Клапанное устройство для скважины

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и м.б. использовано при эксплуатации насосной скважины. Цель изобретения - повышение надежности работы устр-ва при эксплуатации насосных скважин. Устр-ва содержит полый корпус (ПК) 2 с двумя рядами радиальных каналов 3 и 4 и кольцевыми уплотнениями 5 на внешней поверхности. В нижней части ПК 2 установлено седло 6 с проходным каналом 7. В верхней части ПК 2 размещен основной сильфон (С) 8, который образует с ПК 2 герметичную камеру 9 для сжатого газа. Концентрично в ПК 2 расположен ступенчатый шток (СШ) 10, жестко связанный с С 8, Камера 9 имеет зарядное устр-во 11, Под седлом размещен затвор 12, связанный с нижним концом СШ 10. В ПК 2 между первым и вторым рядами каналов 3 и 4 и дополнительным С 16 установлена поперечная перегородка 13 с возможностью образования в ПК 2 двух не связанных между собой камер 14 и 15. Эффективная площадь сечения С 16 меньше, чем у С 8. Расположен С 16 в камере 9 и связан своим нижним концом с верхним концом СШ 10, а верхним концом - с ПК 2. В верхней части ПК 2 над С 16 выполнен ряд дополнительных радиальных каналов 17, гидравлически связывающих камеру 18 С 16 с пространством за ПК 2. Площадь сечения СШ равна эффективной площади сечения С 16. После пуска скважины в работу, при нормальном режиме скважины устр-во находится в закрытом положении . При нарушении режима работы, в частности уменьшении динамического уровня в затрубном пространстве, под действием усилия устр-во приводится в открытое положение и, пропуская скважинную жидкости из внутритрубного в затрубное пространство , ликвидирует колебания динамического уровня. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. / с Os о 00 CN ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 34/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (/3

С. (21) 4732130/03 (22) 06.07.89 (46) 30.11.91. Бюл. N 44 (71) Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования (72) P.Ñ.ÃóðáàíoB, А.Д.Набиев и М.З.Шарифов (53) 622.276.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1035197, кл. Е 21 В 34/06, 1983. (54) КЛАПАН НОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности и м.б. использовано при эксплуатации насосной скважины. Цель изобретения — повышение надежности работы устр-ва при эксплуатации насосных скважин. Устр-во содержит полый корпус (ПК) 2 с двумя рядами радиальных каналов 3 и 4 и кольцевыми уплотнениями 5 на внешней поверхности. В нижней части ПК 2 установлено седло 6 с проходным каналом 7. В верхней части ПК 2 размещен основной сильфон (С) 8, который образует с ПК 2 герметичную камеру 9 для сжатого газа.

Концентрично в ПК 2 расположен ступенчаИзобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации насосной скважины.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства при эксплуатации насосных скважин.

На фиг.1 изображено устройство в состава установок насосных скважин; на фиг.2— пои снижении динамического уровня в мо„„SU ÄÄ 1694863 А1 тый шток (CLU) 10, жестко связачный с С 8.

Камера 9 имеет зарядное устр-во 11, Под седлом размещен затвор 12, связанный с нижним концом СШ 10. В ПК 2 между первым и вторым рядами каналов 3 и 4 и дополнительным С 16 установлена поперечная перегородка 13 с возможностью образования в ПК 2 двух не связанных между собой камер 14 и 15. Эффективная площадь сечения С 16 меньше, чем у С 8, Расположен С

16 в камере 9 и связан своим нижним концом с верхним концом СШ f0, а верхним концом — с ПК 2. В верхней части ПК 2 над

С 16 выполнен ряд дополнительных рэдиальных каналов 17, гидравлически связывающих камеру 18 С 16 с пространством за ПК

2. Площадь сечения СШ равна эффективной площади сечения С 16. После .пуска скважины в работу, при нормальном режиме скважины устр-во находится в закрытом положении. При нарушении режима работы, в частности уменьшении динамического уровня в затрубном пространстве, под действием усилия устр-во приводится в открытое положение и, пропуская скважинную жидкости из внутритрубного в затрубное пространство, ликвидирует колебания динамического уровня. 1 з,п.ф-лы, 3 ил. мент открытия устройства; на фиг.3 — разрез устройства, установленного в скважинной а камере.

Устройство 1 включает полый корпус 2 с двумя рядами радиальных каналов 3 и 4 и кольцевыми уплотнениями 5 на внешней поверхности, установленное в нижней части корпуса 2 седло 6 с проходным каналом 7, основной сильфон 8, размещенный в верх1694863 ней части корпуса 2 и образующий с ним герметичную камеру 9 для сжатого газа, концентрично расположенный в корпусе 2 ступенчатый шток 10, жестко связанный с сильфоном 8, зарядное устройство 11 и размещенный под седлом затвор 12, связанный с нижним концом штока 10, устройство также снабжено поперечной перегородкой

13, установленной в корпусе 2 между первым и вторым рядами радиальных каналов с возможностью образования двух не связанных между собой камер 14 и 15 и дополнительным сильфоном 16 с меньшей, чем у основного сильфона 8, эффективной площадью- сечения, расположенным в герметичной камере 9 основного сильфона 8 и связанным своим нижним концом с,верхним концом штока 10, а верхним концом — с корпусом 2, причем в верхней части корпуса

2 над дополнительным сильфоном 16 выполнен ряд дополнительных радиальных каналов 17, гидравлически связывающих камеру 18 дополнительного сильфона 16 с пространством за корпусом 2.

Площадь сечения штока 10 равна эффективной площади сечения дополнительного сильфона 16.

На фиг.2 — 3 представлены также уплотнительные кольца 19, скважинная камера

20, колонна НКТ 21, осадная колонна 22, скважинный насос 23.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском устройства в скважину камера 9 заряжается на расчетное давление сжатым газом в зависимости от глубины установки. Затем производится спуск устрой, ства в скважину и установка его. в скважинной камере 20. Под действием гидростатистического давления скважинная жидкость по затрубному пространству через каналы 3 действует на сильфон 8. Последний сжимается, двигая шток 10 вверх, при этом затвор 12 закрывает проходное отверстие 7 седла 6, предотвращая поступление скважинной жидкости из пласта в затрубн ое пространство через ряд радиальных каналов 4.

Уравнения баланса клапана можно описать следующим образом:

Z Fx- Рс(Зэф-Зэф)+ Рн Say- (1)

- Рян(ЯэфЖРн S

X Fx--0 Ф=8 (2)

Рс=Рцн 3 где Pc — давление заправки сильфонной камеры;

10 нашем случае;

20

30

Яэф — эффективная площадь нижнего сильфона;

Яэф — эффективная площадь верхнего сильфона;

Рн — давление в подъемных трубах, развиваемое насосом;

Pg — давление от динамического уровня скважины;

Я вЂ” площадь отверстия В и штока 4 в

Из уравнения баланса видно, что устройство может открыться при уменьшении динамического уровня в затрубном пространстве.

После пуска скважины в работу при нормальном режиме скважины устройство находится в закрытом положении, а при нарушении режима скважины, в частности уменьшении динамического уровня в затрубном пространстве, под действием усилия Р .S>y устройство приводится в открытое положение и, пропуская скважинную жидкость из внутритрубного в затрубное пространство, ликвидирует колебания динамического уровня.

Устройство работает в автоматическом режиме и обеспечивает поддержание оптимального значения забойного давления.

Формула изобретения

1. Клапанное устройство для скважины, включающее полый корпус с двумя рядами радиальных каналов и кольцевыми уплотнениями на внешней поверхности, установленное в нижней части корпуса седло с проходным каналом, основной сил ьфон, размещенный в верхней части корпуса и образующий с ним герметичную камеру для сжатого газа, концентрично расположенный в корпусе ступенчатый шток, жестко связанный с сильфоном, зарядное устройство и, размещенный под седлом затвор, связанный с нижним концом штока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы при эксплуатации насосных скважин, оно снабжено поперечной перегородкой, установленной в корпусе между первым и вторым рядами радиальных каналов с возможностью образования двух не связанных между собой камер, и дополнительным сильфоном с меньшей, чем у основного сильфона, эффективной площадью сечения, расположенным в герметичной камере основного сильфона и связанным своим нижним концом с верхним концом штока, а верхним концом — с корпусом, причем в верхней части корпуса над дополнительным. сильфоном выполнен ряд

1694863 дополнительных радиальных каналов, гидравлически связывающих камеру дополнительного сильфона с пространством за корпусом.

2. Устройство па п.1, от л и ч а ю ще ес я тем, что площадь сечения штока равна эффективной площади сечения дополнительного сильфона, 1694863!

1f

Юб

22

Е0

19

Составитель Е,Молчанова

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор М.Демчик

Редактор И,Сегляник (Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4141 Тираж Подписное

BHMMflN Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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