Газлифтный клапан

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСХИХ

РЕСПУБЛИХ

1.,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С5

СЬ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3633364/22-03 (22) 12.08.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) Л. М. Лунц, Э. П. Мокрищев, В. К. Шарапинский и В. Г. Лукаш (71) Казахский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.276.52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 924354, кл. Е 21 В 34/06, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 303418, кл. Е 21 В 34/06, 1968 (прототип) .

„SU„„1151660 А

4(5D E 21 В 34 06 (54) (57) ГАЗЛИФТНЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с осевым и радиальными каналами для пропуска газа, подпружиненные шток и толкатель, запорный элемент и седло, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе в корпусе клапана в месте размещения запорного элемента выполнен посадочный узел в виде диффузора с пазами на внутренней поверхности, сообщающими пространство под запорным элементом с пространством над запорным элементом, который установлен в диффузоре без зазора.

1151660

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин газлифтным способом.

Известен газлифтный клапан, состоящий из корпуса, чувствительного элемента, толкателя, сердечника, втулки, шарика и седел (11.

Недостатком этого клапана является малая надежность вследствие возможности залипания шарика при длительных простоях скважины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является газлифтный клапан, содержащий корпус с осевым и радиальными каналами для пропуска газа, подпружиненные шток и толкатель, запорный элемент и седло (2).

Однако известный клапан имеет недостаточную надежность работы.

Цель изобретения — повышение надежности в работе клапана.

Эта цель достигается тем, что в газлифтном клапане, содержащем корпус с осевым и радиальными каналами для пропуска газа, подпружиненные шток и толкатель, запорный элемент и седло, в корпусе клапана, в месте размещения запорного элемента, выполнен посадочный узел в виде диффузора с пазами на внутренней поверхности, сообщающими пространство под запорным элементом с пространством над запорным элементом, который установлен в диффузоре без зазора.

На фиг. 1 показан предлагаемый клапан, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б — Б на

35 фиг. 1.

Клапан содержит корпус, состоящий из ниппеля 1, камеры 2, цилиндра 3 и заглушки 4, в котором размещены запорный элемент — шарик 5, шток 6, пружины 7 и 8, 4G регулировочная гайка 9, втулка 10 и толкатель 11.

Втулка 10, установленная в камере 2, имеет несколько пар калиброванных отверстий

14 разного диаметра, предназначенных для изменения сечения впускных каналов клапана. Одна из пар отверстий 14 постоянно совмещена с радиальными каналами 13 для пропуска газа. В цилиндре 3 выполнен посадочный узел в виде диффузора 15, в котором установлен без зазора запорны и элемент 5. Диффузор имеет пазы 16. Оптимальный угол расширения диффузора может быть принят равным 10 — 30 . Шток 6 выполнен со сквозным осевым каналом 17 и усилителем 18 перемещения, коэффициент усиления которого определяется отношением площадей сечений штока диаметрами. Канал 19 предназначен для сообщения внутренней полости цилиндра 3 с кольцевым пространством скважины. Гайка 9 служит для изменения величины поджатия пружины 7.

Регулируя степень сжатия пружины 7, задают перепад давления, при котором происходит закрытие клапана. Перепад давления, при котором происходит открытие клапана, задают предварительным поджатием пружины 8, подпружинивающей толкатель 11

Площадь впускных каналов задают совмещением соответствующей пары отверстий

14, выполненных во втулке 10 с радиальными каналами 13, выполненными в камере 2 путем поворота втулки.

Клапан работает следующим образом.

При снижении уровня жидкости в кольцевом пространстве скважины ниже клапана газ через отверстия 13 и каналы 14, минуя толкатель 11, поступает из кольцевого пространства в подъемную колонну, при этом давление газа через радиальный канал 19 воздействует на сечение штока 6 диаметра.

Когда перепад давлений в подъемной колонне в кольцевом пространстве скважины достигается заданной величины, газ из кольцевого пространства, преодолев сопротивление пружины 7 отжимает шток 6 от своего седла и поступает во внутреннюю полость цилиндра 3. При поступлении газа в цилиндр 3 перемещение штока 6 усиливается воздействием давления газа на сечение диаметра. Далее струя газа через осевой канал 17 штока 6 поступает в диффузор 15, воздействуя на запорный элемент 5 и перемещая его вверх в седло 12 и клапан закрывается.

При снижении перепада давления между кольцевыми пространством скважины и подъемной колонной до заданного значения, пружина 8 воздействует через толкатель 11 на запорный элемент — шарик 5 и отжимает его вниз и клапан открывается.

В открытом состоянии клапана запорный элемент — шарик 5 плотно, без зазора, сидит в диффузоре, при этом силы контактного трения предотвращают его вращение и вибрацию даже при работе в наклонной скважине.

Осевой канал 17, выполненный в штоке б, обеспечивает мягкую посадку запорного элемента — шарика 5 на седло 12, а также продувку полости в цилиндре 3, в которой размещены шток б и пружина 7, что предотвращает разбивание седла и забивание полости цилиндра мехпримесями.

В случае, если запорный элемент 5 залип, то некоторое количество газа проходит через пазы 16, что предотвращает образование большого перепада давлений под и над запорным элементом 5, 1151660

А-А

Фиг.Z

ФАЗ

Составитель В. Борискина

Редактор О. Черниченко Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 2277/22 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Усилитель перемещения, выполненный на штоке 6, удерживает шток до полного закрытия клапана в отжатом состоянии и, тем самым, предотвращает вибрацию механизма запирания клапана.

Втулка 10, установленная в камере 2, позволяет производить многократную перенастройку клапана для различных условий эксплуатации без дополнительных затрат на реставрацию клапана.

Использование изобретения обеспечивает увеличение межремонтного периода и коэффициента эксплуатации газлифтных скважин. Экономический эффект также достигается за счет сокращения количества подземных ремонтов из-за выхода из строя пусковых клапанов и за счет обеспечения дополнительной добычи нефти при увеличении коэффициента эксплуатации скважин.