Устройство для регулирования режима работы газлифтной скважины
Цель изобретения позволяет повысить эффективность и надежность работы уст .. 9 -72 ройства. Устройство для регулирования ре,- жима работы газлифтной скважины содержит полый корпус 1 с входными 2 и выходными 3 отверстиями, установленные в нем узел зарядки 4, сильфон с демпфером,, жестко связанным со штоком 8, и затвор. Отличаем его от известных устройств является то, что входные и быходные отверстия корпуса выполнены в виде продольных прорезей , направленных тангенциально к его образующей, сильфон 7 образует с корпусом кольцевую полость с возможнЪстью ее сообщения с последним, при этом шток 8 выполнен в виде шарнйрнб связанных одна с другой секций , одна из которых жестко связана с сильфоном 7, а другая установлена с возможностью перекрытия прорезей в крайнем нижнем положении штока. 3 ил. сл с сл ю ю о
„„SU „„1751299А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s Е 21 В 34/06
Ь17ОЦ 2 г ъ
1., :,4
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
10. в г .:" 1 ..: ..; .::.: - .::-, .::2 (21) 4836721/03 " .: .,.::: ::.:.: ройства, Устройство для регулировайия ре(22) 09.04.90 . :, : ..:..:.;::. :::,:,:- жима работы газлйфтной скважины содер(46) 30.07;92, Бюл. Й.28 ..::::::::, :. :.: .: жит полый корпус 1. с вхьднымй 2 и (71) Нижневартовский научно-исследова- выходными 3 отверстйями, установленйые в тельский и проектный институт нефтяной нем узел зарядки 4, сильфон с демпфером,. промышленности .: - ...:" -,;: жестко связайным со штоком 8, и затвор. (72) M.З, Шарифов, И.С. Гретьяков, В А. Ле- . Отличаем его от известных устройств является
Ь онов, М;Х. Аминев.и Р,К. Исангулова :-- : . то, что входные и выходные отверстия кор- (56) Авторское свидетельство СССР :: ":.". - пуса выполнены в виде продольных прореМ 744118, кл. Е 21 В 43/ОО, 1980; -::. .:-:-: -,:.:: зей, направленных тангенциально к его Авторское свидетельство СССР .. .- .:;-.- .;:- образующей, сильфон 7 образует с корпу, М 724694, кл. Е 21 В 43/ОО, 1980,::::.:.::; сом кольцевую полость с. возможностью ее
* . . - сообщения с последним, при-этом шток 8 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЙ РЕГУЛИРОВАНИЙ выполнен в виде шарнйрно связанных одна
РЕЖИМА РАБОТЫ ГАЗЛИФТНОЙ CKBA- с другой секций, одна из которых жестко
ЖИНЫ.:, . ".."::::" -:,-::.: .::,: ": - ",. ",:::.- связана с сильфоном 7; а другая установле(57) Цель изобретения позволяет повысить". на с возможностьо перекрытия прорезей в 3 эффективность и надежность работы уст- " крайнем нижнем йоложении штока. 3 ил.
1751299
20
25 полость 12 и камеру 13, образованную на30
35 сильфона, т.е
Pc(c V4Sc
PnSm+KcLm, Чс Чж ScLш
50
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технике гэзлифтной добычи нефти, и может быть применено для автоматического под, держания заданного забойного давления 5 при эксплуатации скважин, Известно устройство, содержащее полый корйус с вхбдными и выходными отверстиями, уплотнительные элементы с узлом зарядки, сильфон, жестко связанный со штоком, и затвор в виде пары шар-седло.
Известно устройство, содержащее полый корпус с входными и выходными отверстиями, узел зарядки, уплотнительные элементы, сильфон, жестко связанный .со 15 штоком, и затвор в виде плунжера с продольными каналами, Однако указанное устройство не позволяет автоматически поддерживать давле-ние в потоке жидкости, а значит и на забое при эксплуатации скважины, поскольку на положение затвора при открытии устройства действует давление как потока жидкости, так и рабочего газа. Кроме того, оно характеризуется низкой надежностью сильфонного элемента вследствие его коррозии при контакте с рабочей средой и действия перепада давления на стейки сильфона, Цель изобретения — йовышение эффективности и надежности в работе устройства, Цель достигается тем, что в устройстве входные и выходные отверстия корпуса выполнены в виде продольных прорезей, направленных тангенциально к его образующей, что создает эффект завихрения потока рабочей среды, сильфон об разует с корпусом кольцевую- полость с возможностью ее сообщения с йоследним, что уравновешивает давление внутри и сна-: . ружи сильфона, Это снижает требования к материалу сильфонного элемента при изготовлении, а главное повышает надежность устройства за счет снижения динамической нагрузки на стенки сильфона при его эксплуатации. При этом шток выполнен в виде 45
- шарнирна связанных друг с другом секций, одна иэ которых жестко соедийена с сильфоном, а другая установлена с возможно-стью перекрыТия прорезей в крайнем— нижнем положении штока, что обеспечивает вращение нижней части штока на шарнире при прохождении газа через входные отверстия. Вследствие этого вся поверхность вращающейся части штока (а не отдельные ее участки) находится в контакте с рабочей средой (нагнетаемым газом, который может нести с собой механические примеси}, что позволяет минимизировать износ материала вращающейся части штока и повышает герметичность затвора при закрытии устройства. Вращение нижней части штока на шарнире также позволяет предотвратить нагрузки на сильфон, обусловленные возникновением крутящего момента от .направленного потока газа в открытом состоянии устройства, Кроме того, при высокой угловой скорости вращения нижней части Штока возникает гироскопический эффект, гасящий автоколебания элемента шток-сильфон, направленные перпендикулярно оси сильфона, что минимизирует воэможность изгиба и порыва сильфона, а также заклинивания штока в седле, На фиг 1 и 2 изоаражено предлагаемое устройство; на фиг. 3- сечение А-А на фиг.1
Устройство состоит из корпуса 1 с входными 2 и выходными 3 каналами, узла 4 зарядки, уплотнительных элементов 5 и 6;
Внутри корпуса 1 установлен сильфон 7, жестко связанный с верхней частью штока 8
Нижняя часть штока 9 связана с другой шарниром 10 с возможностью вращения. Основание сильфона имеет демпфирующие отверстия 11, сообщающйе его внутреннюю ружной поверхностью сильфона 7, с корпусом 1. Камера 13 и полость 12 заполнена вязкой жидкостью выше уровня демпфирующих отверстий 11, Перед спуском устройства в скважину полость 12 заряжается газом через узел 4 зарядки до расчетного давления. Это давление определяется из уравнений баланса сил, действующих на эффективную площадь где Рп — давление потока жидкости
S< — площадь поперечного сечения штока 9;
Р, — давление зарядки газа в полости 12;
Ч, -теаметрический объем внутренней полости 12 и наружной камеры 13;
Чж — обьем вязкой жидкости;
Sc — эффективная, т.е, средняя поперечная площадь сильфона;.
Кс — экспериментальный коэффициент, характеризующий механическую жесткость сильфона;
L — перемещение штока сильфона, Устройство в скважине открывается под действием потока жидкости, оказывающего давление на эффективную площадь 7 через нижнюю часть штока 9. который соединен с верхней частью штока 8 с помощью шарнира 10 и имеет возможность вращения под действием струи газа. проходящего через
1751299 входные каналы 2 и направленного по каса- печения герметичности затвора в закрытом тельной к оси штока 9. Открытию устройства состоянии устройства. препятствует сила, возникающая в сильфо- Таким образом. устройство автоматичене 7 от давления инертного газа, предвари- ски поддерживает заданное (оптимальное) тельно введенного через узел 4 зарядки во 5 давление в потоке газожйдкостной смеси на внутреннюю полость 12, Эта сила увеличи- глубине его установки, а значит и забойное вается при перемещении штока 9, что при- давленис а процессе эксплуатации газлифводит к сжатию газа в полости 12, в тной скважины за счет дополнительйого зависимости от объема вязкой (демпфирую- открытия или перекрытия входных продольщей) жидкости, находящейся в полости 12 и 10 ных прорезей при перемещении штока в камере 13, образованной наружной поверх- случае изменения давления в системе газо. ностью сильфона 7 с корпусом 1. При сжа- распределителя, нефтегазосброса и (или) тии сильфона 7 демпфирование, т.е, продуктивном пласте; снижение механической нагрузки на силь- " Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я фон 7(при колебаниях, направленных вдоль 15 Устройство для регулирования режима оси сильфона), происходит путем сопротив- работы газлифтной Скважины, содержащее .. ления перетоку вязкой жидкости иэ силь- полый корпус с,входными и выходными отфонной полости 12 в камеру 13 через верстиями, установленные в нем узел заотверстия 11 и наоборот, при растяжении рядки, сильфон С демпфером, жестко сильфона 7, ::: .- :.- ..- 20 связанным со штоком, и затвор, отл ича юУстройство в работе регулирует давле--,.: щ е е с я - тем, что; с целью повышения ние в потоке жидкости и на забое скважины эффективности и надежности в работе за счет автоматического иэмейения npony- устройства, входные и выходные отверстия скной способности по рабочей среде (комп- корпуса выполнейы в виде продольных проримированный газ). Это происходит за.счет 25 резей, направленнйх тангенциально к его дополнительйого открытия или перекрытия образующей, сильфон образует с корпусом проходного сечения входных каналов 2 при кольцевую полость сообщенную с сильфо. перемещении штока 9 после изменения ном, при этом шток выполнен в виде шардавления жидкости в скважине, действую- нирносвязанныхдругсдругомСекций, одна щего на него через выходные каналы 3. Уп- 30 иэ которых жестко связана с сильфоном, а лотнительный элемент 5 служит для другая установлена с возможностью переизоляции. камеры 13 от рабочей среды, а крытия прорезей в крайнем йижнем поло-, уплотнительный элемент 6 служит для обес- жении штока.,1751299
Составитель М,Шарифов
Редактор М.Бандура Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М,Шароши
Заказ 2669 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
