регулятор режима работы глубинных

98 4

ЗНИИДИ Заказ 49 1 9/2 1 Тираж 565 Подписное .

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проекзмаа, 4

3 11028 насосов, увеличивая депрессию на нефтяной пласт . После выравнивания давления в затрубном пространстве и колонне подъемных труб под действием силы пружины 5, затвор 4 круглого о сечения с углом консуности 30 садится на острую кромку седла 3. Это создает надежную герметичность в результате самопритирания. При этом исключается негерметичность при 10 наличии парафина и абразивных частиц в рабочей среде.

При промывке и глушении скважин перед извлечением глубинных насосов закачиваемая жидкость из затрубного пространства через отверстия(17 и 15 поднимает затвор 4 максимально с хвостовиком .14. За хвостовиком

14 под действием пружины 9 поднимается стакан 8 с шариковым фиксатором } О,: выходящим из зацепления с выступом

7 корпуса 2. Стакан 8 входит в зацепление с выступом 16 хвостовика 14, под действием пружины 9 затвор 4 остается открытым и работает как слиВной клапан.

При необходимости закрытие устройства осуществляется закачкой жидкости насосным агрегатом в колонну подъемных труб. Жидкость, проходя через отверстие 17, давит на стакан 8, который сжимает пружину 9, шариковый фиксатор 10 утапливается в выступе 7 корпуса 2, пропуская хвостовик 14 .вниз, и устройство закрывается зат0 35 вором 4 с углом конусности 30, упираясь в острую кромку седла 3.

Этим создается надежная герметичность в результате самопритирания, причем исключается негерметичность при на40 личин парафина и абразивных частиц в рабочей среде.

Устройство работает как циркуляционный клапан и при глушении скважин в случаях отсутствия циркуляции через

45 глубинные насосы.

При работе устройства как регулятора режима увеличивается производительность глубинных насосов, тем самым увеличивают депрессию на нефтяной пласт, уменьшают вредное воз50 действие попутного газа на работу глубинных насосов. При работе в качестве сливного клапана сокращается время подъема глубинных насосов при подземном и капитальном ремонте скважин, а также устраняется возможность разлива нефти в жидкости. При работе в качестве циркуляциоиного клапана на скважинах, где нефтяные пласты с плохой проницаемостью, при отсутствии циркуляции через глубинные насосы создается возможность глушения и промывки перед подземным и капитальным ремонтом скважины.

Таким образом, клапанное устройство, постоянно закрытое от циркуляции из колонны подъемных труб, создает нормальные условия эксплуатации, исследования и контроля за работой глубинных насосов. В устройстве предусмотрена надежная герметичность системы при наличии парафина и абразивных частиц за счет выполнения угла конусности затвора

30 Отверстие седла затвора выполнено с острой кромкой, т.е ° самопритирающимся. Устройство открывается и закрывается автоматически при перепаде давления в затрубном пространстве скважины и в колонне подъемных труб. Клапанное устройство просто изготовить, малогабаритные размеры позволяют устанавливать его во все нефтяные скважины существующих конструкций, зксплуатирующихся глубинными насосами. Клапанное устройство многофункционально. При работе регулятора режима оно создает стабильность в работе глубинных насосов, при низких динамических .уровнях в скважине улучшается охлаждение электропогружного двигателя за счет дополнительного потока нефтегазовой смеси, проходящего через клапанное устройств, что дает увеличение межремонтного периода работы электроцентробежного насоса.

Кроме того, применение клапанного устройства обеспечивает снижение давления промывки, тем самым экономит время, необходимое для промывки скважины. Исключается разлив зидкости при подъеме насосно-компрессорных труб, что сокращает время спускоподъемных операций и обеспечивает безопасные условия труда.