Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом



Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом
Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом

 


Владельцы патента RU 2516398:

Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. (US)

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Способ включает установку вставного предохранительного клапана в проточный канал, проходящий через внешний предохранительный клапан по его длине, создание электрического контакта между вставным предохранительным клапаном и электрическим разъемом и управление работой вставного предохранительного клапана, позволяющее избирательно пропускать и блокировать поток текучей среды через проточный канал. Вставной предохранительный клапан содержит запирающее устройство, которое избирательно пропускает и блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал, а также, по меньшей мере, один электрический разъем, выполненный с обеспечением возможности создания электрического контакта, по меньшей мере, с одним вторым электрическим разъемом внешнего предохранительного клапана при размещении вставного предохранительного клапана во внешнем предохранительном клапане. Технический результат заключается в повышении надежности регулирования потока среды в скважине. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Ссылка на родственную заявку

Данная заявка является родственной заявке на патент США с номером регистрации 2011-IP-044451 U1 US, зарегистрированной в один день с данной заявкой и озаглавленной «Предохранительный клапан, оснащенный средствами для подачи энергии ко вставному предохранительному клапану», авторами которой являются Брюс Э. Скотт (Bruce E. SCOTT) и Джон Дж. Гойффон (John J. GOIFFON).

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к оборудованию, применяемому при работе, связанной с подземной скважиной, и к операциям, выполняемым при такой работе, а в описанном ниже примере, в частности, предоставляет вставной предохранительный клапан с электрическим приводом.

Уровень техники

Вставной предохранительный клапан устанавливают в предохранительный клапан, например, в том случае, когда этот предохранительный клапан прекратил нормальное функционирование (например, предохранительный клапан больше не способен эффективно выполнять герметичное блокирование потока через этот предохранительный клапан). Вставной предохранительный клапан выполняет функцию предохранительного клапана (например, предотвращение нежелательного выброса текучей среды из скважины) и позволяет сэкономить время и средства на извлечение неисправного предохранительного клапана из скважины для его ремонта или замены.

Таким образом, очевидна потребность улучшений в области изготовления вставных предохранительных клапанов.

Раскрытие изобретения

Ниже описаны вставные предохранительные клапаны и способы работы с ними, позволяющие внести усовершенствования в данную область техники. Ниже описан один пример, в котором электрическое питание подается ко вставному предохранительному клапану. В другом описанном ниже примере подключение электрических соединений выполняется в ответ на установку вставного предохранительного клапана во внешний предохранительный клапан.

В одном аспекте описанное ниже изобретение предоставляет способ управления работой вставного предохранительного клапана в подземной скважине. Этот способ может включать установку вставного предохранительного клапана в проточный канал, проходящий внутри внешнего предохранительного клапана по его длине, создание электрического контакта между вставным предохранительным клапаном и электрическим разъемом и управление работой вставного предохранительного клапана, посредством чего обеспечивается пропускание и блокирование потока текучей среды через проточный канал.

В другом аспекте ниже описан вставной предохранительный клапан. Вставной предохранительный клапан может содержать запирающее устройство, осуществляющее избирательное пропускание и блокирование потока текучей среды через продольный проточный канал, и по меньшей мере один электрический разъем, подключающийся электрическим соединением к другому электрическому разъему, расположенному снаружи по отношению ко вставному предохранительному клапану.

Еще в одном аспекте электрический привод для предохранительного клапана может устанавливаться в проточный канал.

Еще в одном аспекте электрическое питание ко вставному предохранительному клапану или к электрическому приводу может подаваться через транспортировочное средство, которое в некоторых вариантах применяется для извлечения вставного предохранительного клапана или привода из проточного канала.

Специалист обычного уровня квалификации в данной области техники сможет понять эти и другие особенности, преимущества и достоинства путем тщательного рассмотрения представленных ниже примеров с сопутствующими чертежами, на которых подобные элементы, показанные на различных фигурах, обозначены одинаковыми номерами позиций.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 представлена в общем виде с частичным разрезом типичная скважинная система и относящийся к ней способ, в которых могут быть воплощены принципы настоящего изобретения.

На Фиг.2 показан в увеличенном масштабе общий вид в разрезе, представляющий предохранительный клапан, который может применяться в указанных скважинной системе и способе и в котором могут быть воплощены принципы настоящего изобретения.

На Фиг.3 показано в еще более увеличенном масштабе и в разрезе электрическое соединение между предохранительным клапаном и вставным предохранительным клапаном.

На Фиг.4 представлен вид предохранительного клапана в разрезе, выполненном вдоль линии 4-4 по Фиг.3.

На Фиг.5 показан общий вид в разрезе скважинной системы, отличающейся тем, что в предохранительный клапан установлен вставной предохранительный клапан другой конфигурации.

На Фиг.6 показан в увеличенном масштабе общий вид в разрезе другой конфигурации электрического соединения и стыковки с совмещением между предохранительным клапаном и вставным предохранительным клапаном.

На Фиг.7 представлен общий вид в разрезе хрупкого щитка, предназначенного для защиты электрического соединения в предохранительном клапане.

На Фиг.8 показан общий вид в разрезе скважинной системы, отличающейся тем, что в предохранительный клапан установлен вставной предохранительный клапан другой конфигурации.

На Фиг.9 показан общий вид в разрезе скважинной системы, отличающейся тем, что в предохранительный клапан установлен привод.

Осуществление изобретения

На Фиг.1 представлена в общем виде скважинная система 10 и связанный с ней способ, в которых могут быть воплощены принципы настоящего изобретения. Как показано на Фиг.1, трубная колонна 12 (например, эксплуатационная колонна труб и т.п.) установлена в ствол 14 скважины. Вставной предохранительный клапан 16 транспортируют по проточному каналу 18 и вводят во внешний предохранительный клапан 20, вмонтированный в трубную колонну и связанный с ней.

Вставной предохранительный клапан 16 можно установить в предохранительный клапан 20, например, в случае выхода из строя привода 22, потери герметичности запирающим устройством 24 и т.п. Любые другие причины могут послужить основанием для установки вставного предохранительного клапана 20, не выходя за пределы объема настоящего изобретения.

В представленном на Фиг.1 примере привод 22 представляет собой электрический привод (например, электроприводной шариковый винт, линейный индукционный электродвигатель и т.п.), который смещает расходную трубу или открывающий зубец 26, тем самым поворачивая на оси заслонку 28 по отношению к седлу 30. Однако, не выходя за пределы объема настоящего изобретения, можно применять приводы и других типов (например, гидравлические приводы и т.п.) и другие типы запирающих устройств (например, запирающие устройства шарового типа и т.п.).

Электрическое питание (а также данные, команды и т.п.) подается к предохранительному клапану 20 по линиям 32, проходящим к удаленному месторасположению (например, к поверхности земли, к подводному объекту и т.п.). В других примерах линии 32 могут включать гидравлические трубопроводы и/или оптические линии связи или линии других типов, заменяющие или дополняющие электрические линии. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением линии 32 могут включать линии любого типа, в любом количестве и в любой комбинации.

В других примерах электрическое питание может подаваться к предохранительному клапану 20 от находящихся в скважине батарей, электрогенератора или от любого другого источника. Следовательно, для подачи электрического питания к предохранительному клапану 20 необязательно нужны линии 32.

Одной выгодной особенностью предохранительного клапана 20 является то, что в этом предохранительном клапане установлен электрический разъем 34, предназначенный для создания электрического контакта с электрическим разъемом 36 вставного предохранительного клапана 16. При таком способе устройства вставной предохранительный клапан 16 может управляться электрическим приводом после установки этого вставного предохранительного клапана в надлежащее положение в предохранительном клапане 20.

В других примерах электрический разъем 34 (или множество таких разъемов) можно установить в другой секции трубной колонны 12 (например, выше или ниже предохранительного клапана 20). Разъем (разъемы) 36 вставного предохранительного клапана 16 может соединяться электрическим соединением с разъемами 34 в другой секции трубной колонны 12 в тот момент, когда вставной предохранительный клапан будет установлен в надлежащее положение в предохранительном клапане 20.

Следует отметить, что вставной предохранительный клапан 16, как показано на Фиг.1, содержит электрический привод 38 и запирающее устройство 40, подобные приводу 22 и запирающему устройству 24 предохранительного клапана 20, но несколько уступающие им по размерам. Однако следует отчетливо понимать, что привод или запирающее устройство вставного предохранительного клапана 16 совсем не обязательно должны быть подобными тем, которые содержатся в предохранительном клапане 20. Например, вставной предохранительный клапан 16 может содержать линейный индукционный электродвигатель, в то время как предохранительный клапан 20 может содержать электроприводной шариковый винт, а также вставной предохранительный клапан может содержать шаровой кран, в то время как предохранительный клапан может содержать запирающее устройство в виде заслонки и т.п.

Вставной предохранительный клапан 16 можно доставлять внутрь трубной колонны 12 с помощью любого подходящего транспортировочного средства, например троса, колонны гибких труб и т.п. Вставной предохранительный клапан 16 может быть клапаном такого типа, который известен специалистам в данной области техники как извлекаемый на тросе глубинный предохранительный клапан с дистанционным управлением с поверхности. Предохранительный клапан 20 может быть клапаном такого типа, который известен специалистам в данной области техники как извлекаемый на насосно-компрессорных трубах глубинный предохранительный клапан с дистанционным управлением с поверхности.

Следует отметить, что вставной предохранительный клапан 16 не обязательно должен быть установлен или полностью установлен внутрь предохранительного клапана 20. Электрическое соединение может быть выполнено между предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16 даже в том случае, если вставной предохранительный клапан установлен в проточный канал 18, но не располагается полностью внутри предохранительного клапана.

В других примерах для фиксации предохранительного клапана 20 в открытой конфигурации до или во время установки вставного предохранительного клапана 16 может применяться отдельный фиксирующий инструмент. В альтернативном варианте этот фиксирующий инструмент может быть включен в состав вставного предохранительного клапана 16, в результате чего предохранительный клапан 20 фиксируется в открытом положении в тот момент, когда в него установлен вставной предохранительный клапан.

Если обратиться еще раз к фиг.2, наглядно представлен в увеличенном масштабе общий вид в разрезе предохранительного клапана 20. Предохранительный клапан 20, представленный на Фиг.2, может применяться в скважинной системе 10 и в описанном выше способе или же этот предохранительный клапан можно применять в других скважинных системах и способах, не выходя за пределы объема настоящего изобретения.

В этом примере предохранительный клапан 20 включает многоштырьковые разъемы 34. Эти разъемы 34 изолированы в канале 18 от текучих сред, обломков, инструментов и т.п. посредством щитка 42. В других примерах может применяться единственный разъем 34 (например, если трубная колонна 12 применяется в качестве проводника и т.п.).

В щитке 42 имеется смещающий профиль 44, предназначенный для того, чтобы смещать щиток и тем самым открывать разъемы 34. Однако можно применять и другие способы (например, см. Фиг.7) изоляции и последующего открывания разъемов 34, соответствующие принципам настоящего изобретения.

В примере, представленном на Фиг.2, предохранительный клапан 20 содержит электронную схему 46, принимающую решение о том, подавать ли электрическое питание к приводу 22 предохранительного клапана 20 или подавать питание к одному или нескольким разъемам 34 для передачи к приводу 38 вставного предохранительного клапана 16. Например, по линиям 32 к электронной схеме 46 может быть передан сигнал переключить электрическое питание с привода 22 на разъемы 34, в таком случае это переключение электрического питания может быть выполнено в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в предохранительный клапан 20 и т.п.

Еесли обратиться еще раз к Фиг.3 в увеличенном масштабе наглядно показан один из примеров электрического соединения между вставным предохранительным клапаном 16 и предохранительным клапаном 20. Как показано на Фиг.3, смещающий ключ 48 на вставном предохранительном клапане 16 комплементарно зацепляется с профилем 44 в щитке 42 и сдвигает щиток вниз, тем самым открывая разъем 34.

Следует отметить, что щиток 42 может иметь на своей поверхности внутреннее изолирующее покрытие или слой 50, обращенное к разъему 34. В этом примере разъем 34 подпружинен внутрь таким образом, что при перемещении щитка 42 вниз этот разъем перемещается внутрь, образуя электрический контакт с разъемом 36 вставного предохранительного клапана 16.

Датчик 52 (например, датчик положения, датчик линейного переменного смещения, концевой выключатель и т.п.) может быть установлен для детектирования момента смещения щитка 42 и/или вскрытия разъема 34. Переключатели 54, 56 могут срабатывать под воздействием выходного сигнала датчика 52, чтобы, таким образом, отключить электрическое питание от привода 22 предохранительного клапана 20 (переключатель 54 находится в разомкнутом положении) и подключить электрическое питание к разъему 34 (переключатель 56 находится в замкнутом положении).

В альтернативном варианте переключатели 54, 56 могут срабатывать под воздействием команды (команд) (например, переданной от местного или дистанционного пульта управления, от электронной схемы 46 и т.п.) и/или под воздействием заданной величины электрического параметра (например, заданного уровня напряжения или мощности в линиях 32 и т.п.).

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать один или более датчиков 55, предназначенных для измерения различных параметров в скважине (давления, температуры, скорости потока и т.п.), и/или для отслеживания того, установлен ли вставной предохранительный клапан в надлежащее положение. Результаты измерений датчика 55 могут быть использованы для диагностики, получения данных производственного процесса или для других целей.

Данные, полученные датчиками 52, 55, могут передаваться от вставного предохранительного клапана 16 к предохранительному клапану 20 с целью дальнейшей передачи их (например, по проводной или беспроводной телеметрии и т.п.) к удаленному приемному устройству (например, к расположенному на поверхности земли, к удаленному записывающему устройству и т.п.).

На Фиг.4 наглядно показано поперечное сечение предохранительного клапана 20. На этой фигуре видно, что предохранительный клапан 20 может включать многоштырьковые разъемы 34, расставленные равномерно по окружности проточного канала 18. Как будет более подробно описано ниже (см. Фиг.6), устройство стыковочного совмещения может применяться для того, чтобы выполнить совмещение вставного предохранительного клапана 16 с разъемами 34, выполняемое посредством поворота.

На Фиг.5 наглядно показан общий вид еще одной конфигурации скважинной системы 10. В этой конфигурации вставной предохранительный клапан 16 установлен в предохранительный клапан 20, между предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16 осуществлено электрическое соединение, предназначенное для электрического управления работой вставного предохранительного клапана.

Кроме того, в примере, представленном на Фиг.5, во вставном предохранительном клапане 16 могут применяться множественные приводы 38, предназначенные для управления работой запирающего устройства 40 с целью избирательного пропускания или блокирования потока текучей среды через канал 18. Транспортировочное средство 57 (например, трос, колонна гибких труб и т.п.), предназначенное для доставки вставного предохранительного клапана 16 внутрь канала 18, теперь можно извлечь из скважины.

На Фиг.6 наглядно показана еще одна конфигурация электрического соединения между вставным предохранительным клапаном 16 и предохранительным клапаном 20. В этой конфигурации устройство стыковочного совмещения 58 применяется для того, чтобы совместить поворотом вставной предохранительный клапан 16 с предохранительным клапаном 20 таким образом, чтобы соответствующие парные части разъемов 34, 36 совместились друг с другом.

В примере, представленном на Фиг.6, совмещающий кулачок 60, имеющийся на вставном предохранительном клапане 16, прижимается к стыковочному профилю 62, сформированному в предохранительном клапане 20. Датчик 54 обнаруживает момент, когда кулачок 60 полностью прижмется к профилю 62, и разъемы 34, 36 совместятся надлежащим образом.

Как показано на Фиг.6, разъем 34 расположен в углублении, а разъем 36 подпружинен силой, толкающей его в наружном направлении для создания контакта с разъемом 34. Однако следует отчетливо понимать, что в пределах объема настоящего изобретения можно применять разъемы любых типов (например, влажные соединения и т.п.), а также осуществлять электрический контакт между разъемами различными способами.

На Фиг.7 наглядно показан еще один способ вскрытия разъема 34. В этом способе щиток 42 изготовлен из хрупкого материала 64 (например, из стекла, керамики и т.п.), который в процессе установки вставного предохранительного клапана 16 разрушается, тем самым открывая разъем 34 в момент установки вставного предохранительного клапана 16.

Например, вставной предохранительный клапан 16 может содержать ударный инструмент 66, который разбивает щиток 42. В альтернативном варианте сам предохранительный клапан 20 может содержать инструмент 16 или другое устройство, разбивающее щиток 42.

В этом варианте предпочтительно, чтобы щиток 42 разбивался в результате установки вставного предохранительного клапана 16 в надлежащее положение в проточном канале 18, но объем настоящего изобретения допускает и другие способы разрушения этого щитка.

На Фиг.8 наглядно представлена еще одна конфигурация вставного предохранительного клапана 16 в скважинной системе 10. Эта конфигурация подобна показанной на Фиг.5, однако отличается по меньшей мере в одном важном моменте, а именно в том, что конфигурация на Фиг.8 не содержит разъемов 34, 36.

Вместо этого электрическое питание ко вставному предохранительному клапану 16 (и/или к одному или нескольким его приводам 38) подается через транспортировочное средство 57. Например, транспортировочное средство 57 может содержать каротажный кабель, внутри которого имеются электрические проводники. Следовательно, подразумевается, что в рамках объема настоящего изобретения допускается применение любого способа подачи электрического питания ко вставному предохранительному клапану 16 и/или приводу (приводам) 38.

Одно из преимуществ подачи электрического питания ко вставному предохранительному клапану 16 с помощью транспортировочного средства 57 состоит в том, что указанное транспортировочное средство можно использовать для извлечения обычным способом вставного предохранительного клапана из скважины, если это необходимо (например, для замены или ремонта вставного предохранительного клапана). Однако совсем не обязательно, чтобы транспортировочное средство 57, применяющееся для установки вставного предохранительного клапана 16 и/или привода (приводов) 38, применялось также для извлечения этого вставного предохранительного клапана и/или привода (приводов). Аналогично совсем не обязательно, чтобы транспортировочное средство 57, применяющееся для установки вставного предохранительного клапана 16 и/или привода (приводов) 38, применялось также для подачи электрического питания к этому вставному предохранительному клапану и/или приводу (приводам).

На Фиг.9 наглядно представлена еще одна конфигурация. В этой конфигурации один или более приводов 38 установлены с помощью транспортировочного средства 57, однако запирающее устройство 40 не установлено.

Вместо этого привод (приводы) 38 применяется для управления работой запирающего устройства 24 предохранительного клапана 20. То есть вставной предохранительный клапан 16 в предохранительный клапан 20 не установлен, но установлен привод (приводы) 38, который применяется для управления работой запирающего устройства 24 (а не запирающего устройства 40).

Электрическое питание к приводу (приводам) 38 может подаваться через разъемы 34, 36 (например, в такой конфигурации, какая показана на Фиг.5) с помощью транспортировочного средства 57 (например, в такой конфигурации, какая показана на Фиг.8) или любым другим приемлемым способом. Подача электрического питания к приводу (приводам) 38 может осуществляться в ответ на установку этого привода (приводов) в надлежащее положение в предохранительном клапане 20. Например, электрический контакт между электрическими разъемами 34, 36 может осуществляться в ответ на установку привода (приводов) 38 в надлежащее положение в предохранительном клапане 20 (например, подобно описанному выше для вставного предохранительного клапана 16).

Привод (приводы) 38 можно устанавливать в предохранительный клапан 20 в качестве замены для привода 22 и/или в качестве дополнения к приводу 22. В одном примере отключение привода 22 от электрического питания и подключение электрического питания к приводу (приводам) 38 (например, в такой конфигурации, какая показана на Фиг.3) может применяться для инициирования работы привода (приводов) 38 по управлению запирающим устройством 24.

Сейчас можно в полной мере оценить ряд преимуществ, которые позволяет получить настоящее изобретение в данной области техники. В описанных выше примерах ко вставному предохранительному клапану 16, при установке этого вставного предохранительного клапана в предохранительный клапан 20 или в проточный канал 18, удобным и надежным способом подается электрическое питание, управляющее открыванием или закрыванием этого вставного предохранительного клапана.

В данном описании выше был описан внешний предохранительный клапан 20. Этот предохранительный клапан 20 может содержать запирающее устройство 24, которое избирательно пропускает или блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал 18, а также по меньшей мере один электрический разъем 34, подключающийся электрическим соединением ко вставному предохранительному клапану 16, установленному в проточном канале 18.

Прохождение электрического тока между электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой вставного предохранительного клапана 16. Прохождение электрического тока между электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может вынудить вставной предохранительный клапан 16 открыться.

Прохождение электрического тока между электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

Предохранительный клапан 20 может содержать щиток 42, изолирующий электрический разъем 34 от вставного предохранительного клапана 16. Электрический разъем 34 может вскрываться для доступа со стороны вставного предохранительного клапана 16 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Электрическое питание может подаваться ко вставному предохранительному клапану 16 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18. Электрическое питание может подаваться ко вставному предохранительному клапану 16 в ответ на вскрытие электрического разъема 34 для доступа со стороны проточного канала 18.

Предохранительный клапан 20 может содержать стыковочный профиль 62, который при повороте совмещает вставной предохранительный клапан 16 с электрическим разъемом 34.

Предохранительный клапан 20 может содержать электрический привод 22, управляющий работой запирающего устройства 24.

Отключение электрического питания от электрического привода 22 может осуществляться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18. Подключение электрического питания ко вставному предохранительному клапану 16 может осуществляться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Кроме того, выше описан способ управления работой внешнего предохранительного клапана 20 в скважине. Этот способ может включать установку вставного предохранительного клапана 16 в предохранительный клапан 20 и управление работой вставного предохранительного клапана 16 с помощью электрического тока, проходящего от предохранительного клапана 20 ко вставному предохранительному клапану 16.

Этап установки может включать создание электрического контакта между предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16. Создание электрического контакта может включать соединение электрических разъемов 34, 36 предохранительного клапана 20 и вставного предохранительного клапана 16 друг с другом. Создание электрического контакта может включать вскрытие по меньшей мере одного из электрических разъемов 34, 36.

Этап вскрытия может включать смещение щитка 42 или разбивание хрупкого щитка 42.

Этап вскрытия может выполняться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18, проходящий внутри предохранительного клапана 20 вдоль этого клапана.

Предохранительный клапан 20 может содержать электрический привод 22, управляющий работой запирающего устройства 24. В указанном способе может выполняться отключение электрического питания от электрического привода 22 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в предохранительный клапан 20.

Этап установки может включать совмещение электрического разъема 36 вставного предохранительного клапана 16 с электрическим разъемом 34 предохранительного клапана 20, выполняемое путем поворота.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя перевод вставного предохранительного клапана 16 из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию под воздействием электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана 20 ко вставному предохранительному клапану 16.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя управление работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

В некоторых представленных выше примерах описан способ управления работой вставного предохранительного клапана 16 в подземной скважине, который может включать установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18, проходящий внутри внешнего предохранительного клапана 20 вдоль этого клапана, создание электрического контакта по меньшей мере между одним первым электрическим разъемом 36 вставного предохранительного клапана 16 и по меньшей мере одним вторым электрическим разъемом 34, а также управление работой вставного предохранительного клапана 16, посредством чего осуществляется избирательное пропускание или блокирование потока текучей среды через проточный канал 18.

Второй электрический разъем 34 может быть расположен в предохранительном клапане 20. Этап создания электрического контакта может выполняться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16.

Этап создания электрического контакта может включать вскрытие по меньшей мере одного из электрических разъемов 34, 36. Этап вскрытия может включать смещение или разбивание щитка 42. Этап вскрытия может выполняться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать электрический привод 38, управляющий работой запирающего устройства 40. В указанном способе может выполняться подключение электрического привода 38 к электрическому питанию в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в предохранительный клапан 20.

Этап установки может включать совмещение первого электрического разъема 36 со вторым электрическим разъемом 34, выполняемое посредством поворота.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя перевод вставного предохранительного клапана 16 из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию под воздействием электрического тока, проходящего между вторым электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя управление работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

Описанный в некоторых представленных выше примерах вставной предохранительный клапан 16 может содержать запирающее устройство 40, которое избирательно пропускает или блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал 18, а также по меньшей мере один первый электрический разъем 36, подключающийся электрическим соединением по меньшей мере к одному второму электрическому разъему 34, расположенному снаружи по отношению к этому вставному предохранительному клапану 16.

Прохождение электрического тока между вторым электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой вставного предохранительного клапана 16.

Прохождение электрического тока между вторым электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может вынуждать вставной предохранительный клапана 16 открываться.

Прохождение электрического тока между вторым электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

Предохранительный клапан 20 может содержать щиток 42, который изолирует второй электрический разъем 34 от вставного предохранительного клапана 16. Этот второй электрический разъем 34 может вскрываться для доступа со стороны вставного предохранительного клапана 16 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Электрическое питание может подаваться ко вставному предохранительному клапану 16 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Электрическое питание может подаваться ко вставному предохранительному клапану 16 в ответ на вскрытие второго электрического разъема 34 со стороны проточного канала 18.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать совмещающее стыковочное устройство 58, осуществляющее совмещение первого и второго электрических разъемов 34, 36 друг с другом, выполняемое путем поворота.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать электрический привод 38, управляющий работой запирающего устройства 40.

Подключение электрического питания к электрическому приводу 38 может осуществляться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Подключение электрического питания ко вставному предохранительному клапану 16 может осуществляться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать датчик 55, измеряющий один из параметров скважины.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать датчик 52, который отслеживает один из параметров работы вставного предохранительного клапана 16.

Следует понимать, что различные примеры, описанные здесь, можно, не нарушая принципов настоящего изобретения, применять в различных вариантах ориентации, например в наклонном положении, в перевернутом, горизонтальном, вертикальном и т.п., и в различных конфигурациях. Описанные и показанные на чертежах варианты воплощения настоящего изобретения представлены просто в качестве примеров полезного применения принципов настоящего изобретения, которые не ограничиваются какими-либо конкретными деталями этих вариантов его воплощения.

Применительно к приведенному выше описанию представленных вариантов термины, обозначающие направление (например, такие как «над», «под», «верхний», «нижний» и т.п.), используются для удобства рассмотрения сопутствующих чертежей. В целом термины «над», «верхний», «вверх» и подобные термины относятся к направлению вдоль ствола скважины в сторону поверхности земли, а «под», «нижний», «вниз» и подобные термины относятся к направлению вдоль ствола шахты от поверхности земли, независимо от того, является ли этот ствол шахты горизонтальным, вертикальным, наклонным, меняющим направление и т.п. Однако следует отчетливо понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается какими-либо конкретными направлениями, описанными здесь.

Естественно, квалифицированный специалист в данной области техники, при тщательном рассмотрении представленного выше описания вариантов воплощения настоящего изобретения, легко поймет, что в эти конкретные варианты воплощения изобретения можно вносить множество модификаций, добавлений, выполнять множество замен, исключений и т.п., и такие изменения не будут нарушать принципов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что представленное выше подробное описание подано исключительно в качестве иллюстрации и примера, а сущность и объем настоящего изобретения ограничиваются исключительно пунктами поданной в приложении формулы изобретения или их эквивалентами.

1. Способ управления работой вставного предохранительного клапана в подземной скважине, включающий: установку вставного предохранительного клапана в проточный канал, проходящий внутри внешнего предохранительного клапана по его длине, создание электрического контакта между, по меньшей мере, одним первым электрическим разъемом вставного предохранительного клапана и, по меньшей мере, одним вторым электрическим разъемом и управление работой вставного предохранительного клапана, посредством чего осуществляется избирательное пропускание и блокирование потока текучей среды через проточный канал.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный, по меньшей мере, один второй электрический разъем расположен во внешнем предохранительном клапане.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что создание электрического контакта осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что создание электрического контакта дополнительно включает вскрытие, по меньшей мере, одного из первого или второго электрических разъемов.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вскрытие разъема включает смещение щитка.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что вскрытие разъема включает разбивание хрупкого щитка.

7. Способ по п.4, отличающийся тем, что вскрытие выполняют в ответ на установку вставного предохранительного клапана.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что вставной предохранительный клапан содержит электрический привод, который управляет работой запирающего устройства.

9. Способ по п.8, дополнительно включающий подключение электрического питания к электрическому приводу в ответ на установку вставного предохранительного клапана во внешний предохранительный клапан.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс установки дополнительно включает совмещение первого электрического разъема со вторым электрическим разъемом, выполняемое посредством поворота.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что управление работой запирающего устройства дополнительно включает перевод вставного предохранительного клапана из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию в ответ на прохождение электрического тока между вторым электрическим разъемом и вставным предохранительным клапаном.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что управление работой вставного предохранительного клапана дополнительно включает управление работой множества электрических приводов этого вставного предохранительного клапана.

13. Вставной предохранительный клапан, содержащий: запирающее устройство, которое избирательно пропускает или блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал; и, по меньшей мере, один первый электрический разъем, выполненный с обеспечением возможности создания электрического контакта, по меньшей мере, с одним вторым электрическим разъемом внешнего предохранительного клапана при размещении вставного предохранительного клапана во внешнем предохранительном клапане.

14. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что прохождение электрического тока между вторым электрическим разъемом и вставным предохранительным клапаном управляет работой этого вставного предохранительного клапана.

15. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что прохождение электрического тока между вторым электрическим разъемом и вставным предохранительным клапаном вызывает открытие этого вставного предохранительного клапана.

16. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что прохождение электрического тока между вторым электрическим разъемом и вставным предохранительным клапаном управляет работой множества электрических приводов этого вставного предохранительного клапана.

17. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что внешний предохранительный клапан содержит щиток, изолирующий второй электрический разъем от вставного предохранительного клапана, и при этом доступ ко второму электрическому разъему со стороны вставного предохранительного клапана вскрывается в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

18. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что подача электрического питания к этому вставному предохранительному клапану осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

19. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что подача электрического питания к этому вставному предохранительному клапану осуществляется в ответ на вскрытие доступа ко второму электрическому разъему со стороны проточного канала.

20. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что дополнительно содержит устройство стыковочного совмещения, совмещающее посредством поворота первый и второй электрические разъемы.

21. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что дополнительно содержит электрический привод, управляющий работой запирающего устройства.

22. Вставной предохранительный клапан по п.21, отличающийся тем, что подключение электрического питания к электрическому приводу осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

23. Вставной предохранительный клапан по п.22, отличающийся тем, что подключение электрического питания к этому вставному предохранительному клапану осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

24. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик, измеряющий один из параметров скважины.

25. Вставной предохранительный клапан по п.13, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик, отслеживающий один из параметров работы этого вставного предохранительного клапана.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам, входящим в состав системы автоматического управления регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, для регулирования и перекрытия потоков жидких и газообразных сред в трубопроводах технологических установок нефтегазовой, нефтехимической и пищевой промышленности.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоками рабочих сред путем изменения площади проходного сечения и может быть использовано для транспортировки газа в системах газораспределительных станций.

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано для дистанционной подачи рабочей среды высокого давления на элементы систем газоснабжения бeз пневматического удара.

Изобретение относится к области пнемоавтоматики и может быть использовано для дистанционной подачи рабочей среды высокого давления на элементы систем газоснабжения.

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Клапан запорный электромагнитный нормально открытый содержит корпус с входной и выходной полостями и с седлом для затвора, электромагнит и крышку, закрепленные на основаниях корпуса, затвор с седлом для золотника, золотник, первую, вторую и третью пружины.

Изобретение относится к электроприводной арматуре, используемой, в частности, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем, и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах.

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Клапан запорный электромагнитный нормально-закрытый предназначен для автоматического перекрытия потоков газообразных сред на газопроводах систем газораспределения и газопотребления природного газа.

Изобретение относится к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, а также к устройствам газовой автоматики. Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления содержит элемент настройки на заданное низкое давление, полость высокого давления с газоподводящим каналом, цилиндрическую камеру.

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. .

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для использования в системах для управления потоком жидких либо газообразных сред. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для снижения избыточного давления газа в затрубном пространстве добывающих скважин, эксплуатируемых установками винтовых насосов.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при раздельной закачке жидкости в два пласта в одной скважине. Устройство содержит корпус со сквозными и радиальными отверстиями, упор в нижней части и направляющие конусные поверхности в верхней части, размещенный в корпусе ниппель с верхним и нижним уплотнительными узлами, с радиальными отверстиями, упором в нижней части и проточкой на наружной поверхности, цилиндрическое седло, размещенное в ниппеле с возможностью перекрытия радиальных отверстий ниппеля, пружину под цилиндрическим седлом, сбрасываемый в устройство при его работе шар.

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть применено при бурении нефтегазовых скважин, добыче нефти и в системах поддержания пластового давления.

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и может быть применено в газо- и нефтепроводах, в частности в тех из них, что расположены внутри скважин. .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для сообщения затрубного пространства с полостью подъемных труб при глушении и освоении скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для промывки скважины от парафиноотложений, преимущественно в осевом канале лифтовой колонны труб.

Изобретение относится к области нефтяных и газовых скважин и, конкретно к обустройству нижней части обсадной колонны. .

Изобретение относится к инструментам для разрыва пласта для применения в нефтяных и газовых скважинах, а именно к инструментам разрыва пласта, снабженным муфтой, которая может быть перемещена из первого рабочего положения во второе рабочее положение, так что инструмент может обеспечивать выполнение операций разрыва пласта в первом рабочем положении, после чего инструмент можно переместить во второе рабочее положение для добычи флюидов из скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации и ремонту скважин. .

Изобретение относится к оборудованию для герметизации внутреннего канала спускаемых труб при бурении скважин, их эксплуатации и ремонте. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для перекрытия ствола скважины при проведении капитального ремонта без глушения. Устройство содержит пакер с корпусом, запорный орган с цангой, снабженной лепестками с головкой, механизм управления запорным органом, шток с отверстиями и кольцевой проточкой. Шток снабжен клеткой обратного клапана в верхней части, кольцевым поршнем в средней и механизмом управления в виде ступенчатого кольцевого поршня на нижнем конце, поджатым гайкой и снабженным стаканом с кольцевым выступом, образующим подвижное соединение с удлинителем, связанным с корпусом, выполненным разъемным, снабженным в месте разъема разделительной шайбой и нижним переходником. Ступенчатый кольцевой поршень снабжен гильзой, образующей подвижное соединение в расточке нижнего переходника и кольцевую камеру с удлинителем, гидравлически связанную дренажным отверстием с осевым каналом гильзы. Полости над кольцевым поршнем и над кольцевым выступом гидравлически связаны отверстиями с полостью под пакером. Полость кольцевой камеры над разделительной шайбой связана отверстием с осевым каналом штока. Причем фигурная гайка связана с корпусом перепускного клапана, снабженного посадочной поверхностью на торцовой части, обращенной к посадочному седлу нижнего переходника, в осевом канале которого установлено седло с подпружиненным шаровым клапаном, цанга установлена в разъемном корпусе. Суммарная площадь поперечного сечения ступенчатого кольцевого поршня и кольцевого выступа принята равной площади поперечного сечения корпуса перепускного клапана. Технический результат заключается в обеспечении закрытия клапана-отсекателя до операции по замене насоса, сохранении работоспособности закрытого клапана-отсекателя при любом изменении перепада давления. 2 ил.
Наверх