Клапан обратный газовый

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам устьевого оборудования скважин, в которых клапан обратный газовый предназначается для разобщения зоны затрубного пространства и выкидной линии. Клапан обратный газовый устанавливается в межфланцевое пространство трубной головки устьевой арматуры и состоит из корпуса, герметично соединенного с клапанным узлом, содержащим неметаллическую втулку с подпружиненным клапаном, герметично контактируемым по конической поверхности втулки. Изобретение направлено на обеспечение надежной герметизации клапанного узла при малой его габаритности, а также на обеспечение гарантированного сброса избыточного давления газа в выкидную линию. 2 ил.

 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, к устройствам устьевого оборудования скважин, и предназначено для разобщения зон затрубного пространства и выкидной линии.

Известны различные конструкции обратных клапанов для разобщения зон затрубного пространства и выкидной линии.

Известен, например, обратный клапан устьевой, который включает корпус клапана и клапанный узел, обеспечивающий стравливание или сброс газовой смеси, давление которой превышает давление потока нефти, обтекающей корпус клапана (патент RU №2337264, 2008). Недостатком этого решения является то, что корпус клапана встроен в узел с присоединительными патрубками и отличается сложностью конструкции.

Известен клапан обратный для скважинной устьевой арматуры, содержащий корпус и установленный в нем клапанный узел, при этом корпус выполнен в виде трубного фланца (патент RU №8036, 1998). Недостатком данного клапана является ненадежная работа вследствие недостаточной герметичности клапанного узла. Наиболее близким конструктивно к заявляемому изобретению является клапан обратный устьевой, включающий корпус и клапанный узел, включающий запорный подпружиненный элемент со штоком, имеющий неподвижное соединение с шайбой (патент RU 95025, 2010). Недостатком этого решения является строго регламентированное место установки в элементах устьевой арматуры, а также отсутствие в составе клапана надлежащих элементов герметизации, что в целом снижает надежность его работы.

Задачей изобретения является создание клапана обратного газового, имеющего малые габариты, располагающегося в межфланцевом пространстве устьевой арматуры, обеспечивающего переток избыточного газа из затрубного пространства в зону выкидной линии в составе устьевого оборудования, а также возможность герметичного разобщения вышеуказанных зон при давлении газа, не превышающего давление нефтесодержащей жидкости в выкидной линии.

Поставленная задача решается предлагаемым клапаном обратным газовым, содержащим корпус и клапанный узел, включающий запорный подпружиненный элемент со штоком и имеющий неподвижное соединение с шайбой, при этом корпус установлен в межфланцевое пространство трубной головки и имеет кольцевые уплотнительные выступы под соответствующие уплотнительные канавки, выполненные в виде посадочных мест для размещения в них упомянутых кольцевых уплотнительных выступов в местах фланцевого присоединения, клапанный узел содержит неметаллическую втулку, герметично связанную с корпусом посредством разъемного соединения по внешней поверхности втулки, при этом между корпусом и втулкой установлено эластичное кольцо для герметизации, а втулка выполнена с внутренней конической поверхностью, с которой герметично контактирует запорный подпружиненный элемент, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана схема установки клапана обратного в составе устьевой арматуры, а на фиг.2 показан клапан обратный в разрезе.

Клапан обратный газовый устанавливается в межфланцевое пространство трубной головки устьевой арматуры (фиг.1) и уплотняется по коническим канавкам 8, выполненным в фланцах 9 за счет стягивающих шпилек 10 и гаек 11. Клапан обратный разобщает полость А, связанную с затрубным пространством эксплуатационной колонны труб скважины, и полость Б, связанную с выкидной линией.

Клапан обратный газовый (фиг.2) состоит из корпуса 1, на внешней поверхности которого выполнены кольцевые уплотнительные выступы 12 для соответствующего размещения в уплотнительных канавках 8. В корпусе посредством разъемного соединения установлена неметаллическая втулка 2, в пазу между корпусом и втулкой размещено эластичное кольцо 6 для герметизации. Втулка 2 имеет внутреннюю коническую поверхность 7, в которую по соответствующей конической поверхности устанавливается клапан 3, имеющий неподвижное соединение с шайбой 4 и который с помощью возвратной пружины 5 обеспечивает беззазорное соединение по конической поверхности 7 с втулкой 2.

В полость А (фиг.1) поступает из эксплуатационной колонны скважины сопутствующий газ под давлением P₁, а в полости Б находится нефтесодержащая жидкость под давлением Р₂, поступающая из манифольдной обвязки. Подпружиненный клапан обратный обеспечивает дополнительное усилие прижатия клапана 3 к конической поверхности 7, соответствующее давлению Δр.

Клапан обратный газовый работает следующим образом.

При соотношении P_t+Δр>Р₂ - избыточное давление газа в полости А перемещает клапан 3 по отношению к втулке 2, по конической поверхности 7, и образуется зазор, через который газ перемещается в полость Б и совместно с нефтесодержащей жидкостью поступает в выкидную линию.

При соотношении P_t+Δр<Р₂ - избыточное давление нефтесодержащей жидкости в полости Б поджимает клапан 3 к втулке 2 по конической поверхности 7, зазор ликвидируется, и соответственно полости А и Б разобщаются.

Клапан обратный газовый, содержащий корпус и клапанный узел, включающий запорный подпружиненный элемент со штоком, имеющий неподвижное соединение с шайбой, отличающийся тем, что корпус установлен в межфланцевое пространство трубной головки и имеет кольцевые уплотнительные выступы под соответствующие уплотнительные канавки, выполненные в виде посадочных мест для размещения в них упомянутых кольцевых уплотнительных выступов в местах фланцевого присоединения, клапанный узел содержит неметаллическую втулку, герметично связанную с корпусом посредством разъемного соединения, при этом между корпусом и втулкой установлено эластичное кольцо для герметизации, а втулка выполнена с внутренней конической поверхностью, с которой герметично контактирует запорный подпружиненный элемент, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность.