Клапан отсекатель для нефтяных скважин

 

1. КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ НЕФТЯНЫХ СКВАТКИН, содержащий цилиндрический корпус и размещенные в нем запорный узел и механизм управления запорным узлом, включающий герметизирующий элемент в виде шара, узел фиксации и подпружиненный поршень с основным седлом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе, запорный узея выполнен в виде тарельчатого затвора с тягами, а механизм управления запорным узлом имеет размещенное в корпусе подпружиненное нижнее седло под герметизирующий элемент, которое жес-ко связано с тягами и установлено с возможностью фиксации в нижнем положении, а основное седло установлено с возможностью взаимодейст (g вия с герметизирующим элементоми (Л с возможностью осевого перемещения относительно тяг. У1 fN;

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Н9) (И) (so 4 Е 21 В 34/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3891966/22-03 (22) 30. 04.85 (46) 23. 10.86. Бюл. М - 39 (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственно-. го объединения "Юганскнефтегаз" (72) Ю.Н.Вершинин, Г.M.Äîëãèõ и В.А.Петухов (53) 622.276.5 (088,8) (56) Авторскбе свидетельство СССР

Ф 746087, кл. Е 21 В 34/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 878910, кл. Е 21 В 43/00, 19?9. (54)(57) 1. КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ

НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН, содержащий цилиндрический корпус и размещенные в нем запорный узел и механизм управления запорным узлом, включающий гер! метизирующий элемент в виде шара, узел фиксации и подпружиненный поршень с основным седлом, о т л и ча ющ ий с я тем, что, с целью повышения надежности его в работе, запорный узел выполнен в виде тарельчатого затвора с тягами, а механизм управления запорным узлом имеет размещенное в корпусе подпружиненное нижнее седло под герметизирующий элемент, которое жес"ко связано с тягами и установлено с возможностью фиксации в нижнем положении, а основное седло установлено с возможностью взаимодействия с герметиэирующим элементом и с возможностью осевого перемещения относительно тяг.

2. Клапан-отсекатель по и. 1, отличающийся тем, что основное седло имеет направляющие пазы и установленные в них с воэ1265292 можностью радиального перемещения секторы, связанные с основным седлом посредством упругих шарнирных соединений.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для эксплуатации нефтяных скважин, оборудованных глубиннонасосными установками.

Цель изобретения — повышение надежности работы клапана-отсекателя.

На фиг. 1 показан продольный разрез клапана-отсекателя в открытом положении; на фиг. 2 — то же, продольный разрез клапана-отсекателя в закрытом положении; на фиг. 3 — раз- реэ А-А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2", на фиг. 5 замковый узел в закрытом положении; на фиг. 6 — то же, в открытом положении.

15

Внутрискважинный клапан-отсекатель состоит из цилиндрического корпуса 1, . в котором расположен, подпружиненный 20 с помощью пружин 2 и 3 тарельчатый затвор 4, связанный с основным седлом

5 и нижним седлом 6 посредством четырех тяг 7. Тяги 7 изготовлены переменного сечения для обеспечения сво- 25 бодного хода основного седла 5 вверх и вниз по тяге 7. Основное седло 5, предназначено для взаимодействия с герметизирующим элементом, выполненным в виде шара 8, имеет четыре раз- 30 двигающихся по направляющим паэам 9 расширителей основного седла 10, секторов 11, состоявших из корпусов !2, упругих шарнирных соединений 13 и лепестков 14, которые могут поворачиваться вокруг горизонтальных осей упругих шарнирных соединений 1 3 на угол, позволяющий пропускать герметизирующий элемент 8 с нижнего седла

6 в пространство над основным седлом 40

5. Последнее расположено на подпружиненном с помощью пружин 3 толкателе 15 так, что корпуса секторов 12 закреплены на толкателе 15 и могут перемещаться только по паэам толкателя 16, имеющим сечение типа "ласточкин хвост" в радиальном Направлении. Толкатель 15 представляет собой диск с центральным отверстием, диаметр которого больше диаметра герметиэирующего элемента 8 на 1-2 мм, и имеет четыре выреза по краям, необходимые для беспрепятственного хода толкателя 15 вдоль расширителей основного седла 10, а также четыре направляющих толкателя 17, вэаимодействующих с узлом фиксации, состоящим из четырех пластинчатых пружин

18 и пазов 19, который фиксирует нижнее седло 6 в крайнем нижнем положении. Направляющие толкателя 17 смещены вокруг вертикальной оси на 45 по отношению к расширителям основного седла 10, для того, чтобы расши рители основного седла 10 не накладывались на пластинчатые пружины 18.

Нижнее, подпружиненное с помощью пружин 2, седло 6, жестко соединенное с тягами 7, представляет собой диск с центральным отверстием, меньшим диаметра герметиэирующего элемента 8, и имеет четыре направляющие 20, движущиеся в гнездах 21 упора 22, может с помощью пружин 2 перемещаться с крайнего нижнего поло- . жения. в крайнее верхнее положение.

Основное седло 5 размещено на поршне 23.

Клапан-отсекатель для нефтяных скважин с пакером устанавливается в эксплуатационной колонне ниже спускаемого глубиннонасосного оборудоЮ вания и работает следующим образом.

После пуска скважины в работу, при движении потока жидкости от забоя через клапан-отсекатель к устью, герметиэирующий элемент 8 всплывает с нижнего седла 6 в пространство над основным седлом 5, хотя сектора 11 основного седла 5 находятся в сомкнутом положении, потому, что герметиэирующий элемент 8 при прохожз 12 дении через основное седло 5 поворачивает лепестки 14 ceKTopoa 11 вокруг горизонтальных осей упругих шарнирных соединений 13 на угол, позволяющий пропустить герметизирующий элемент 8 через основное седло

5, после чего лепестки 14 с помощью упругих шарнирных соединений 13 занимают первоначальное горизонтальное положение.

С целью производства работ в эксплуатационной колонне скважину останавливают, в результате чего поток жидкости прекращается и герметизирующий элемент 8 садится на основное седло 5, перекрывая его центральное отверстие. Для закрытия клапана-отсекателя необходимо с устья скважины насосом увеличить давление в эксплуатационной колонне, От создавшегося импульса давления основное седло 5 переместиться по тягам 7 вниз, и с помощью направляющих толкателя 17 прижмет пластинчатые пружины 18 в пазы 19. Ход основного седла 5 ограничен направляющими пазами 9 расширителей основного седла

10, поэтому направляющие толкателя

17 не доходят до нижнего седла 6, что позволяет нижнему седлу 6 с помощью пружин 2 подняться вверх до упора в направляющие толкателя 17, тем самым освободиться от фиксации пластинчатыми пружинами 18, и одновременно с помощью тяг 7 закрыть тарельчатый затвор 4. В то же время основное седло 5 с помощью рас 1

65292 4 ширения пружин 3 переместится по тягам 7 в верхнее положение, при этом сектора 1 1, двигаясь по направлякнцим пазам 9 расширителей ос 5 новного седла 10, разомкнутся и герметизирующий элемент 8 опустится на нижнее седло 6, занявшее самое верхнее положение, а пластинчатые . пружины !8 будут находиться в пазах 19. Для открытия клапана-отсекателя, в эксплуатационной колонне необходимо еще раэ создать импульс давления, В результате этого, в момент открытия тарельчатого затво-!

5 ра 4; нижнее седло 6 под избыточным давлением начнет перемещаться вниз до упора 22, а пластинчатые пружины

18 выйдут из пазов 19 и зафиксируют нижнее седло 6 в крайнем нижнем по20 ложении, одновременно тарельчатый затвор 4 посредством тяг 7 установится в открытом положении, при этом направляющие толкателя 17 не будут препятствовать выходу пластинчатых

25 пружин 18 из пазов 19 и фиксации нижнего седла 6 в крайнем нижнем положении, так как толкатель 15 за счет расширения пружин 3 займет верхнее положение на тягах 7 и промежуЗп точное положение в направляющих пазах 9 расширителей верхнего седла

10. После пуска скважины в работу цикл повторяется.

Открытие и закрытие внутрискважин35 ного клапана-отсекателя можно проводить неоднократно закачкой небольших объемов жидкости в эксплуатационную колонну °

1265292

Составитель B.Борискина

Редактор Н.Марголина ТехредА.Кравчук Корректор Т.Колб

Заказ 5634/23 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4