Клапан-отсекатель для газовой скважины

 

Изобретение относится к скважинному оборудованию и м.б. использовано в газовой пром-ти при эксплуатации скважин для отсечения потока газа от пласта и в случае возникновения аварийной ситуации. Цель изобретения - повышение эффективности и эксплуатационной надежности работы за счет обеспечения возможности автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа. Клапан-отсекатель содержит корпус (К) 1 с осевым каналом, средством 2 для дросселирования и седлом, запорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки 4 с узлом управления, включающим установленный в К 1 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным органом трехступенчатый поршень (ТП) 5 с осевым каналом, образующий с К 1 последовательно размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом К 1 кольцевую и следящую камеры 6,7 и средство для подачи ситового агента. В нижней части К 1 под запорным органом с возможностью взаимодействия с нижней ступенью ТП 5 размещена герметизирующая втулка 8 с осевым и продольными каналами (ПК), гидравлически связанными с кольцевой камерой 6 и осевым каналом К 1 ниже уровня установки запорного органа с кольцевой проточкой для гидравлического сообщения ПК с тарированной разрушаемой диафрагмой. Последняя установлена в ПК под проточкой. Между камерами 7 и 6 размещено средство 2 для дросселирования .Ступени ТП 5 имеют диаметры.уменьшающиеся в направлении запорного органа, а , между К 1, верхней и средней ступенями ТП 5 образована управляющая камера 13 со средством для подачи силового агента. 4 ил. сь ю 00 о ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss)s Е 21 В 34/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4420272/03 (22) 03.05,88 (46) 30.11,91. Бюл. ¹ 44 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение турбохолодильной, газоперекачивающей и газотурбинной техники "Союзтурбогаз" (72) Ю.M.Åôðåìîâ, В.П.Червинский, А.И,Клочко и А.В.Кириленко (53) 622.276.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 829880, кл, Е 21 В 43/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 1357547, кл. Е 21 В 43/00, 1985. (54) КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ ГАЗОВОЙ

СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к скважинному оборудованию и м.б. использовано в газо.вой пром-ти при эксплуатации скважин для отсечения потока газа от пласта и в случае возникновения аварийной ситуации. Цель изобретения — повышение эффективности и эксплуатационной надежности работы за счет обеспечения возможности автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа.

Клапан-отсекатель содержит корпус (К) 1 с осевым каналом, средством 2 для дросселиИзобретение относится к скважинному оборудованию и может быть использовано в газовой промышленности при эксплуатации скважин, для отсечения потока газа от пласта, и в случае возникновения аварийной ситуации.

Цель изобретения — повышение эффективности и эксплуатационной надежности работы за счет обеспечения безопасности

„, SU„„ 1694862 А1 рования и седлом, запорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки 4 с узлом управления, включающим установленный в К 1 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным органом трехступенчатый поршень (ТП) 5 с осевым каналом, образующий с K 1 последоBBT8llbHo размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом

К 1 кольцевую и следящую камеры 6,7 и средство для подачи силового агента. В нижней части К 1 под запорным органом с возможностью взаимодействия с нижней ступенью ТП 5 размещена герметизирующая втулка 8 с осевым и продольными каналами (ПК), гидравлически связанными с кольцевой камерой 6 и осевым каналом К 1 ниже уровня установки запорного органа с Б кольцевой проточкой для гидравлического у сообщения ПК с тарированной разрушаемой диафрагмой. Последняя установлена в (ПК под проточкой. Между камерами 7 и 6 размещено средство 2 для дросселирования.Ступени ТП 5 имеют диаметры,уменьшающиеся в направлении запорного органа, а .. д между К 1, верхней и средней ступенями ТП 5 . О образована управляющая камера 13 со средством для подачи силового агента. 4 ил. автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа.

На фиг.1 показан общий вид клапана-отсекателя для газовой скважины; на фиг.2— герметизирующая втулка; на фиг.3 — подпружиненная тарельчатая заслонка в закрытом положении; на фиг.4 — то же. в

1694862 положении перетока газа в начальный период открытия, Клапан -отсекатель для газовой скважины содержит корпус 1 с осевым каналом и средством 2 для дросселирования и седлом

3, запорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки 4 с узлом управления, 5 включающим, установленным в корпусе 1 с воэможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным органом, трехсту- 10 пенчатый поршень 5 с осевым каналом, образующий с корпусом 1 последовательно размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом корпуса 1 кольцевую и следящую камеры 6,7 и средство для подачи силового агента. Клапан-отсекатель также снабжен размещенной в нижней части корпуса 1 под запорным орга15 ном, с возможностью взаимодействия с нижней ступенью поршня 5 герметизирующей втулкой 8 с осевым и продольным кана20 лами 9,10 гидравлически связанными с кольцевой камерой 6 и осевым каналом корпуса 1 ниже уровня установки запорного органа с кольцевой проточкой 11 для гидравлического сообщения продольных каналов 9,10 и с тарированной разрушаемой

25 диафрагмой 12, установленной в продольном канале 10 под кольцевой проточкой 11, средство 2 для дросселирования размеще- 30 но между следующей 7 и кольцевой 6 камерами, причем ступени поршня 5 имеют зованэ управляющая камера 13 со средством для подачи силового агента. Запорный орган выполнен в виде подпружиненной и тарельчатой заслонки 4, установленной на оси 14. Отверстие 15 в тарельчатой х заслонке 4 выполнено эллиптическим,Это обеспечивает возможность образования дополнительной оси вращения вокруг точки опоры 16 тарельчатой заслонки 4 о седло 3. Подвижные элементы клапа40

45 на-отсекателя и узлы герметизации снабжены уплотнительными кольцами 17.

Средство для подачи силового агента содержит подводящий канал 18 и импульсную трубку 19.

Клапан-отсекатель работает следующим образом.

Его спускают в скважину на насоснокомпрессорных трубах, проложив по ним с устья скважины импульсную трубку 19. В корпусе клапана 1 выполнено седло З,на которое может садиться подпружиненная тарельчатая заслонка 4 при закрытии клапана. Приводом запорного органа является полый трехступенчатый поршень 5, который

55 диаметры, уменьшающиеся в направлении запорного органа, а между корпусом 1 верхней и средней ступенями поршня 5 обра- 35 образует с корпусом 1 три камеры — управляющую камеру 13, следящую камеру 7 и кольцевую камеру 6, Камеры 6 и 7 сообщаются между собой средством для дросселирования 2. Назначение камеры 7 "следить" за давлением в полости насосно-компрессорных труб (HKT) и в случае его резкого снижения или при аварии, закрыть клапан, воздействуя на вторую ступень поршня 5.

Дроссель 2 с одной стороны обеспечивает передачу давления в камеру 7, а с другой стороны медленный перепуск газа из нее. В камере 6 находится подпружиненная тарельчатая заслонка 4 и до начала работы устройства полость камеры 6 изолирована от скважинной жидкости, а давление в ней атмосферное. Герметизирующая втулка 8 предназначена для защиты камер 6 и 7 от промывочной жидкости в скважине, которая не должна попадать в следящую камеру 7 до освоения скважины и перехода ее на газ. Во втулке 8 выполнен продольный канал 10 с установленной в нем тарированной разрушаемой диафрагмой 12 (фиг.2), При освоении скважины давление в полости НКТ после замещения бурового раствора начинает возрастать и при расчетном давлении газа диафрагма 12 прорывается, срезанная часть ее улавливается в кольцевой проточке

11. Эта проточка соединена с кольцевой камерой 6 посредством продольных каналов

9. Происходит заполнение следящей камеры 7 добываемым газом, При резком падении давления в осевом канале ствола ступенчатый поршень 5 начинает перемещаться вверх до упора, при этом подпружиненная заслонка 4 поворачивается и садиться на седло 3 корпуса клапана (фиг,3).

При аварийной ситуации, когда резкого падения давления в полости лифтовой колонны не происходит (образование свища, трещины и т.д.) необходимо обеспечить принудительное закрытие канала, Для этого предусмотрена управляющая камера 13, в которую с устоя скважины подают через канал 18 и импульсную трубку 19 избыточное давление, При превышении произведения давления на подпоршневую площадь над давлением газа сверху на поршень 5 со стороны лифтовой полости, поршень 5 переместится вверх и заслонка 4 перекроет скважину. Для открытия закрытого клапана в лифтовую полость нэд заслонкой подают давление газа из шлейфа. Поршень 5 начнет перемещаться вниз, открывая заслонку 4 при давлении над заслонкой 4 меньше, чем под ней.

Для окончательного выравнивания давления,исключения слома оси 14 заслонки, последняя выполнена таким образом (фиг,3

1694862 и 4), что нижний торец поршня 5 сначала контактирует с краем заслонки 4 (как показано на фиг.3), обеспечивая вращение последней вокруг новой оси вращения, образованной на поверхности седла 36 опорной точке 16, которая образована-эллиптическим зазором в отверстии 15, При достижении торцом поршня 5 и заслонкой положения, показанного на фиг.4 произойдет переток газа в полость над заслонкой и давление выравнивается, после чего поршень 5 перемещается вниз до упора, поворачивая разгруженную заслонку 4 в открытое. положение.

Формула изобретения

Клапан-отсекатель для газовой скважины, содержащий корпус с осевым кана.лом, со средством для дросселирования и седлом, эапорный орган в виде подпружиненной тарельчатой заслонки с узлом управления, включающим установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с запорным орга.ном трехступенчатый поршень с осевым каналом, образующий с корпусом последовательно размещенные и гидравлически связанные между собой и с осевым каналом корпуса кольцевую и следящую камеры, и средство для подачи силового агента, о т л ич а ю шийся тем, что.с целью повышения эффективности и эксплуатационной надеж5 ности в работе путем обеспечения воэможности автоматического включения его при одновременном ограничении снижения давления в следящей камере при закрытии запорного органа, он снабжен размещенной в

1D нижней части корпуса под запорным органом с возможностью взаимодействия с нижней степенью поршня герметизирующей втулкой с осевым и продольными каналами, гидравлически связанными с кольцевой ка15 мерой и осевым каналом корпуса ниже уровня установки запорного органа, с кольцевой проточкой для гидравлического сообщения продольных каналов и с тарированной разрушаемой диафрагмой, установленной в

20 продольном канале под кольцевой проточкой, средство для дросселирования размещено между следящей и кольцевой камерами, причем ступени поршня имеют диаметры, уменьшающиеся в направлении

25 запорного органа, а между корпусом, верх ней и средней ступенями поршня образована управляющая камера со средством для подачи силового агента, 1694862

Составитель В,Борискина

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М. Кучерявая

Редактор И.Сегляник

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4141 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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