Циркуляционный клапан

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно - к подземному скважин ному оборудованию для освоения, глушения и промывки нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при одновременном повышении надежности . .Клапан содержит корпус с перепускными и циркуляционными каналами . Перепускной канал выполнен сообщающимся с соответствующим циркуляционным каналом и снабжен шаровым клапаном. В нижней части перепускного канала размещено посадочное гнездо шарового клапана, а в верхней - упор-ограничитель шарового клапана. В циркуляционном канале установлена твердосплавная насадка с фиксатором . В скважину опускают клапан совместно с устройством для создания мгновенных депрессий. Воздух, нагнетаемый компрессором в трубы, оказывает давление на жидкость, находящуюся в них, Жидкость поступает в продольные каналы и прижимает шаровой клапан к упору. При этом жидкость вытесняется в затрубное пространство. Клапан предотвращает сифон жидкости. Простота конструкции, отсутствие быстроизнашивающихся деталей и наличие насадок из твердосплавных материалов позволяют повысить надежность его работы. 1 ил. . ел с

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Е 21 В 34/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4612429/03

922) 02.12.88 (46) 07,01.93. Бюл, Из 1 (71) Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики (72) В,Е,Городецкий (73) Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики (56) Авторское свидетельство СССР

М 343025, кл, Е 21 В 21/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N- 1266963, кл, Е 21 В 34/06, 1984. (54) ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно — к подземному скважинному оборудованию для освоения, глушения и промывки нефтяных и газовых скважин. Цель иэобретения— расширение функциональных возможностей при одновременном повышении надежности. Клапан содержит корпус с перепускными и циркуляционными каналаИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к подземному скважинному оборудованию для освоения, глушения и промывки нефтяных и газовых скважин.

Известен циркуляционный клапан, состоящий из корпуса, втулки и пружины, усилие которой регулируется. Уплотнение между кожухом и втулкой осуществляется резиновыми кольцами, Корпус со втулкой образует камеру высокого давления, сообщающуюся через отверстия в корпусе с внутритрубным пространством, и дополнительную камеру, сообщающуюся с внутрен, БЫ,, 1787194 А3 ми, Перепускной канал выполнен сообщающимся с соответствующим циркуляционным каналом и снабжен шаровым клапаном.

В нижней части перепускного канала размещено посадочное гнездо шарового клапана, а в верхней — упор-ограничитель шарового клапана. В циркуляционном канале установлена твердосплавная насадка с фиксатором. В скважину опускают клапан совместно с устройством для создания мгновенных депрессий. Воздух, нагнетаемый компрессором в трубы, оказывает давление на жидкость, находящуюся в них, Жидкость поступает в продольные каналы и прижимает шаровой клапан к упору. При этом жидкость вытесняется в затрубное пространство. Клапан предотвращает сифон жидкости, Простота конструкции, отсутствие быстроизнашивающихся деталей и наличие насадок из твердосплавных материалов позволяют повысить надежность его работы. 1 ил. ней полостью корпуса через обратный клапан. Корпус выполнен с промывочными отверстиями.

У данного клапана низкая надежность и недостаточные функциональные воэможности, Известен также циркуляционный клапан, содержащий корпус с перепускными и циркуляционными каналами, ступенчатую втулку и пружину, поджатыми регулировочными гайками. Корпус и втулка образуют камеру высокого давления, разделенную поршнем и упором, и дополнительную камеру. Камеры сообщаются посредством канав1787194 ки и через отверстие, заглушенное пробкой, валится шар подпружиненного клапана и заливаются смазочной жидкостью. в этом случае через этот канал будет

Недостатком этого клапана при освое- происходить переток жидкости иэ затрубнонии скважины методом мгновенных высо- го пространства в полость насосно-комп-. ких депрессий является ненадежность 5 рессорных труб. Таким образом, в работы при неоднократном опорожнении результате абразивного износа отверстий и внутренней полости насосно-компрессор- выхода из строя клапана возможен обратных труб от пластовой жидкости, включаю- ный ток пластовой жидкости, вытесненной щей в себя абразивные материалы. При из труб, перетоке пластовой жидкости из насосно- 10 Кроме этого, указанный перепускной компрессорных труб в затрубное простран- клапан для насосно-компрессорных труб не ство через циркуляцйонные отверстия часть имеет центрального сквозного канала необ.жидкости будет попадать в камеру высокого ходимых размеров для осуществления выдавления между поршнем и подпружинен- зова притока иэ пласта методом ной ступенчатой втулкой и в этой камере 15 мгновенного создания глубокой депрессии, будет происходить отстой и оседание абра- например, при использовании забойного зивных частиц на верхней площадке разде- оборудования. Отсутствие такого канала лительного поршня. Накопление и снижаетфункциональныевозможностиэтоуплотнение абразивного материала внутри го клапана при освоении и вызове притока камеры высокого давления приведет к за- 20 пластового флюида из коллекторов ухуд-. клиниванию разделительного поршня внут- шенной проницаемости. ри камеры и пружина не. сможет Цель изобретения — расширение функ переместить ступенчатую втулку в нижнее циональных возможностей при одновреположение для закрытия циркуляционных менном повышении надежности работы отверстий, В этом случае ступенчатая втул- 25 устройства путем уменьшения абразивного ка будет зафиксирована гидравлическим износа циркуляционных клапанов и предотзамком и держать циркуляционные отвер- вращения обратного тока вытесненной из стия клапана постоянно открытыми. Таким труб пластовой жидкости при освоении образом через этот клапан возможен обрат-. скважине методом мгновенной высокой деный ток пластовай жидкости из затрубного 30 прессии. ,пространства во внутреннюю полость на- Поставленная цель достигается тем, что сосно-компрессорных труб. циркуляционный клапан, содержащий корНаиболее близким к предлагаемому яв- пус с перепускными каналами, выполненляется перепускной клапан для насосно- ными с упорами, и циркуляционными компрессорных труб, обеспечивающий 35 каналами, снабжен шаровыми элементами, циркуляцию жидкости из полости насосно- посадочные гнезда под которые размещены компрессорных труб в затрубное простран- в нижней части перепускных каналов, выство, Такой клапан представляет собой полненныхгидравлическисообщающимися корпус с двумя каналами. Один канал свя- в средней части над посадочными гнездами зывает верхнюю и нижнюю полости труб, а 40 с соответствующими циркуляционными кадругой — верхнюю полость и затрубное про- налами, а упоры размещены в верхней части странство. В одном канале установлен кла- перепускных каналов над гнездами шаропан для пропуска жидкости снизу вверх, а в вых элементов. другом — подпружиненный клапан для пред- На .чертеже приведен вертикальный отвращения обратного тока вытесненной из 45 разрез циркуляционного клапана в открытруб пластовой жидкости.. том положении.

Однако при использовании этого клапа- Циркуляционный клапан состоит из корна, в частности, при.освоении и исследова- пуса 1 со сквозным центральным отверстинии бурящихся скважин, в процессе ем, имеющего на концах резьбу для вытеснения из труб пластовой жидкости, 50 соединенияснасосно-компрессорнымиили имеющей в своем составе абразивные час- бурильными трубами 11 с помощью муфт тицы породы — например при частичном 10, В корпусе выполнены продольные(переразрушении призабойной зоны пласта или пускные) каналы 2, имеющие в средней часизвлечении из пласта Gypoaoro раствора с ти посадочные гнезда 6 для шара 3. Верхняя утяжелителем, возможен быстрый износ от- 55 часть продольных каналов снабжена резьверстий, сообщающих канал с затрубным бой для установки упоров, Продольные капространством, или седла клапана. При по- налы в средней части сообщаются с вторном опорожнении полости насосно- выполненными в горизонтальной плоскости компрессорныхтруботпластовойжидкости в корпусе циркуляционными каналами 5, через какое-либо изношенное отверстие вы- служащими для сообщения внутренней по1787194 лости насосно-компрессорных или буриль ны;; труб 11 с затрубным пространством, ограниченным обсадной колонной 9. На концевой части циркуляционных каналов имеются твердосплавные насадки 7, за- 5 крепленные фиксаторами 8.

Для создания мгновенных глубоких депрессий на пласт и последующего освоения разведочной скважины или для очистки призабойной зоны пласта и последующего 10 плавного возбуждения компрессором продуктивного пласта, циркуляционный клапан спускается в скважину в компоновке с устройством для создания мгновенных депрессий. Воздух, нагнетаемый компрессором в 15 насосно-компрессорные или бурильные трубы, оказывает давление на жидкость, на- ходящуюся во внутренней полости труб, Под воздействием избыточного давления жидкости из внутренней полости насосно- 20 компрессорных или бурильных труб поступает в продольные каналы 2, поднимает и прижимает шаровой клапан 3 к ограничителю 4. При этом жидкость через циркуляционные каналы 5 вытесняется в затрубное 25 пространство между клапаном и обсадной колонной.

После снижения уровня жидкости во внутренней полости насосно-компрессорных или бурильных труб через устье скважи- 30 ны стравливается избыточное давление воздуха, закачанного компрессором, в ат. мосферу. В этом случае между столбами жидкости во внутренней полости труб и затрубного пространства возникает разница 35 давлений и в результате этого шаровые клапаны 3 садятся в посадочные гнезда 6 и перекрывают циркуляционные каналы 5 и продольные каналы 2, предотвращая тем самым обратный переток пластовой жидко- 40 сти из затрубного пространства во внутреннюю полость труб.

Такие операции можно проводить неодHoI:ðàòío, и flo воздействием возникающих перепадов давления между трубным и эатрубным пространствами циркуляционной клапан будет периодически открываться или закрываться. Быстрый износ циркуляционных каналов 5 вследствие воздействия абразивных частиц породы, находящихся в пластовом флюиде или технологической жидкости предотвращается насадками 7 иэ твердосплавного материала, закрепленными фиксаторами 8, предотвращающими их выпадение из корпуса клапана.

Предлагаемый циркуляционный клапан при подъеме труб предотвращает сифон жидкости. Кроме того, простота конструкции, отсутствие быстроизнашивающихся деталей и наличие насадок из твердосплавного материала позволяет расширить функциональные возможности при одновременном повышении надежности работы клапана, Это дает возможность повысить геологическую эффективность поисково-разведочных работ.

Формула изобретения

Циркуляционный клапан, содержащий корпус с перепускными каналами, выполненными с упорами, и циркуляционными каналами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном повышении надежности, он снабжен шаровыми элементами, посадочные гнезда под которые размещены в нижней части перепускных каналов, выполненных гидравлически сообщающимися в средней части над посадочными гнездами с соответствующими циркуляционными каналами, а упоры размещены в верхней части перепускных каналов над гнездами шаровых элементов.

1787194

Составитель В.Городецкий

Техред M.Чоргентал Корректор С,Лисина

Редактор. T.Федотов

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

Заказ 269 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при,ГКНТ СССР

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