Устройство для перекрытия скважины

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, предназначено для управления как принудительно (местно и дистанционно) через промысловую телемеханику, так и в автоматическом режиме работой фонтанирующих нефтяных и газовых скважин и обеспечивает предотвращение загрязнения окружающей среды в Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно предназначено для обеспечения безопасной эксплуатации фонтанирующих нефтяных и газовых скважин, предотвращения загрязнения окружающей среды при аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважин как принудительно (местно и дистанционно ), так и автоматическом режиме. Известно устройство для перекрытия скважины содержащая установленные на аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважины . Устройство для перекрытия скважины содержит систему управления клапаном-отсекателем, выполненную в виде мультипликатора , соединенного ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, в низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры . Система имеет соленоидный обратный клапан, связанный с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора . Подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры. При повышении температуры на устье в случае аварийных ситуаций расплавляется плавкая пробка у температурного предохранителя. Ступенчатый поршень мультипликатора перемещается в верхнее положение Рабочий агент из камеры клапана-отсекателя через трубку управления вытесняется в ступень высокого давления мультипликатора. При этом клапан-отсекатель герметично закрывает ствол скважины. 4 ил. выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем (см SURFACE CONTROLLED SUB-SURFACE SAFETY VALVES Cameo Catalog 1973 r.) Известно также устройство для перекрытия скважины комплекса управляемых клапанов-отсекателейпоавт ев СССР за № сл XI о w о GJ 0 :

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4868262/03 (22) 21.09.91 (46) 23.09.92. Бюл. N 35 (71) Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования (72) О. И. Эфендиев, А, И. Рзаев, X. Ю, Ахмедов и Щ. И, Султанов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1090853, кл, Е 21 В 33/03, 1984.

Каталог" Оборудование для эксплуатации нефтя н ых и газовых скважин с устройствами предупреждения открытых фонтанов, ЦИ НТИХимнефтемаш. — М.: 1989, c,6 — 10, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕ PE КРЫТИЯ

СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, предназначено для управления как принудительно (местно и дистанционно) через промысловую телемеханику, так и в автоматическом режиме работой фонтанирующих нефтяных и газовых скважин и обеспечивает предотвращение загрязнения окружающей среды в

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно предназначено для обеспечения безопасной эксплуатации фонтанирующих нефтяных и газовых скважин, предотвращения загрязнения окружающей среды при аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважин как принудительно (местно и дистанционно), так и автоматическом режиме.

Известно устройство для перекрытия скважины содержащая установленные на,, Ы„„1763636 А1 аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважины. Устройство для перекрытия скважины содержит систему управления клапаном-отсекателем, выполненную в виде мультйпликатора, соединенного ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, в низкого — с выкидной линией фонтанной арматуры. Система имеет соленоидный обратный клапан, связанный с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора. Подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры, При повышении температуры на устье в случае аварийных ситуаций расплавляется плавкая пробка у температурного предохранителя.

Ступенчатый поршень мультипликатора перемещается в верхнее положение. Рабочий агент из камеры клапана-отсекателя через трубку управления вытесняется в ступень высокого давления мультипликатора. При этом клапан-отсекатель герметично закрывает ствол скважины, 4 ил. выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верх ний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления; соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем (см.

SURFACE CONTROLLED SUB-SURFACE

SAFETY VALVES Cameo Catalog 1973 г.). . Известно также устройство для перекрытия скважины комплекса управляемых клапанов-отсекателей по авт. св, СССР за N

1763636

1090853 от.1984 года содержащая фонтанную арматуру, установленный в скважине клапан-отсекатель, соединенный через затрубную зону скважины с расположенной на поверхности системой управления, установленные на выкиде фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давления, Эти устройство для перекрытия скв. металлоемки, сложны для монтажа и обслуживания и менее надежны в работе, Эти недостатки обусловлены тем, что в качестве канала для подачи рабочего агента к скважинному клапану-отсекателю используются соответственно два ряда колонн подъемных труб и затрубная эона. B обоих случаях закрытие клапана-отсекателя в аварийных и пожароопасных ситуациях требует большого времени из-за необходимости стравливания давления из большого межтрубного пространства.

Предохранительная система обоих комплексов включает в себя металлоемкую, сложную по управлению систему управления с электро- или пневмоприводом, которая менее надежна в работе из-за наличия утечек в местах соединений, Пилотный клапан низкого давления указанных предохранительных систем не позволяет использовать давление самой скважины.

Прототипами предполагаемого изобретения являются устройство для перекрытия скважин комплексов управляемых клапанов-отсекателей как отечественной так и зарубежной конструкции, содержащие установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем (см. BAKER EACTERN

DIVlS ION 1978 — 79 Catalog стр. 598 — 609), и

"Оборудование для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с устройствами предупреждения открытых фонтанов" (каталог стр, 6 — 16 ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1989 r.), Эти устройства для перекрытия скв„также как и другие, менее надежны в работе, металлоемки и сложны при монтаже и обслуживании благодаря наличию в составе сложной системы управления и пилота низкого давления, не способного сообщать давление самой скважины с системой управления, Целью настоящего изобретения является повышения надежности работы устройства, за счет возможности использования как принудительного, так и автоматического

55 управления им при одновременном упрощении конструкции и обслуживания, Для достижения этой цели в известной устройство для перекрытия скважины содержащей установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем система управления выполнена в виде мультипликатора, соединенного ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, а низкого — с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, связанного с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры.

На фиг, 1 показано устройство для перекрытия скважины по изобретению; на фиг. 2 — конструкция пилотного клапана низкого давления; на фиг. 3 — конструкция пилотного клапана высокого давления; на фиг. 4 — конструкция мультипликатора.

Устройство для перекрытия скважины по предлагаемому изобретению (cM. рис. 1) содержит фонтанной арматуры 1, скважинного клапана-отсекателя 2, который соединен с мультипликатором 3 со стороны высокого давления через трубку управления

4, На выкидной линии 5 фонтанной арматуры через вентили 6 установлены пилотные клапаны 7 низкого давления (рис, 2) и высокого давления 8 (рис. 3).

Пилотные клапаны 7 и 8, ступень низкого давления мультипликатора 3 и соленоидный клапан 9 соединены между собой сигнальной линией 10, на которой установлен обратный клапан 11 для принудительного ручного открытия скважинного клапана-отсекателя, На сигнальной линии

10 также установлены температурные предохранители 12 для стравливания давления из сигнальной линии в пожароопасных ситуациях.

Конструкция пилотного клапана низкого давления (см. рис. 2) содержит цилиндра

13, внутри которого размещена пружина 14, удерживающая нижний поршень 15 в верхнем положении. К цилиндру 13 сверху присоединена гайка 16, к последней — шток 17 для предварительного сжатия на необходимую величину пружины 14 через верхний поршень 18. Между верхним 18 и нижним 15

1763636 жинного клапана-отсекателя 2, благодаря разности площадей ступенчатого поршня.

Для подробного ознакомления с устройством и принципом работы пилотного клапана высокого давления 8 и мультипликатора 3 смотри каталог ЦИНТИХИМНЕФTE MALU, Устройство работает следующим образом.

После монтажа устья по рис, 1 через обратный клапан мультипликатора производится заполнение рабочим агентом (маслом) объема трубки управления 4 и мультипликатора 3 (см, рис, 4) ниже ступенчатого поршня, после чего вентиль 6 под пилотным клапаном низкого давления 7 закрывается. Затем навинчиванием штока 17 (см. рис. 2) производится движение поршней 15 и 18 вниз и обратный клапан 26 удерживается в открытом положении. Далее через обратный клапан 1.1 (см. рис. 1) в ступени низкого давления мультипликатора

3 (см, рис. 4) создается давление, благодаря которому ступенчатый поршень двигаясь вниз вытесняет рабочий агент (масло) из ступени высокого давления в камеру скважжинного клапана-отсекателя 2 (см. рис. 1) и последний открывается и удерживается в открытом состоянии. Скважина начинает работать и после стабилизации давления на

50 поршнями образуется герметичная камера

"а", соединенная с верхним подводом 19.

На поверхности цилиндра 13 имеется разрядное отверстие "в". При контакте поверхности "б" нижнего поршня 15 с 5 уплотнителем 20, установленным внутри корпуса 21, прекращается разрядка камеры

"г" через отверстие "в". Внутри корпуса 21 размещено седло 22 с уплотнительным кольцом 23, через которое проходит хвосто- 10 вая часть нижнего поршня 15, К корпусу 21 сбоку присоединен нижний подвод 24, а снизу — переводник 25, внутри которого размещен обратный клапан 26, предварительно прижатый к седлу 15

22 пружиной 27. Соединение корпуса 21 с переводником 25 герметизируется уплотнительным кольцом 28.

Конструкция пилотного клапана (см. рис, 3) высокого давления предназначена 20 для стравливания давления из сигнальной линии 10 при повышении давления на выкиде фонтанной арматуры, которое происходит благодаря разности площадей прохода седла и прохода переводника (см. 25 рис. 3), Конструкция мультипликатора (см. рис.

4) имеющего ступень высокого и низкого давления, обеспечивает любую величину давления, необходимого для открытия сквавыкиде фонтанной арматуры 1 вентиль 6 под пилотом 7 низкого давления (см. рис, 1) открывается и давление самой скважины через обратный клапан 26, нижний подвод 23, верхний подвод 19 поступает в камеру "а" (см. рис. 2), а через сигнальную линию 10 поступает к ступейй ййзкого давлеййя мультипликатора 3 и соленоидному клапану (см. рис, 1). После этого шток 17 пилотного клапана 7 переводится в верхнее"положение и под действием давления в камере "а" верхний поршень 18 также поднимается наверх до упора штока, а нижний поршень 15 под действием этого же давления остается в нижнем положении, удерживая обратный клапан 26 (см. рис. 2) от крытым. В таком состоянии предохранительйая система обеспечивает безопасную эксплуатацию скважины в автоматическом режиме, В случаях возможных аварийных ситуаций:

1, Пожароопасных ситуациях (повышение температуры на устье скважины выше допустимой величины) — расплавляется плавкая пробка у предохранителей температурных 12, сигнальная линия 10 сообщается с атмосферой, освобождаются пружины 14 и 27, поршень 15 (см. рис, 2) мгновенно поднимается наверх до упора в поршень 18, обратный клапан 26 закрывается и через отверстие "в" также происходит стравливание давления из сигнальной линии 10.

В этом процессе ступенчатый поршень мультипликатора 3 (см, рис. 4) под действием освобожденной пружины и давления в ступени высокого давления возвращается в верхнее положение, рабочий агент из камеры скважинного клапана-отсекателя 2 через трубку управления 4 вытесняется обратно в ступень высокого давлейия мультипликатора 3 и клапан-отсекатель 2 (см. рис, 1) герметично закрЫвает ствол скважины.

2. При понижении давления на выкидной линии фонтанной арматуры усилие, удерживающее нижний поршень 15 (см, рис, 2) уменьшается и происходит процесс, аналогичный описанному в и. 1.

3. При повышении давления s выкидной линии фонтанной арматуры 1(см. рис. 1) оно действует на площадь (см. рис. 3), открывая проход седла и давленйе в сигнальной линии 10 (см. рис, 1) стравливается, благодаря чему происходит процесс, описанный в и. 1 и клапан-отсекатель 2 закрывается.

4. Стравливание давления из сигнальной линии 10 можно осуществить нажатием кнопки соленоидного клапана (см, рис. 1) как местно (устья скважины), так и дистанционного с диспетчерского пункта. что так1763636 же обеспечит закрытие клапана-отсекателя

2.

После каждого закрытия клапана-отсекателя 2 для повторного открытия необходимо повтбрить работу для его первоначального открытия, описанную выше.

Изобретение позволяет отказаться от металлоемких и ненадежных в работе систем управления известных устройств для перекрытия скважины, упрощает монтаж и обслуживание.

Формула изобретения

Устройство для перекрытия скважины, содержащее установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давлений, имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства путем обеспечения возмож5 ности использования как принудительного, так и автоматического управления им при одновременном упрощении конструкции и обслуживания, система управления выполнена в виде мультипликатора, соединенного

10 ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, а низкого — с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, связанного с пилотными клапанами и ступенью низкого давления

15 мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана . низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фон20 танной арматуры.

1763636

1763636

1763636

ОГ ожнь г лс аж

Составитель Х.Ахмедов

Техред М,Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор

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

Заказ 3437 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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