Клапанное устройство для глубинной насосной установки

 

Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть использовано при добыче жидкости погруженными электронасосами , Устройство содержит корпус с соосно расположенными в нем верхним и нижним клапанами, состоящими каждый из шара и седла соответственно. В корпусе над верхним клапаном установлена камера с подпружиненным штоком, нижний конец которого выведен из нее и пропущен через Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть использовано при добыче нефти погруженными электронасосами (ПЭН). Целью изобретения является расширение функциональных возможностей клапанного устройства путем обеспечения возможности прямой циркуляции жидкости при заданных расходах. На фиг, 1 дана схема клапанного устройства (соответствует разрезу А-А на фиг. 2), на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 3 седло верхнего клапана ниже его рабочей кромки. Полость корпуса сообщается свободным каналом с полостью трубной колонны , входящей в компоновку глубинной насосной установки. Через верхний клапан и радиальный канал полость корпуса сообщена с межтрубным пространством скважины , а через нижний клапан с полостью погруженного электронасоса. Расстояние между верхним и нижним клапанами в корпусе регламентируется величиной расхода жидкости через устройство при прямой ее циркуляции, Клапанное устройство имеет камеру с. подпружиненным штоком, нижний конец которого выведен из камеры и пропущен через седло верхнего клапана ниже его рабочей кромки, которая расположена над нижним клапаном на определенном расстоянии , регламентируемом расходом жидкости при ее прямой циркуляции. Клапанное устройство обеспечивает возможность прямой циркуляции при заданных расходах жидкости, что обеспечивает расширение функциональных возможностей. 6 ил. со с показано положение верхнего шарового затвора при достижении предельного расхода жидкости через полость устройства при прямой циркуляции из НКП в МП; на фиг. 4 - положение верхнего затвора в позиции Закрыто при опрессовке НКТ или в момент остановки ПЭН; на фиг. 5 - положение шариковых затворов при работе ПЭН; на фиг. 6 - график приращения давления в НКТ при гидроударе в момент закрытия верхнего шарового затвора при отсутствии подпружиненного штока (прямые 1,2,3,4,5 соответ00 о О СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI>s Е 21 В 34/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕ1ITHOE

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4879226(03 (22) 01.11.90 (46) 23.04.93. Бюл, ¹ 15 (75) А, Ф,Абрамов (56) Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендуемые Министерством нефтяной промышленности для внедрения на предприятиях отрасли. Серия

"Нефтепромысловое дело", М.: ВНИИЭОНГ, 1987, вып, 2, с. 6-7, рис. 4.

Реклама ВДНХ, Комбинированный клапанный узел для УЭЦН, М.: ВНИИОЭНГ, N.

3461. Т-16250 от 27.07,84. (54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть использовано при добыче жидкости погруженными электронасосами, Устройство содержит корпус с соосно расположенными в нем верхним и нижним клапанами, состоящими каждый из шара и седла соответственно. В корпусе над верхним клапаном установлена камера с подпружиненным штоком, нижний конец которого выведен из нее и пропущен через

Изобретение относится к скважинному оборудованию и может быть использовано при добыче нефти погруженными электронасосами (ПЭН), Целью изобретения является расширение функциональных возможностей клапанного устройства путем обеспечения возможности прямой циркуляции жидкости при заданных расходах.

На фиг, 1 дана схема клапанного устройства (соответствует разрезу А-А на фиг. 2), на фиг. 2 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 3—

„„ .и„„181ОЯЗ А1 седло верхнего клапана ниже его рабочей кромки. Полость корпуса сообщается свободным каналом с полостью трубной колонны, входящей в компоновку глубинной насосной установки, Через верхний клапан и радиальный канал полость корпуса сообщена с межтрубным пространством скважины, а через нижний клапан с полостью погруженного злектронасоса. Расстояние между верхним и нижним клапанами в корпусе регламентируется величиной расхода жидкости через устройство при прямой ее циркуляции, Клапанное устройство имеет камеру с. подпру>киненным штоком, нижний конец которого выведен из камеры и пропущен через седло верхнего клапана ниже его рабочей кромки, которая расположена над нижним клапаном на определенном расстоянии, регламентируемом расходом жидкости при ее прямой циркуляции. Клапанное устройство обеспечивает возможность прямой циркуляции при заданных расходах жидкости, что обеспечивает расширение функциональных возмо>кностей. 6 ил... показано положение верхнего шарового затвора при достижении предельного расхода жидкости через полость устройства при прямой циркуляции из НКП в МП; на фиг. 4— положение верхнего затвора B позиции

"Закрыто" при опрессовке НКТ или в момент остановки ПЭН; на фиг, 5 — положение шариковых затворов при работе ПЭН; на . фиг, 6 — график приращения давления в НКТ при гидроударе в момент закрытия верхнего шарового затвора при отсутствии подпружиненного штока (прямые 1,2,3,4,5 соответ1810493 ствуют диаметрам и толщине труб 60 х 5, 73 х 7, 73 х 5,5, 89 х 8, 89 х 6,5 мм. Приращение давления в НКТ вЂ” h,Р1, Л P z,ЛРз, Л P4, hPs за пол н я ем ых жидкостью с удельным весом 1000, 12000, 13000, 1400, 1500 кг/м с, с расходом Q 10 м /с, Клапанное устройство (фиг. 1 и 2) состоит из корпуса 1 с соосно расположенными верхним клапаном, включающим шаровой затвор 2 и седло 3, и нижним клапаном, включающим шаровой затвор 4 и седло 5.

В корпусе 1 над верхним клапаном установлена камера 6 со штоком 7, подпружиненным пружиной 8, Нижний конец штока 7 выведен из камеры 6 и пропущен через седло 3 ниже его рабочей кромки, Полость 1 сообщается свободным каналом 9 с полостью колонны.НКТ (не показана), входящей в компоновку глубинной насосной установки.

Через верхний клапан и радиальный канал 10 полость корпуса сообщается с межтрубным пространством скважины. а через нижний клапан с полостью погружного электроприводного насоса (не показан).

Затвор 2 размещают в полости корпуса

1 на расстоянии от седла 3, определяемом величиной заданного расхода жидкости.

Пример расчета расстояния I от седла до затвора: величина I может быть определена из выражения

Вшфш Яж) Ож

3 а к. где Roj — радиус шара (м), рц, и рж — удельный вес материала шара и жидкости (кгс/м );

Q® — максимальный расход жидкости чеоез клапан в режиме прямой циркуляции (м /c); а — ширина бокового окна (м) при их количестве, равном 4; к — постоянная величина для данной конструкции клапана, определяемая эмпирически из условия

К = р v = const = 860.23 где р — давление над шаром (Па). ч — средняя скорость потока над шаром (м/с), Для конкретного клапана с исходными данными йщ = 0,0143 м; ро =8700 кг/м: рж = 1000 кг/м;

Q®=6 10 м /с: а = 8 10 м:

К = 860,23 получим (0.014 8700 — 1000 6 10

3 8 10 860 23

=0,032 м

Клапан работает следующим образом.

В процессе спуска в скважину клапанного устройства в компоновке с HKT и ПЭН шариковые затворы 2 и 4 находятся в нижнем положении и жидкость из МП через

1р каналы 10 и 9 поступает в полость НКТ, По завершении спуска компоновки на заданную глубину производят опрессовку НКТ, для чего подают жидкость в НКТ с расходом не ниже (6-8) 10 м /с. Шарик 2 поднимает15 ся до контакта со штоком 7 (фиг. 3) и плавно перемещает его внутрь камеры 6, при этом иэзбыток жидкости из камеры 6 вытесняется в канал 10. Движение шарика 4 перекрещивается после установки его в рабочей

2р кромке седла 3 (фиг. 4). Не прекращая закачки жидкости поднимают давление, необходимое для опрессовки НКТ.

При рабочем режиме ПН шарики 2 и 4 занимают верхнее положение (фиг. 5), канал

25 10 закрыт, а нагнетаемая ПН жидкость подается по каналу 8 в полость НКТ

При отключении ПН шарик 4 падает а нижнее седло 5, а верхний шарик 4 остается прижатым к верхнему седлу 3 (фиг. 4), При выравнивании давления в МП с давлением в НКТ верхний шарик 2 падает на шарик 4 (фиг. 1) и в таком положении могут осуществить как поямую циркуляцию (с расходом до

6-8 10 м /с), так и обратную без ограниче-з ния расхода, В таком положении клапана осуществляется слив жидкости из НКТ при извлечении ПН из скважины, при этом жилкость вытекает из НКТ в МП по каналам 9 и 10.

Надежность слива из НКТ при их подъеме обеспечивается тем, что при повышенной скорости подъеме трубной компоновки шар 2 поднимается до упора в торец штока

7, но не перекроет седло 3. Прямая циркуляция обеспечивается расстоянием от верхнего шара 2 до седла 3 и силой пружины 8, Формула изобретения

Клапанное устройство для глубинной насосной установки, содержащее корпус с верхним и нижним соосными клапанами, полость которого сообщена открытым с колонной насосно-компрессорных труб, через нижний клапан — с глубинным насосом, а через верхний клапан и радиальный канал корпуса — с межтрубным пространством, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности прямой циркуляции жидкости с заданным расходом, оно снабжено камерой, заглушенной сверху, и с подпружиненным штоком, при этом камера

1810493 размещена в корпусе над его радиальным каналом и над верхним клапаном, а нижний конец штока размещен в осевом канале сед ла верхнего клапана.

1810493

70 7 .9

Корректор С.Патрушева

Редактор

Заказ 1426 Тираж Подписное

ВНИИПИ! осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Произлодотаанно-издательский комбинат "Патент", г. Ужтород, vn,Ãатлрина. 1О!

Составитель А,Абрамов

Техред M.Moðãåí Tàë

8 3 д -3 РФ