Клапанное устройство для управления работой газонефтяной скважины

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти и предназначено для обеспечения надежной эксплуатации фонтанирующих скважин. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы в условиях повышенного содержания в добиваемой жидкости гидратов и механических примесей . Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с приемной 2 и отводящей 3 камерами, гидравлически связанными между собой через осевой канал 4 дросселя 5, стержень (С) 6 очистки канала 4 дросселя 5 и привод. В верхней ступени, выполненной на § (Л

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„162

А1 (5!)5 Е 21 В 34 16

0llHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

1 д

Ю

П

Э

ЗФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4633428/03 (22) 09.01.89 (46) 30.01.91. Бюл. Р 4 (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти Союзтермнефть (72) В.А. Машков, В.Н. Коршунов, Б.В. Ефименко, В.А. Власов и В.Г. Лукаш (53) 622.276.5(088.8) (56)Зайцев B.Â., Маскутов P.À. и др.

Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин. N,.:

Недра, 1984, с. 116.

Патент США Р 4502510, кл. 138-45, опублик. 1985.

Авторское свидетельство СССР

И 1440571, кл. Е 21 В 34/06, 1936.

2 (54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВ.

ЛЕНИЯ РАБОТОЙ ГАЗОНЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти и предназначено для обеспечения надежной эксплуатации фонтанируюцих скважин. Цель изобретения — упроцение конструкции и повышение надежности работы в условиях повышенного содержания в добываемой жидкости гидратов и механических примесей. Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с приемной 2 и отводяцей 3 камерами, гидравлически связанными между собой через осевой канал 4 дросселя 5, стержень (С) 6 очистки канала 4 дросселя 5 и привод.

В верхней ступени, выполненной иа

1624130

40 внутренней поверхности корпуса 1 ступенчатой расточки, размещен стакан.

7. В нижней ступени расточки 8, корпуСа 1 размецено посадочное седло. С возмоъябстью взаимодействия с поса5 дочным седлом 9 установлен торцовый клапан 14. Между нижней торцовой поверхностью стакана 7 и посадочным седлом 9 выполнена кольцевая полость (КП) 15, в которой размещен кольцевой выступ 12 подпружиненного поршня (ПП) 11. В осевом канале ПП 11 размещены С 6, приемная камера 2 и дрос сель 5. Установлен С 6 выше радиальных щелей 13 ПП 11, гидравлически связанных с приемной камерой 2 и

КП 15. Высота каждой щели 13 меньше диаметра канала 4 дросселя 5. ПласИзобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для обеспечения надежной эксплуатации фонтанирующих скважин.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы в условиях повышенного содержания в добываемой жидкости гидратов и механических примесей.

На фиг. 1 показано клапанное устройство и взаимное положение деталей в нормальном режиме эксплуатации, разрез; на фиг. 2 — взаимное положение деталей подпружиненного поршня и толкателя в начальный момент отрыва торцового клапана от посадочного седла, на фиг. 3 — момент очистки канала дросселя стержнем.

Устройство содержит цилиндрический 45 корпус 1 с приемной 2 и отводящей

3 камерами, гидравлически соединенными между собой через осевой канал

4 дросселя 5, стержень 6 очистки осевого канала дросселя 5 и привод.

Устройство снабжено стаканом 7. На внутренней говерхности корпуса выполнена ступенчатая расточка 8, в верхней ступени которой размещен стакан

7 с воэможностью перекрытия верхней части корпуса 1. Устройство снабжено

55 также посадочным седлом 9, размещенным в нижней ступени расточки 8 корпуса 1, и подпруяжненным пружиной товая жидкость иэ подводящей магистрали 32 поступает через подводящий канал 19 в КП 15 и далее через щели

13, канал 4 дросселя 5 в отводящую камеру 3,- откуда через канал 22 попадает в отводящую магистраль 33.

В условиях повышенного содержания в добываемой жидкости гидратов и механических примесей происходит отложение их в канале 4 дросселя 5 и на целях 13. При определенном значении перепада давлений между магистралями 32 и 33 происходит резкое перемещение ПП 11 вверх, С 6 входит в канал 4 дросселя 5, очищая его от отложений. Острыми кромками стакана 7 снимаются отложения со щелей 13. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

10 поршнем 11 с осевым каналом, кольцевым выступом 12, радиальными щелями 13 и торцовым клапаном 14, установленным с возможностью взаимодействия с посадочным седлом 9. Между нижней торцовой поверхностью стакана

7 и посадочным седлом 9 выполнена кольцевая полость 15 для размещения в ней кольцевого выступа 12 поршня

11, установленного с возможностью поочередного взаимодействия его c торцовой поверхностью стакана 7 и посадочным седлом 9 в крайних положениях поршня 11. Стержень 6 очистки осевого канала дросселя, приемная камера 2 и дроссель 5 расположены в осевом канале подпружиненного поршня 11, причем стержень 6 очистки осевого канала дросселя 5 установлен выше радиальных щелей 13, гидравлически связанных с приемной камерой 2 и кольцевой полостью 15, Высота каждой радиальной щели 13 меньше диаметра осевого канала дросселя 5. Привод выполнен в виде подпружиненного пружиной 16, регулируемой гайкой 17, толкателя 18, установленного в корпусе 1 с возможностью взаимодействия с подпружиненный поршнем 11, совместного осевого перемещения их и сообщения кольцевой полости 15 с отводящей камерой 3 ° В корпусе выполнены два подводящих канала 19 и 20. Канал

5 16241

19 гицравлически соединен с кольцевой полостью, а канал 20 — " "выпол— ненной ниже подпружиненного толкателя 18 полостью 21. В корпусе выполнены также два отводящих канала 22 и 23. Канал 22 гидравлически связан с отводящей камерой 3, а канал 23 через полость 24 и отверстие 25 — с полостью 26, образованной подпружиненным поршнем 11 и внутренней поверхностью стакана 7, Кроме того, устройство содержит корончатый ниппель 27, цилиндрический центрируюций выступ 28, силовой поршень 29 и шток 30, а толкатель

18 имеет сквозные окна 31.

Устройство работает следующим образом.

Пластовая жидкость подается в под,- 20 водящую магистраль 32, через подводящий канал 19 поступает в кольцевую полость 15 и через радиальные щели

13 — в приемную камеру 2, при этом крупные механические примеси не проходят через радиальные щели 13 и оседают в полости 15, а пластовая жидкость через осевой канал 4 дросселя

« "Модается в отводящую камеру 3, а зетем через отводящий канал 22 выводится в отводящую магистраль .33.

При этом поршень 11 с торцовым клапаном 14 плотно поджат к седлу 9 усилием пружины 10 и избыточным давлением, действующим на площадь кольцевого выступа 13, а толкатель 18 находится в крайнем нижнем положении и удерживается в нем пружиной 16, настроенной гайкой 17 на определенный рабочий перепад давления на дроссе40 ле 5., В процессе эксплуатации скважины осевой канал 4 дросселя 5 начинает забиваться, например, в результате гидратообразования или отложения со- 45 лей на внутренней поверхности дросселя 5, что приводит к уменьшению площади сечения осевого канала 4 н, как следствие, к увеличению перепада давления между подводящей 32 и отводящей

33 магистралями.

При этом под действием избыточного давления на силовой поршень 29 толка= теля 18 последний через шток 30 сжимает пружину 16 и перемещается вверх

55 до упора в поршень 11. При определенном значении перепада давления на дросселе 5 поршень 29 толкателя .18 преодолевает сопротивление пружины зо 6

10 поршня 11 и "сидне от перепада давления на площадь колЬцевого высту. па 12. В результате происходит отрыв торцового клапана 14 от седла 9 и пластовая жидкость поступает под торцовый клапан 14, что приводит к резкому перемещению поршня 11 вверх.

Центрирующий цилиндрический выступ

28 во время движения поршня вверх задерживает свободное поступление пластовай жидкости в отводящую камеру 3, что способствует поддержанию силово» о контакта между толкателем

18 и поршнем 11 до момента выхода центрирующего выступа 28 из взаимодействия с корпусом t. После перемещения выступа 28 в кольцевую полость

15 пластовая жидкость вместе с крупным»» механическими примесями через кольцевой зазор между торцовым клапаном 14 и седлом 9 поступает из камеры 15 в отводящую камеру 3, поршень отбрасывается в крайнее верхнее положение. При этом радиальные щели 13 проходят относительно острой кромки на торцовой поверхности стакана 7, что приводит к скалыванию отложений на входе в них. Одновременно стержень

6 входит в осевой канал 4 дросселя 5 и взаимодействует сс слоем отложений на внутренней поверхности канала 4.

Поскольку расход пластовой жидкости через кольцевой зазор между торцовым клапанам 14 и седлом Э значительно превосходит заданный расход через дроссель 5, перепад давления между приемной 32 и отводящей 33 магистралями снижается до значений ниже расчетного на 1 — 1,5 ати. При этом усилием сжатой избыточным давлением пружины 16 толкатель 18 возвращается в исходное нижнее положение. Поршень

11 усилием сжатой пружины 10 перемещается вниз до контакта торцового клапана 14 с седлом 9. Одновременно стержень 6 выводится иэ осевого канала 4, что позволяет вновь вести через дроссель 5 добычу пластовой жидкости, В случае, если процесс очистки и разрушения отложений на внутренней поверхности дросселя эа первый цикл проведен неполностью и перепад давления бох»ьше оптимального, процесс

его очистки повторяется до тех пор, пока величина перепада давления .не станет равной заданной.

1 141ЗО

Формула изобретения

Клапанное устройство для управле. ния работой газонефтяной скважины, содержащее цилиндрический корпус с

5 приемной и отводящей камерами, гидравлическн соединенными между собой через осевой канал дросселя, стержень очистки осевого канала дросселя и привод, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы в условиях повышенного содержания в добываемой *идкости гидратов H механических примесей, оно снабжено стаканом, а на внутренней поверхности корпуса выполнена ступенчатая расточка, в верхней ступени которой размещен стакан с возможностью перекрытия верхней части корпуса, посадочным седлом, размещенным в нижней ступени расточки корпуса, и подпружиненным поршнем с осевым каналом, кольцевым выступом ° радиальными щелями и тор 25 цовым клапаном, установленным с воз.— можностью взаимодействия его с посадочным седлом, причем между нижней торцовой поверхностью стакана и посадочным седлом выполнена кольцевая полость для размещения в ней кольцевого выступа поршня, установленно- го с возможностью поочередного взаимодействия его с торцовой поверхностью стакана и посадочным седлом в крайних положениях поршня,а стержень очистки осевого канала дросселя, приемная камера и дроссель расположены в осевом канале подпружиненного поршня, причем стержень очистки осевого канала дросселя установлен выше радиальных щелей, гидравлически связанных с приемной камерой и кольцевой полостью, привод выполнен в виде подпружиненного толкателя, установленного в корпусе с возможностью взаимодействия с подпружиненным поршнем,совместного осевого перемещения их и сообщения кольцевой полости с отводящей камерой, при этом в корпусе выполнены два подводящих канала, один из которых гидравлически соединен с кольцевой полостью, а другой — с выполненной ниже подпружиненного толкателя полостью, и два отводящих канала, один из которых гидравлически связан с отводящей камерой, а другой — с полостью, образованной подпружиненным поршнем и внутренней поверхностью стакана.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что высота каждой радиальной щели меньше диаметра осевого канала дросселя.! 624 3l>

12

19

52

1Ф

Z8

Фиг. Г

1624130

Составитель В.Борискина

Техред Л.Олийнык Корректор Т. Малец

Редактор А,Лежнина

Заказ 174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101