Клапанное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

„„SU„„1213178 A (5!) 4 Е 21 В 34/06 (21) 37669! 1/22-03 (22) 05.07.84 (46) 23.02.86. Бюл. № 7 (7!) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти (72) В. Н. Коршунов, В. А. Машков и В. H. Шамов (53) 622.276.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 724699, кл. Е 21 В 43/00, 1978.

Авторское свидетел ство СССР № 810940, кл. Е 21 В 33/12, 1979. (54) (57) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее сбрасываемый затво;, выполненный в виде концентрично установленной относительно седла и связанной с ним срезным элементом втулки с установленным на ней цанговым фиксатором и корпус с кольцевой проточкой под сбрасываемый затвор, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, оно снабжено обратным клапаном, установленным в нижней части сбрасываемого затвора, дополнительным цанговым фиксатором, установленным на втулке, причем в корпусе выполнена дополнительная кольцевая проточка с опорным выступом, на наружной поверхности втулки выполнена цилиндрическая проточка с кольцевым выступом, а дополнительный цанговый фиксатор установлен с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом втулки и опорным выступом дополнительной кольцевой проточки в корпусе.

1213! 78

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для перекрытия ствола скважин, особенно паронагнетательных, при проведении ремонтных работ без глушения эксплуатационных объектов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 изображено клапанное устройство, (в момент прохождения захватом с цанговым фиксатором сужения осевого канала корпуса); на фиг. 2 — то же, (в момент посадки его в сужении осевого канала корпуса при воздействии избыточным давлением сверху); на фиг. 3 взаимодействие элементов конструкции клапанного устройства между собой и с опорной поверхностью дополнительной расточки корпуса при воздействии давления снизу; на фиг. 4 — момент съема клапана с места установки в сужении осевого канала корпуса при подаче шарового клапана и избыточного давления сверху.

Конструкция клапанного устройства содержит корпус 1 с сужением осевого канала 2, опорной фаской 3 и цилиндрической проточкой 4 с опорным выступом 5. Корпус 1 устанавливается на нижнем конце пакера (не показан) и располагается в подпакерной зоне.

Непосредственно клапан, сбрасываемый с поверхности, содержит втулку 6 с цангой 7, перья которой обхватывают в исходном положении седло 8 шарового клапана 9 (фиг. 4) . Втулка 6 и седло 8 связаны друг с другом срезной шпилькой 10.

На внешней стороне втулки 6 выполнена цилиндрическая проточка ll (фиг. 2) и кольцевой выступ 12. На нижнем конце втулки 6 соосно установлен захват 13, содержащий на верхнем конце дополнительный цанговый фиксатор 14, обхватывающий своими перьями выступ 12, с расположением головок 15 перьев внутри цилиндрической проточки 11.

Втулка 6 содержит уплотнительное кольцо 16, а захват 13 — уплотнительное кольцо 17 из термостойкого уплотнительного материала, например фторопласта.

Внутри втулки 6 выполнена камера 18, связанная через осевой канал седла 8 с полостью колонны насосно-компрессорных труб, и через дроссельный канал 19, содержащий обратный клапан 20, выполненный в наконечнике 21 — с подпакерной полостью 22. Ход захвата 13 относительно втулки 6 ограничен снизу наконечником 21, а сверху — кольцевым выступом 12 втулки 6. В исходном положении захват 13 зафиксирован на цанговой втулке 6 срезной шпилькой 23.

Клапанное устройство работает следующим образом.

Корпус 1 устанавливают в нижнем конце, например пакера, или в необходимом месте на колонне насосно-компрессорных труб, перед спуском их в скважину. Спуск насосно-компрессорных труб, установка пакера и последующая эксплуатация осуществляются обычными методами. Необходимость применения клапанного устройства воз никает обычно после значительного периода закачки теплоносителя и может быть связана с ремонтом и заменой устьевой арматуры, спуском длинномерных приборов и ин-! о струмента, вымывом и намывом теплоизоляции, на качество которой могут оказать влияние пропуски пара в соединениях труб, заменой труб, переводом скважины в режим эксплуатации при циклической закачке теплоносителя и установкой при этом насоса, промывкой песчаных пробок и заполнением при этом зоны выше пакера глинистым раствором и т. д. Все эти операции, требующие удержания клапанным устройством давления как сверху, так и

20 снизу в том числе повторная посадка пакера могут быть осуществлены с помощью предлагаемого клапанного устройства без съема пакера и с максимальной безопасностью для обслуживающего персонала.

Для осуществления установки клапана его

25 подают в осевой канал труб через либрикатор. Клапан под действием собственного веса доходит до корпуса 1 и, входит в контакт с уплотнителем 17 на затворе 13 с внутренней поверхностью сужения осевого канала 2 корпуса 1 и перекрывает его.

Плавно поднимают давление в колонне насосно-компрессорных труб над клапаном.

При этом перья цангового фиксатора 13 взаимодействуют с опорной фаской 3 и при перемещении клапана вниз деформируются внутрь цилиндрической проточки 11 втулки 6.

Клапан перемещается в корпусе 1 до упора и посадки перьями цанги 7 на опорную фаску 3.

Уплотнительное кольцо 16 втулки 6 входит в контакт с внутренней поверхностью

4О сужения осевого канала 2 корпуса 1 и перекрывает зазор. Кольцевой зазор между клапаном и корпусом 1 перекрыт уплотнительным кольцом 16. При осуществлении подачи давления сверху часть жидкости с малым расходом из камеры 18 через дрос4 сельный канал 19 поступает в подпакерную полость 22. Давление рабочей жидкости над клапаном может изменяться в широких пределах при неоднократном повторении процесса подачи и сброса давления.

Работа клапанного устройства при действии избыточного давления снизу (фиг. 3) происходит следующим образом.

Под действием перепада давления втулка 6 вместе с захватом 13 перемещается вверх относительно сужения осевого канала 2 корпуса 1. Захват 13 головкой 15 перьев цангового фиксатора 14 взаимодействует с опорной поверхностью 5 кольцевой расточ13178

1б

2

23

18 б

21

19

12 з ки 4 корпуса 1, а втулка 6 срезает шпильку 23 и продолжает перемещаться вверх относительно захвата 13 до упора выступом 12 втулки 6 в головку l5 перьев цангового фиксатора 14, фиксируя их в этом положении. Кольцевой зазор между втулкой 6 и сужением осевого канала 2 корпуса 1 перекрыт уплотнительным кольцом 16. Обратный клапан 20 в дроссельном канале 19 закрыт. Клапанное устройство надежно изолирует полость колонны насосно-компрессорных труб от подпакерной полости 22.

Съем клапана с места установки производится путем подачи с поверхности шарового клапана 9 (фиг. 4) с посадкой его на седло 8, чем прерывается гидравлическая связь камеры 18 с полостью колонны насосно-компрессорных труб. Подают давление в колонну насосно-комп рессорных труб, которое действует на седло 8. Седло 8 срезает срезную шпильку 1О, перемещается внутрь камеры 18. Жидкость, находящаяся в камере 18, вытекает через дроссельный канал 19 в подпакерную полость.

Перья цанги 7 тем самым освобождаются от поддержки со стороны седла 8, взаимодей ствуют при перемещении втулки 6 внутри кор пуса 1 с опорной фаско" 3, изгибаются к оси и избыточным давлением в полости колонны насосно-компрессорных труб клапан выталкивается из сужения осевого канала 2 корпуса 1 на забой скважины.

Усилие среза срезной шпильки 10 мало, поскольку оно служит для страховки от взаимного перемещения деталей седла 8 и втулки 6 в процессе перемещения в колонне насосно-компрессорных труб и посадки клапана на опорную фаску 3 корпуса I.

Применение клапанного устройства дает возможность в любой момент осуществить

15 изоляцию подпакерной зоны от полости колонны насосно-компрессорных труб, что позволяет осуществить операции по ремонту устьевого оборудования или провести подготовку скважины к работе в режиме насосной эксплуатации.

При установке в скважину насоса съем клапана происходит механически путем смещения седла 8 внутрь втулки 6 дырчатым наконечником, связанным с насосом.

1213178

16

О 1

1 16

5

12 19

17 1

Ц ч

21

19

zL 19

22

Фиг.5

Редактор А. Сабо

Заказ 750/43

Составитель В. Борискина

Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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