Циркуляционный клапан



Циркуляционный клапан
Циркуляционный клапан

 


Владельцы патента RU 2506411:

Закрытое акционерное общество "Газтехнология" (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для обеспечения гидравлической связи межтрубного пространства с внутритрубным при проведении технологических операций. Устройство состоит из корпуса с радиальными отверстиями, в осевом канале которого имеется сужение и установлен полый ступенчатый шток с комбинированным уплотнителем, снабженный упором и кольцевым выступом в верхней части с рядом продольных отверстий, перекрытых в верхней части кольцевым клапаном, ход которого ограничен гайкой. Под кольцевым выступом выполнен карман, гидравлически связанный кольцевым каналом между кольцевым выступом и гайкой с осевым каналом корпуса. Наружный диаметр поджима уплотнителя принят равным внутреннему диаметру уплотнителя. Полый ступенчатый шток имеет упор, которым он входит в контакт с посадочным местом в сужении корпуса. Технический результат заключается в возможности образования гидравлической связи межтрубного пространства с внутритрубным с сохранением целостности уплотнителя. 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для обеспечения гидравлической связи межтрубного пространства, с осевым каналом труб лифтовой колонны, при проведении различных технологических операций.

Известна конструкция циркуляционного клапана (см. «Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин». Ю.В. Зайцев, Р.А. Максутов, О.В. Чубанов и др. - M.; «Недра», 1984 г. с.88-89).

Клапан состоит из корпуса, в осевом канале которого перемещается золотник, на наружной поверхности которого выполнены фигурные пазы, в которые входят фиксатор. В осевом канале золотника выполнено посадочное место под седло шарового клапана. Золотник подпружинен относительно корпуса. При подаче избыточного давления, золотник с седлом шарового клапана перемещается вниз, с открытием гидравлической связи осевого канала с межтрубным пространством.

Для закрытия клапана необходимо сбросить новое седло с шариком и повторить операцию, путем подачи избыточного давления.

Недостатки:

- необходимость применения сбросного седла с шариком для управления открытием, закрытием циркуляционного клапана, причем проблематично освободить осевой канал золотника от седла с шариком при первом сбросе, что препятствует проведения работ по закрытию клапана с использованием повторно-сбрасываемого седла с шариком;

- освобождение осевого канала золотника происходит при избыточном давлении, превосходящим давление при котором смещается золотник, что приводит к возникновению гидравлического канала, с негативным воздействием на конструкцию;

- при открытии, закрытии циркуляционного клапана с перемещением золотника внутри корпуса, уплотнительные кольца проходят мимо перепускных окон, что негативно влияет на их целостность и долговечность.

Известен циркуляционный клапан (см. «Строительство газовых и газокон-денсатных скважин», Сб. научных тр. АНИИ газ, Москва, 1997 г., с.18-21).

Клапан состоит из ствола, связанного с лифтовой колонной труб. Корпус охватывает ствол, с образованием кольцевой камеры, связанной циркуляционными отверстиями с осевым каналом ствола, оснащенного кольцевым поршнем, образующим подвижное с корпусом. Кольцевая камера снизу перекрыта ввертыщем и содержит упорную втулку. В теле корпуса выполнены циркуляционные отверстия на уровне расположения втулки. Корпус поджат к кольцевому поршню на стволе, за счет усилия пружины.

При подаче рабочей жидкости в межтрубное пространство, корпус перемещается вверх относительно ствола, с расположением циркуляционных отверстий в корпусе, на уровне расположения циркуляционных отверстий ствола.

После сброса давления усилием сжатой пружины корпус возвращается в исходное положение.

Известна конструкция устройства для циркуляции жидкости в скважине (см. а.с. №1.509.514, М кл E21B 36/06, опубл. 23.09.89 г., бюлл. №35), принятая за прототип. Устройство включает корпус с радиальными каналами, подпружиненный полый ступенчатый шток, образующий с корпусом камеру низкого давления. На нижнем конце корпуса установлена гильза, с перепускным клапаном и насечкой на внешней стороне, образующей тормозной гидравлический канал. В корпусе между ступенчатым штоком и корпусом установлен полый поршень с уплотнениями, перекрывающий в исходном положении радиальные каналы в теле корпуса.

На верхнем конце ступенчатого штока установлена гайка. Ступенчатый шток нижним концом образует подвижное соединение с гильзой и опирается на пружину.

При создании избыточного давления в осевом канале устройства, последнее воспринимается полым поршнем и ступенчатым штоком, что приводит к их перемещению относительно корпуса и образованию гидравлической связи осевого канала корпуса, с межтрубным пространством скважины через радиальные каналы в корпусе.

При перемещении ступенчатого штока происходит сжатие пружины и выдавливание жидкости через перепускной клапан в теле гильзы. При подаче избыточного давления в межтрубное пространство скважины, рабочая жидкость через тормозные канала проходит в камеру низкого давления. При этом усилием пружины и воздействием избыточного давления на ступенчатый шток, последний перемещается вверх, с возвратом полого поршня в исходное положение.

Недостаток:

- при открытии циркуляционного клапана, полый поршень с уплотнениями проходит мимо циркуляционных отверстий, что снижает долговечность и надежность работы;

- наличие постоянной гидравлической связи камеры низкого давления, через резьбовое соединение тормозного канала, в ряде случаев может привести к его забиванию и попаданию мех примесей внутрь.

Технический результат, который может быть получен при реализации предполагаемого изобретения заключается в возможности образования гидравлической связи межтрубного пространства с внутритрубным, через устройство при его открытии, с сохранением целостности уплотнителя в момент открытия, за счет ввода во взаимодействие с ним кольцевого выступа золотника.

Технический результат достигается тем, что корпус с радиальными отверстиями снабжен полым ступенчатым штоком с гайкой, кольцевой клапан уплотнения. Полый ступенчатый шток снабжен упором и кольцевым выступом, с продольными отверстиями, перекрытыми в верхней части кольцевым клапаном и установлен с возможностью взаимодействия упором с сужением в корпусе, ниже места выполнения радиальных отверстий, причем под кольцевым выступом выполнен карман, гидравлически связанный через кольцевой клапан между кольцевым выступом и гайкой в корпусе, с его осевым каналом, а диаметр кольцевого выступа принят равным внутреннему диаметру уплотнителя.

Конструкция циркуляционного клапана поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 - конструкция циркуляционного клапана в разрезе, в закрытом положении;

- на фиг.2 - конструкция циркуляционного клапана в разрезе, при образовании гидравлической связи межтрубного пространства с внутритрубным. Циркуляционный клапан состоит из корпуса 1, с переходником 2 на нижнем конце, в осевом канале которого установлено ограничительное кольцо 3.

Внутри осевого канала корпуса 1 выполнена ступенчатая расточка 4, в которой установлен полый ступенчатый шток 5, охваченный уплотнителем 6, установленным в осевом канале корпуса 1, зафиксированный гайкой 7. В нижней части ступенчатой расточки 4 корпуса 1, под внутренним выступом 8, установлен комбинированный уплотнитель 9, поджатый стопорной гайкой 10. Полый ступенчатый шток 5 с комбинированным уплотнителем 9, имеет сужение в верхней части и снабжен кольцевым выступом 11, с рядом продольных отверстий 12, перекрытых сверху кольцевым клапаном 13.

Ход кольцевого клапана 13 вверху ограничен гайкой 14. Между наружным диаметром кольцевого выступа 11 и внутренним диаметром гайки 7, образован кольцевой канал 15, гидравлически связанный с карманом 16. Полый ступенчатый шток 5 снабжен упором 17, которым он опирается на посадочное место в сужении 18, в ступенчатой расточке 4 корпуса 1, за счет взаимодействия с пружиной 19. На внешней стороне корпуса 1, выполнена кольцевая расточка 20, в которой выполнен ряд радиальных отверстий 21.

Наружный диаметр кольцевого выступа 11 принят равным по размеру внутреннему диаметру уплотнителя 6. Наружный диаметр комбинированного уплотнителя 9, принят по размеру больше, чем наружный диаметр уплотнителя 6.

Работа циркуляционного клапана

Устройство вводится в состав труб лифтовой колонны и вводится в скважину, с расположением на заданной глубине.

При избыточном давлении, создаваемом в осевом канале труб лифтовой колонны клапан закрыт.В этих условиях полый ступенчатый шток 5 с комбинированным уплотнителем 9 находится в крайнем верхнем положении, с опорой упором 17, на посадочное место в сужении 18, что изолирует межтрубное пространство от внутритрубного.

Для создания гидравлической связи межтрубного пространства с внутритрубным, осуществляют подачу под давлением рабочей жидкости, с воздействием на площадь поперечного сечения полого ступенчатого штока 5, с комбинированным уплотнителем 8, через радиальные отверстия 21 в теле корпуса 1.

Это приводит к перемещению полого ступенчатого штока 5 вниз, до входа кольцевого выступа 11 в контакт с уплотнителем 6, с расположением кармана 16 под радиальным отверстием 21 в теле корпуса 1. Это позволяет жидкости из межтрубного пространства поступать в карман 16, откуда через продольные отверстия 12, в теле кольцевого выступа 11, в осевой канал труб лифтовой колонны, при отрыве кольцевого клапана 13 от кольцевого выступа 11 и переходом его в крайнее верхнее положение к гайке 14.

После сброса давления рабочей жидкости, усилием сжатой пружины 19, полый ступенчатый шток 5, с комбинированный уплотнителем 9, перемещается вверх в осевом канале корпуса 1 до входа упором 17 в посадочное место в сужении 18, с прекращением гидравлической связи межтрубного пространства с внутритрубным и выходом кольцевого выступа 11 из взаимодействия с уплотнителем 6 в осевом канале корпуса 1. Кольцевой клапан 13 садится на кольцевой выступ 11, с перекрытием продольных отверстий 12. В таком положении циркуляционный клапан нормально закрыт.

Циркуляционный клапан содержит корпус с радиальными отверстиями, полый ступенчатый шток, снабженный гайкой, кольцевой клапан, уплотнение, отличающийся тем, что полый ступенчатый шток снабжен упором и кольцевым выступом с продольными отверстиями, перекрытыми в верхней части кольцевым клапаном, и установлен с возможностью взаимодействия упором с сужением в корпусе ниже места выполнения радиальных отверстий, причем под кольцевым выступом выполнен карман, гидравлически связанный через кольцевой канал между кольцевым выступом и гайкой в корпусе с его каналом, а диаметр кольцевого выступа принят равным внутреннему диаметру уплотнителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при одновременно-раздельной эксплуатации скважин, оборудованных электроцентробежными или штанговыми насосами.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для добычи углеводородов. Установка состоит из НКТ, одного или нескольких перепускных отверстий, выполненных в НКТ, канала или каналов высокого давления с напорным устройством высокого давления, одного или нескольких запорно-перепускных устройств, включающих в себя камеру заданного давления и запорное устройство, представляющее собой затвор или затвор и корпус, зафиксированный на НКТ с возможностью гидравлического сообщения внутритрубного пространства с затрубным пространством.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для регулирования перепада давления в колонне труб, забойного или затрубного давления, а также для регулирования расхода скважинной жидкости.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при добыче нефти, промывке и освоении скважин. .

Изобретение относится к скважинным гидравлическим клапанам. .

Изобретение относится к скважинным клапанам-отсекателям, которые работают от давления в линии управления, передаваемого в канал для поршня. .

Изобретение относится к клапанам, используемым, например, при одновременно-раздельной эксплуатации многопластовой скважины. Клапан включает в себя верхний, средний и нижний корпуса. Верхний корпус соединен через патрубок с муфтой. Соединения верхнего, среднего и нижнего корпусов зафиксированы от отворота стопорными кольцами. Одна часть поршня расположена внутри верхнего корпуса. Внутренняя часть верхнего корпуса разделена поршнем на полости. Поршень поджат пружиной. Полости соединены со штуцерами посредством каналов. Поршень другой стороной находится во втулке, имеющей радиальные сквозные отверстия. В среднем корпусе имеются сквозные продольные каналы. Суммарная площадь поперечных сечений сквозных продольных каналов, выполненных в среднем корпусе, меньше площади поперечного сечения центрального канала поршня. Кроме того, в среднем корпусе клапана имеется основной канал. Технический результат заключается в повышении герметичности клапана перепускного управляемого, а также эффективности, надежности и безаварийности работы при одновременно-раздельной эксплуатации скважины, пластовая жидкость которой содержит механические примеси. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Скважинная система включает в себя насосно-компрессорную трубу, проходящую в изолированную зону скважины, и множество модулей штуцеров, расположенных в изолированной зоне, для управления перемещением текучей среды между проходным каналом насосно-компрессорной трубы и зоной. Каждый модуль штуцера включает в себя соответствующий штуцер, сменяемый в модуле штуцера без разборки насосно-компрессорной трубы. Каждый модуль штуцера является независимо управляемым по отношению к другому модулю (модулям) штуцера для избирательного пропуска и блокировки потока через соответствующий штуцер. Центральный перепускной канал блока модулей является независимым от штуцеров или размеров штуцеров. Модули штуцеров расположены по периметру вокруг внешней части колонны насосно-компрессорной трубы. Технический результат заключается в обеспечении возможности снижения давления, вырабатываемого наземным оборудованием скважины. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 22 ил.

Устройство для замены жидкости и испытания на герметичность в трубопроводе с недоступной конечной точкой, установленное в недоступном конце трубопровода со стороны, находящейся под давлением, представляющее собой двухкомпонентный циркуляционный клапан, содержащий первый клапанный узел (4), содержащий уплотнительный элемент (1), который может закрывать и открывать клапан в зависимости от динамического давления протекающей через него текучей среды, и второй клапанный узел (6) для долговременного перекрытия текучей среды по окончании испытаний на герметичность. Первый клапанный узел (4) содержит упругое уплотнительное кольцо (1) для закрывания и открывания клапана путем прилегания к седлу при увеличении скорости текучей среды через клапан, а второй клапанный узел представляет собой расположенный внутри клапана кожух (6), который закрывает клапан при возрастании перепада давления между камерой (7) и внутренним пространством клапана (4). Технический результат заключается в повышении надежности устройства даже при изменении температуры и значительном загрязнении текучей среды. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть применено при закачке рабочего агента или добычи пластового флюида. Гидравлический регулятор состоит из корпуса, по меньшей мере, одного перепускного и, по меньшей мере, одного впускного отверстий, внутри корпуса расположены устройство с камерой переменного или заданного объема, регулирующий элемент, соединенный с устройством с камерой переменного или заданного объема, полого элемента, выполненного с корпусом монолитно или раздельно, разделительного элемента, расположенного в корпусе и выполненного с возможностью герметичного разделения перепускного или перепускных отверстий от впускного или впускных отверстий, с образованием в корпусе внутренней камеры или внутренней и перепускной камер. При этом впускное или впускные отверстия расположены во внутренней камере, регулирующий элемент выполнен с возможностью герметичного перемещения внутри разделительного элемента или в пространстве между боковой стенкой корпуса и разделительным элементом с возможностью герметичного перекрытия перепускного или перепускных отверстий. Технический результат заключается в повышении эффективности работы гидравлического регулятора. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к области обработки нефтяных и газовых скважин для повышения добычи и коэффициента извлечения углеводородов из подземных пластов. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на создание системы и вариантов способа удаления текучих сред из нефтяных и/или газовых скважин. Обеспечивает повышение эффективности извлечения текучей среды из ствола скважины и надежности применяемых средств. Сущность изобретения: одно из изобретений - система включает в себя трубопровод нагнетания, клапан нагнетания, клапан сброса давления, баллон, клапан баллона, клапан обратного трубопровода и обратный трубопровод. Упомянутые средства установлены в подземной скважине для удаления по меньшей мере одной текучей среды из скважины. Удалением текучей среды из скважины управляют, регулируя подачу газа в трубопровод нагнетания. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к добыче углеводородов в подземных пластах и, более конкретно, к механизму для активирования множества скважинных устройств в случае, когда необходимо создать множество зон добычи. Способ избирательного активирования механизма приведения в действие на множестве клапанов в забойной зоне скважины содержит следующие несколько этапов. На первом этапе определяют комбинации кодированных магнитов так, что каждая втулка клапана в забойной зоне скважины включает в себя группу магнитов клапана, притягивающуюся только к индивидуальной группе магнитов дротика, установленной на активирующем дротике. Затем открывают клапаны в забойной зоне скважины в последовательности, определяемой выбранной последовательностью подачи насосом индивидуальных дротиков в ствол скважины. Механизм для избирательного активирования множества путей прохода в забойной зоне ствола скважины содержит клапан, имеющий втулку, приспособленную для перемещения между открытым и нормально закрытым положением, и группу магнитов клапана и дротик для подачи насосом в стволе скважины Группа магнитов установлена на втулке. Дротик включает в себя группу магнитов дротика, согласованных с группой магнитов клапана так, что дротик соединяется с клапаном при расположении вблизи него, и втулка перемещается из закрытого положения в открытое положение. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для кислотного гидроразрыва пласта в открытых стволах скважин. Устройство содержит корпус с радиальными каналами, в которых закреплены втулки с коническими соплами, установленными с возможностью радиального перемещения и подпружиненными в радиальном направлении, втулку с конической наружной поверхностью, размещенной в полости корпуса и оснащенной центральным отверстием с седлом под бросовый клапан, выполненный в виде шарика. В корпусе разрезной конус расположен под втулкой, при этом конические сопла жестко соединены с разрезным конусом, выполненным в виде секторов, охватывающих внутреннюю поверхность корпуса по периметру. Количество секторов разрезного конуса соответствует количеству конических сопел. Разрезной конус оснащен внутренней конической поверхностью, взаимообращенной к наружной конической поверхности втулки. В корпусе выполнена внутренняя кольцевая проточка, а разрезной конус и конические сопла имеют возможность радиального расширения и размещения разрезного конуса во внутренней кольцевой проточке корпуса при осевом перемещении втулки вниз до внутреннего упора, выполненного на нижнем конце корпуса под действием избыточного давления над клапаном и сообщения надклапанного пространства с коническими соплами. К шарику бросового клапана, пропускающего жидкость снизу вверх, сверху жестко закреплен шток, оснащенный сверху парашютом. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности кислотного гидроразрыва пласта. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для добычи пластового флюида электроприводным насосом. Двухпакерная насосная установка включает колонну труб меньшего диаметра, размещенную концентрично или эксцентрично в колонне труб большего диаметра. Колонна труб большего диаметра оснащена нижним и верхним пакерами с кабельным вводом, размещенными над электроприводным насосом и обратным клапаном. Под нижним и над верхним пакерами установлены соответственно нижняя муфта перекрестного течения, нижний сбивной клапан и верхняя муфта перекрестного течения и верхний сбивной клапан. Вдоль всего оборудования и через пакеры может быть проложен контролирующий кабель, например, оптоволоконный. Между нижним и верхним пакерами установлены циркуляционный и уравнительный клапана. Двухпакерная насосная установка выше сбивного клапана оснащена разъединителем, над которым установлен гидравлический якорь. Технический результат заключается в повышении эффективности работы установки и повышении надежности циркуляционного клапана. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена совместно со скважинным инструментом. Клапан 200 присоединен к секции 11 трубы 160, расположенной в скважине 120. Причем клапан содержит поршень 5 плунжера в канале 232, который переводится из закрытого в открытое положение для обеспечения прохождения текучей среды к данному инструменту, и указанный перевод выполняется с помощью поршня 210, перемещение которого вперед и назад обеспечивается в пошаговом режиме путем, соответственно, повышения и понижения давления Р2 текучей среды. При этом указанные перемещения воздействуют на ползун 14, который в пошаговом режиме перемещается в одном направлении к положению, в котором он открывает проход для шаров 8, обеспечивая их выпадение из канала 232 с высвобождением тем самым поршня 5 плунжера для перемещения и открытия прохода для потока текучей среды к приводимому в действие текучей средой инструменту. Поршень 210 является удлиненным элементом, один конец которого размещен в текучей среде в трубе, а другой конец 212 удерживается в предварительно напряженном состоянии с помощью предварительно напряженного элемента 15. Перемещение ползуна происходит при перемещении поршня 210 под воздействием понижения давления, а предварительно напряженный элемент 15 расположен в камере, которая проточно сообщается со скважиной снаружи секции трубы. При этом поршень 210 является гидравлически уравновешенным. Технический результат заключается в повышении эффективности работы скважинного клапана. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к устройствам для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной. Установка включает пакер, гидравлические каналы, количество которых соответствует числу эксплуатационных объектов. Все каналы гидравлически соединены с суммарным гидравлическим каналом, снабженным насосной установкой, а каждый из них соединен с соответствующим эксплуатационным объектом. Установка содержит также клапан-отсекатель, выполненный с возможностью открытия/перекрытия гидравлического канала одного из разобщенных эксплуатационных объектов к насосной установке. Один из пакеров установлен выше верхнего эксплуатационного объекта. Клапан-отсекатель размещен над ним или в его гидравлическом канале и выполнен в виде клапана-отсекателя с возможностью обеспечения переключения открытия/перекрытия гидравлического канала эксплуатационного объекта путем воздействия созданием перепада давления управляющим гидравлическим сигналом. Клапан-отсекатель содержит корпус, установленный в нем полый подпружиненный элемент, выполненный с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и с возможностью вращательного перемещения вокруг вертикальной оси, который снабжен в верхней части седлом и запорным органом и радиальными отверстиями в стенке, а также снабжен направляющими в нижней части, ответными направляющим в корпусе, и обеспечивающими возможность при возвратно-поступательном перемещении элемента при воздействии перепада давления управляющим гидравлическим сигналом его поворот вокруг вертикальной оси, с обеспечением при этом открытия/перекрытия радиальных отверстий для гидравлических каналов. В корпусе выполнены гидравлические каналы, каждый из которых одним концом гидравлически связан с соответствующим эксплуатационным объектом, а вторым концом - с полостью элемента посредством указанного радиального отверстия в стенке указанного элемента, находящегося в положении «открыто», при этом полость элемента со стороны запорного органа соединена с суммарным гидравлическим каналом. Технический результат заключается в повышении эффективности одновременно-раздельной эксплуатации нескольких эксплуатационных объектов одной скважиной. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх