Скважинное клапанное устройство

Изобретение относится к оборудованию скважин, оснащенных электропогружными насосами. Устройство содержит корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе выполнены сливные каналы, подвижный в осевом направлении золотник, имеющий верхний и нижний хвостовики меньшего диаметра. В верхней части верхнего хвостовика выполнены сливные окна и установлен ограничительный бурт, а нижний хвостовик золотника уплотнен относительно корпуса. Кроме того, золотник снабжен сквозным осевым каналом, в котором размещен обратный клапан и установлен в корпусе с образованием кольцевой пусковой камеры, в которой на верхнем хвостовике размещен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень, на верхней ступени которого установлен полый цилиндр, в стенках которого размещены цанги и сливные окна. Причем полый цилиндр жестко соединен и совмещен наружной стороной с верхней ступенью аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, а на внутренней стороне верхняя ступень аксиально-подвижного двухступенчатого поршня образует кольцевой посадочный выступ, выполненный с возможностью герметичной посадки ограничительного бурта верхнего хвостовика золотника. Кроме того, кольцевая пусковая камера сообщена с осевым каналом золотника посредством отверстий в нижней части верхнего хвостовика. При этом наружная поверхность нижней ступени большего диаметра аксиально-подвижного двухступенчатого поршня выполнена с возможностью уплотнения относительно внутренней поверхности корпуса. А верхняя ступень выполнена с возможностью перекрытия сливных каналов корпуса и с возможностью уплотнения относительно кольцевого выступа корпуса при крайнем верхнем положении поршня. Кроме того, цанги установлены с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и с ограничительным буртом. Причем площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, выполнена с возможностью превышения площади, ограниченной наружным диаметром нижнего хвостовика золотника. На нижнем хвостовике золотника размещен клапан сброса давления с подпружиненным запорным органом и выполненный с возможностью сброса давления из пусковой камеры и осевого канала золотника. На корпусе установлена регулировочная втулка. Причем регулировочная втулка установлена с возможностью взаимодействия с запорным органом клапана сброса давления при создании импульса давления для открытия сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию скважин, оснащенных электропогружными насосами, и может быть использовано с целью повышения надежности, эффективности проведения технологических операций.

Известно устройство - клапанный узел нагнетательного трубопровода скважинного насоса (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №1435836, F04D 15/02 от 13.01.1987). Устройство содержит корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе выполнены сливные каналы. Устройство содержит также подвижный в осевом направлении золотник, имеющий в верхней части хвостовик меньшего диаметра, причем золотник снабжен сквозным осевым каналом, в котором помещен обратный клапан, и установлен в корпусе с образованием кольцевой пусковой камеры. Пусковая камера сообщена с осевым каналом золотника посредством отверстий в нижней части хвостовика, а в верхней части последнего выполнены сливные окна, расположенные с возможностью сообщения со сливными каналами корпуса при крайнем нижнем положении золотника. В пусковой камере на хвостовике установлен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень, при этом наружная поверхность нижней ступени большего диаметра уплотнена относительно внутренней поверхности корпуса, а верхняя ступень установлена с возможностью перекрытия сливных каналов корпуса при крайнем верхнем положении поршня.

Недостатком данного устройства является то, что для проведения технологических операций необходимо создать повышение давления в затрубном пространстве и заполнение его жидкостью, а это может быть проблематично у скважин с низким пластовым давлением. Кроме того, при пуске насоса золотник может опережать поршень, а это может привести к невозможности перевода поршня в крайнее верхнее положение и подачи жидкости на поверхность.

Наиболее близко к достигаемому результату и по совокупности признаков является скважинное клапанное устройство (см. описание изобретения к патенту 2455459, МПК E21B 34/08 от 11.01.2011), содержащее корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе выполнены сливные каналы, подвижный в осевом направлении золотник, имеющий верхний и нижний хвостовики меньшего диаметра, в верхней части верхнего хвостовика установлен предохранительный клапан и ограничительный бурт, также выполнены сливные окна, а нижний хвостовик золотника уплотнен относительно корпуса. Золотник снабжен сквозным осевым каналом, в котором размещен обратный клапан. Золотник установлен в корпусе с образованием кольцевой пусковой камеры, в которой на верхнем хвостовике размещен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень, на верхней ступени которого установлен полый цилиндр, в стенках которого размещены цанги и сливные окна. Полый цилиндр жестко соединен и совмещен наружной стороной с верхней ступенью аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, а на внутренней стороне верхняя ступень аксиально-подвижного двухступенчатого поршня образует кольцевой посадочный выступ, выполненный с возможностью герметичной посадки ограничительного бурта верхнего хвостовика золотника. Кроме того, кольцевая пусковая камера сообщена с осевым каналом золотника посредством отверстий в нижней части верхнего хвостовика. Также наружная поверхность нижней ступени большего диаметра аксиально-подвижного двухступенчатого поршня выполнена с возможностью уплотнения относительно внутренней поверхности корпуса. Верхняя ступень выполнена с возможностью перекрытия сливных каналов корпуса и с возможностью уплотнения относительно кольцевого выступа корпуса при крайнем верхнем положении поршня, кроме того, цанги установлены с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и с ограничительным буртом. Причем площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, выполнена с возможностью превышения площади, ограниченной наружным диаметром нижнего хвостовика золотника.

Недостатком данного устройства является то, что при создании импульса давления в насосно-компрессорных трубах (НКТ) для организации сообщения внутренней полости НКТ с затрубном пространством через устройство и сливные каналы в корпусе могут открываться только частично, не полностью. Так как перемещению поршня и золотника будет препятствовать сила, возникающая от повышения давления в пусковой камере и в осевом канале золотника, поэтому степень открытия сливных каналов корпуса зависит от упругости жидкости, заключенной в пусковой камере и осевом канале золотника, изолированной данном положении устройства. Частично, не полностью открытие сливных каналов создает условие по созданию дополнительных потерь давления и снижению эффективности при проведении промывки через устройство.

Заявленным изобретением решается задача полного и практически мгновенного открытия устройством сообщения полости НКТ и затрубного пространства созданием импульса давления в насосно-компрессорных трубах (НКТ) для проведения более эффективных технологических операций и повышения надежности работы устройства.

Поставленная задача решена тем, что в устройстве, содержащем корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе выполнены сливные каналы, подвижный в осевом направлении золотник, имеющий верхний и нижний хвостовики меньшего диаметра. В верхней части верхнего хвостовика выполнены сливные окна и установлен ограничительный бурт, а нижний хвостовик золотника уплотнен относительно корпуса. Кроме того, золотник снабжен сквозным осевым каналом, в котором размещен обратный клапан и установлен в корпусе с образованием кольцевой пусковой камеры, в которой на верхнем хвостовике размещен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень, на верхней ступени которого установлен полый цилиндр, в стенках которого размещены цанги и сливные окна. Причем полый цилиндр жестко соединен и совмещен наружной стороной с верхней ступенью аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, а на внутренней стороне верхняя ступень аксиально-подвижного двухступенчатого поршня образует кольцевой посадочный выступ, выполненный с возможностью герметичной посадки ограничительного бурта верхнего хвостовика золотника. Кроме того, кольцевая пусковая камера сообщена с осевым каналом золотника посредством отверстий в нижней части верхнего хвостовика, при этом наружная поверхность нижней ступени большего диаметра аксиально-подвижного двухступенчатого поршня выполнена с возможностью уплотнения относительно внутренней поверхности корпуса. А верхняя ступень выполнена с возможностью перекрытия сливных каналов корпуса и с возможностью уплотнения относительно кольцевого выступа корпуса при крайнем верхнем положении поршня. Кроме того, цанги установлены с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и с ограничительным буртом, причем площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, выполнена с возможностью превышения площади, ограниченной наружным диаметром нижнего хвостовика золотника.

Согласно заявленному изобретению на нижнем хвостовике золотника размещен клапан сброса давления с подпружиненным запорным органом и выполненный с возможностью сброса давления из пусковой камеры и осевого канала золотника. А на корпусе установлена регулировочная втулка, причем регулировочная втулка установлена с возможностью взаимодействия с запорным органом клапана сброса давления при создании импульса давления для открытия сообщения внутренней полости НКТ с затрубном пространством.

При создании импульса давления размещенный на нижнем хвостовике золотника клапан сброса давления с подпружиненным запорным органом, выполненный с возможностью сброса давления из пусковой камеры, а также установленная на корпусе регулировочная втулка, выполненная с возможностью взаимодействия с запорным органом клапаном сброса давления, позволяют практически мгновенно проводить полное открытие сливных каналов корпуса. То есть надежно обеспечивают условия открытия устройства для организации сообщения внутренней полости НКТ с затрубном пространством, что в свою очередь дает возможность проводить более эффективно технологические операции на скважине.

На иллюстрирующих заявляемое решение чертежах схематично представлено:

на Фиг. 1 предлагаемое устройство изображено в разрезе при работающем электроцентробежном насосе;

на Фиг. 2 - то же, при остановленном насосе и удержании жидкости в нагнетательном трубопроводе;

на Фиг. 3 - то же, при открытом сообщении внутренней полости НКТ и затрубного пространства для проведения технологических операций.

Скважинное клапанное устройство содержит корпус 1 с кольцевым выступом 2 на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе 1 выполнены сливные каналы 3, подвижный в осевом направлении золотник 4, имеющий верхний 5 и нижний 6 хвостовики меньшего диаметра. В верхней части верхнего хвостовика 5 выполнены сливные окна 7 и установлен ограничительный бурт 8. А нижний хвостовик 6 золотника 4 уплотнен относительно корпуса 1 уплотнением 9. Кроме того, золотник 4 снабжен сквозным осевым каналом 10, в котором размещен обратный клапан 11, золотник 4 установлен в корпусе 1 с образованием кольцевой пусковой камеры 12. В которой на верхнем хвостовике 5 размещен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13, на верхней ступени 14 которого установлен полый цилиндр 15, в стенках которого размещены цанги 16 и сливные окна 17, причем полый цилиндр 15 жестко соединен и совмещен наружной стороной с верхней ступенью 14 аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13, а на внутренней стороне верхняя ступень 14 аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 образует кольцевой посадочный выступ 18, выполненный с возможностью герметичной посадки ограничительного бурта 8 верхнего хвостовика 5 золотника 4. Кроме того, кольцевая пусковая камера 12 сообщена с осевым каналом 10 золотника 4 посредством отверстий 19 в нижней части верхнего хвостовика 5. Наружная поверхность нижней ступени 20 большего диаметра аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 выполнена с возможностью уплотнения относительно внутренней поверхности корпуса 1 уплотнением 21. А верхняя ступень 14 выполнена с возможностью перекрытия сливных каналов 3 корпуса 1 и возможностью уплотнения относительно кольцевого выступа 2 корпуса 1 при крайнем верхнем положении аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13. Кроме того, цанги 16 установлены с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом 2 корпуса 1 и с ограничительным буртом 8, причем площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней 14 и 20 аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13, выполнена с возможностью превышения площади, ограниченной наружным диаметром нижнего хвостовика 6 золотника 4. На нижнем хвостовике 6 золотника 4 размещен клапан сброса давления 22 с подпружиненным запорным органом 23 и выполненный с возможностью сброса давления из пусковой камеры 12 и осевого канала 10 золотника 4, а на корпусе 1 установлена регулировочная втулка 24, причем регулировочная втулка 24 установлена с возможностью взаимодействия с рабочим органом 23 клапана сброса давления 22 при создании импульса давления для открытия сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством.

Скважинное клапанное устройство работает следующим образом. При работающем электроцентробежном насосе золотник 4, шар 25 обратного клапана 11 и также аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 и соответственно полый цилиндр 15 переводятся потоком жидкости (Фиг. 1) в крайнее верхнее положение. Жидкость от электроцентробежного насоса поступает через регулировочную втулку 24 в осевой канал 10 и сливные окна 7 верхнего хвостовика 5 золотника 4 и сливные окна 17 (показано одно окно) полого цилиндра 15. Далее жидкость через полость между стенками полого цилиндра 15 и корпусом 1 поступает во внутреннюю полость НКТ, меняя направление, что способствует отделению шлама от жидкости, и далее на устье скважины. В этом положении цанги 16 (показана одна цанга) отжаты ограничительным буртом 8 и надежно фиксируют аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 в корпусе 1. Уплотнение 21 нижней ступени 20 относительно корпуса 1 и уплотнение верхней ступени 14 относительно кольцевого выступа 2 аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 надежно перекрывают и предотвращают утечки жидкости через сливные каналы 3 корпуса 1. В полости 26, образованной верхней частью полого цилиндра 15 и верхней частью верхнего хвостовика 5 золотника 4, может собираться шлам, который может поступать с добываемой жидкостью, отделяясь от нее, а также со стенок НКТ, например, результате коррозионного износа. В этом положении рабочий орган 23 клапана сброса давления 22 удерживается пружиной 27 в закрытом состоянии.

При остановке насоса шар 25 перестает удерживаться потоком жидкости в верхнем положении и под действием собственного веса занимает крайнее нижнее положение, таким образом обратный клапан 11 закрывается. Давление под нижним торцом нижнего хвостовика 6 золотника 4 снижается в полости 28 и достигает затрубного давления. И под действием перепада давлений в НКТ и полости 28 золотник 4 перемещается до герметичной посадки ограничительным буртом 8 золотника 4 на кольцевой посадочный выступ 18 верхней ступени 14 аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 (фиг. 2). Так как площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней 14 и 20 аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 выполнена с возможностью превышения площади сечения нижнего хвостовика 6 золотника 4, то усилие по перемещению золотника 4 вниз будет меньше усилия по удержанию аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 в верхнем положении. Поэтому аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 будет надежно перекрывать сливные каналы 3 корпуса 1 и удерживать жидкость в полости НКТ. Таким образом, в этом положении устройство выполняет функции обратного клапана. Кроме того, в этом положении при посадке ограничительного бурта 8 на кольцевой посадочный выступ 18 создается герметичная полость 29 представленная полостью кольцевой пусковой камеры 12 и полостью осевого канала 10 золотника 4. Снизу герметичность полости 29 обеспечивается обратным клапаном 11, клапаном сброса давления 22 и уплотнением 9, а сверху уплотнением 21 и герметичной посадкой ограничительного бурта 8 на кольцевой посадочный выступ 18.

При спуске устройства в скважину она обычно заполнена дегазированной жидкостью глушения. Небольшая сжимаемость дегазированной жидкости в полости 29 при проведении повышения давления во внутренней полости НКТ для их опрессовки может вызвать недостаточное перемещение золотника 4 и аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 для сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством через устройство, так как данное перемещение золотника 4 и аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 не позволяет достичь возможности взаимодействия торца рабочего органа 23 клапана сброса давления 22 с регулировочной втулкой 24 и соответственно открытия сливных каналов 3 корпуса 1. Таким образом, в этом случае устройство может выполнять функции опрессовочного клапана.

При создании импульса давления в НКТ, когда последние заполнены газированной жидкостью, достаточного для превышения усилия удержания аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 в верхнем положении, на первом этапе происходит перемещение аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 и золотника 4 и соответственно сжатие газированной скважинной жидкости в полости 29. Сжатие газированной скважинной жидкости в полости 29 и перемещение золотника 4 и аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 на расстояние Δh происходит в основном за счет упругости газа. При этом также возрастает давление в полости 29 на величину ΔP, в первом приближении считаем, что весь объем кольцевой пусковой камеры 12 занимает газ, а в остальной части полости 29 жидкость, тогда согласно закону Бойля-Мариотта можно составить уравнение:

где z - сжимаемость газа;

P1 - давление в кольцевой пусковой камере 12, практически считается равным давлению над устройством и может быть замерено спуском глубинного манометра;

Fп - площадь кольцевой пусковой камеры 12;

h - длина кольцевой пусковой камеры 12;

ΔP - планируемый импульс давления;

Δh - длина перемещения золотника 4 и аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 за счет сжатия газа кольцевой пусковой камере 12 при создании импульса давления.

Из уравнения 1 определим длину Δh перемещения золотника 4 и аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13, кроме того, введем коэффициент K, учитывающий, что фактический объем газа будет больше или меньше объема кольцевой пусковой камеры 12:

Коэффициент K в формуле 2 при первом спуске устройства в скважины данного месторождения можно принять K=1, в дальнейшем его можно уточнить проведением пересчета по формуле 2 при известных ΔP и Δh.

Перед спуском устройства в скважину в положении золотника 4 и аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13, представленных на Фиг. 2, для достижения планируемого давления ΔP регулировочную втулку 24 устанавливают относительно корпуса согласно расчету по формуле 2 на расстояние Δh от торца рабочего органа 23 клапана сброса давления 22, что позволяет надежно установить необходимый импульс давления для открытия сообщения внутренней полости НКТ и затрубного пространства через устройство.

Таким образом, на первом этапе создании импульса давления ΔP газ в кольцевой пусковой камере 12 сжимается золотник 4 и аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 перемещаются на расстояние Δh, а на втором этапе торец рабочего органа 23 клапана сброса давления 22 взаимодействует с регулировочной втулкой 24 и газированная жидкость перетекает из полости 29 через клапан сброса давления 22 в полость 28. Следует отметить, что открытие клапана сброса 22 не требует больших усилий, так как диаметрально площадь его рабочего органа 23 максимально снижена. После открытия клапана сброса давления 22 давление в кольцевой пусковой камере 12 снижается до затрубного и соответственно уменьшаются сила, действующая на аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 от давления в кольцевой пусковой камеры 12. В то же время усилие по перемещению аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 и золотника 4 вниз практически остается постоянным и аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 и золотник 4 уже под действием разности давлений продолжают движение вниз устройства до упора золотника 4 на выступ 30 в корпусе 1. В этом положении (Фиг. 3) сливные каналы 3 корпуса 1 становятся полностью открытыми для слива жидкости из НКТ, что способствует проведению более эффективных технологических операций, связанных выполнением прямых и обратных промывок скважины. Так для проведения технологической операции по удалению отложений с внутренней поверхности ЭЦН производят закачку реагента прямой промывкой через НКТ в затрубное пространство на прием насоса. Полное открытие каналов 3 корпуса 1 обеспечивает доставку реагента на прием насоса на большой скорости, уменьшая возможность потерь реагента по активной составляющей от реакции со скважинной жидкостью и НКТ, кроме того, сокращается время проведения технологической операции.

Следует также отметить, так как объем кольцевой пусковой камеры 12 небольшой, то истечение данного объема через клапан сброса давления 22 при повышенной разности давлений в полостях 29 и 28 произойдет практически мгновенно. Учитывая, что конструктивно сливные каналы 3 корпуса 1 выполнены с повышенным проходным сечением, а жидкость в НКТ выше динамического уровня имеет большую накопленную потенциальную энергию. Все это создает условие, что при полном и практически мгновенным открытием сливных каналов 3 корпуса 1, генерацию мощного волнового импульса, который может эффективно воздействовать на призабойную зону (ПЗ) скважины. Эффективность действия данного процесса была отмечена на скважине №7081 Приразломного месторождения в процессе испытания устройства. Дебит нефти скважины возрос с 15 т/сут до 16 т/сут, а обводненность уменьшилась с 13% до 6%. Таким образом, устройство может выполнять функции генератора импульсного воздействия на призабойную зону скважины и, учитывая, что конструктивно устройство не создавалось для этой цели, можно считать «неожиданным эффектом» по применению данного устройства. Кроме того, повышенный мгновенный расход, возникающий после полного открытия сливных каналов 3 корпуса 1, способствует более эффективному размыву накопленных отложений из полости 26 в затрубное пространство скважины. Тем самым обеспечивается более надежная работа устройства как самоочищающегося шламоловителя.

При пуске электроцентробежного насоса из положения, показанного на (Фиг. 3), шар 25 обратного клапана 11, золотник 4 с верхним хвостовиком 5 и нижним хвостовиком 6, а также аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 переместятся под давлением нагнетаемой насосом жидкости в крайнее верхнее положение. При этом золотник 4 не может опережать аксиально-подвижный двухступенчатый поршень 13 до момента перекрытия верхней ступенью 14 сливных каналов 3 корпуса 1, так как ограничительный бурт 8 упирается в цанги 16 и не может их разжать, так как они взаимодействуют с кольцевым выступом 2 корпуса 1. Таким образом, сливные окна 7 верхнего хвостовика 5 золотника 4 надежно перекрываются аксиально-подвижным двухступенчатым поршнем 13 до момента перекрытия сливных окон 3 корпуса 1. Это создает эффект запуска электроцентробежного насоса на «закрытую задвижку», что снижает пусковые токи электродвигателя. После перемещения аксиально-подвижного двухступенчатого поршня 13 в крайнее верхнее положение взаимодействие цанг 16 с выступом корпуса 2 заканчиваются, и цанги 16 под действием ограничительного бурта 8 разжимаются. Что дает возможность золотнику 4 с нижним 6 и верхним 5 хвостовиками переместиться в крайнее верхнее положение. Перемещению золотника 4 оказывает сопротивление жидкость в пусковой камере 12, которая, сливаясь через отверстия 19 и зазор между золотником 4 и корпусом 1, обеспечивает более плавное перемещение золотника 4, продолжая эффект запуска электроцентробежного насоса на «закрытую задвижку». В процессе перемещения золотника 4 взаимодействие регулировочной втулки 24 с рабочим органом 23 клапана сброса давления 22 заканчивается и рабочий орган 23 удерживается в клапане сброса давления 22 пружиной 27 в закрытом состоянии.

При достижении золотника 4 верхнего положения жидкость, как показано выше, от электроцентробежного насоса поступает через устройство во внутреннюю полость НКТ (см. Фиг. 1).

Таким образом, при работающем электроцентробежном насосе нагнетаемая жидкость проходит через устройство, меняя направление, и устройство используется как шламоловитель, а двухступенчатый аксиально-подвижный поршень 13 надежно фиксируется, перекрывая сообщение внутренней полости НКТ с затрубным пространством. При остановке насоса аналогично работе обратного клапана жидкость удерживается устройством в полости НКТ. Для проведения эффективных технологических операций, импульсного воздействия на призабойную зону скважины, слива жидкости и эффективной очистки шламоловителя создается в НКТ импульс давления. Величина импульса давления устанавливается перед спуском устройства, установкой зазора Δh, вычисляемого по формуле 2, между торцом рабочего органа 23 клапана сброса давления 22 и регулировочной втулкой 24.

При спуске в скважину насоса устройство может использоваться как опрессовочный клапан.

Скважинное клапанное устройство, содержащее корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе выполнены сливные каналы, подвижный в осевом направлении золотник, имеющий верхний и нижний хвостовики меньшего диаметра, в верхней части верхнего хвостовика выполнены сливные окна и установлен ограничительный бурт, а нижний хвостовик золотника уплотнен относительно корпуса, кроме того, золотник снабжен сквозным осевым каналом, в котором размещен обратный клапан, золотник установлен в корпусе с образованием кольцевой пусковой камеры, в которой на верхнем хвостовике размещен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень, на верхней ступени которого установлен полый цилиндр, в стенках которого размещены цанги и сливные окна, причем полый цилиндр жестко соединен и совмещен наружной стороной с верхней ступенью аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, а на внутренней стороне верхняя ступень аксиально-подвижного двухступенчатого поршня образует кольцевой посадочный выступ, выполненный с возможностью герметичной посадки ограничительного бурта верхнего хвостовика золотника, кроме того, кольцевая пусковая камера сообщена с осевым каналом золотника посредством отверстий в нижней части верхнего хвостовика, при этом наружная поверхность нижней ступени большего диаметра аксиально-подвижного двухступенчатого поршня выполнена с возможностью уплотнения относительно внутренней поверхности корпуса, а верхняя ступень выполнена с возможностью перекрытия сливных каналов корпуса и выполнена с возможностью уплотнения относительно кольцевого выступа корпуса при крайнем верхнем положении поршня, кроме того, цанги установлены с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и с ограничительным буртом, причем площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, выполнена с возможностью превышения площади, ограниченной наружным диаметром нижнего хвостовика золотника, отличающееся тем, что на нижнем хвостовике золотника размещен клапан сброса давления с подпружиненным запорным органом и выполненный с возможностью сброса давления из пусковой камеры, а на корпусе установлена регулировочная втулка, причем регулировочная втулка установлена с возможностью взаимодействия с запорным органом клапана сброса давления при создании импульса давления для открытия сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к внутрискважинным системам регулирования расхода текучей среды двустороннего действия и может быть применена для регулирования притока пластовых текучих сред и выходного потока текучих сред нагнетания.

Раскрываются варианты способа автономного управления потоком текучей среды в трубчатом элементе в стволе скважины. Поток текучей среды направляют через впускной канал в отклоняющий механизм.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования потока текучей среды. Узел устройства регулирования потока текучей среды содержит каналы, способные направлять поток текучей среды на основании одного или нескольких параметров текучей среды.

Группа изобретений относится к устройству для регулирования потока текучей среды - флюида, поступающего из пласта в эксплуатационную колонну скважины с ограничением притока нежелательного флюида типа воды или газа.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для применения при сепарации газа и нефти в условиях промысла. Клапан-отсекатель включает корпус, днище с отверстием, сливной штуцер нефти, штуцер выхода газа, проницаемую перегородку, соединенные один над другим поплавки сферической формы с нижним штоком на нижнем поплавке, расположенным с возможностью перемещения в отверстии проницаемой перегородки, и с верхним штоком на верхнем поплавке, установленным на карданной передаче и снабженным тороидальным уплотнением с возможностью контакта с седлом, размещенным на штуцере выхода газа.

Изобретение направлено на получение технического результата, выражающегося в повышении энергоэффективности погружного насосного оборудования. Указанный технический результат достигается тем, что в клапане обратном, содержащем корпус, запорный элемент и седло, сжатая пружина расположена поперек хода запорного элемента, а прижатие запорного элемента к седлу осуществляется прогибом сжатой пружины.
Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть применено для эксплуатации скважин, в частности, для выравнивания профиля притока флюида по длине горизонтальной скважины.

Группа изобретений относится к системе регулирования притока в скважину, обеспечивающей регулирование притока в обсадную трубу жидкости, поступающей снаружи обсадной трубы, например, из продуктивного пласта или промежуточной обсадной трубы.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для заканчивания, подготовки и/или эксплуатации ствола скважины. Устройство включает трубчатый корпус, образующий внутренний канал, один или более инжекционных регуляторов притока и один или более эксплуатационных регуляторов притока.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть применена в скважине. Способ приведения в действие клапана в скважине включает накопление энергии за счет дифференциального давления поперек замкнутого запорного устройства клапана и выделение, по меньшей мере, части накопленной энергии при размыкании запорного устройства.

Группа изобретений относится к системе регулирования сопротивления потоку, предназначенной для использования в подземной скважине. Причем указанная система может содержать средство, установленное с возможностью перемещения под действием потока многокомпонентного флюида. Причем при изменении соотношения целевого флюида к нежелательному флюиду в указанном многокомпонентном флюиде происходит изменение сопротивления потоку многокомпонентного флюида. Другая система может содержать средство, установленное с возможностью вращения под действием потока многокомпонентного флюида. Причем предусмотрен переключатель потока флюида, выполненный с возможностью отклонения указанного многокомпонентного флюида относительно по меньшей мере двух проточных линий. Также настоящее изобретение относится к способу регулирования сопротивления потоку в подземной скважине, который может предусматривать перемещение указанного средства под действием потока многокомпонентного флюида и изменение сопротивления потоку многокомпонентного флюида в ответ на изменение соотношения целевого флюида к нежелательному флюиду в указанном многокомпонентном флюиде. В системах регулирования сопротивления потоку могут быть использованы разбухающие материалы и элементы с аэродинамическим профилем. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования сопротивления потоку. 11 н. и 50 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к оборудованию для заканчивания нефтяных и газовых скважин, в частности для регулирования притока скважинной жидкости на отдельном участке ствола скважины. Устройство содержит корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных между собой резьбовым соединением, осевой вход в корпус и радиально расположенные выходы, вход во вторичный канал в верхней части корпуса, выполненный в виде проточки, в которой расположен пористый элемент, систему капиллярных каналов в осевом направлении, выполненных в стенках корпуса, подвижный элемент, цангу и сопло малого диаметра. В нижней части корпуса капиллярные каналы объединены в полость между подвижным элементом и нижней частью корпуса. Повышается надежность работы устройства за счет упрощения конструкции и уменьшения ее высоты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для скважинной селекции флюида. Система содержит селектор флюида, осуществляющий выбор, через какой из множества выходных проточных каналов протекает многокомпонентный флюид, причем этот выбор основан на направлении потока многокомпонентного флюида через селектор флюида, и это направление зависит от типа флюида в многокомпонентном флюиде. Другой селектор флюида может содержать приспособление, смещающееся под действием потока многокомпонентного флюида, в результате чего происходит переключение выходного проточного канала, по которому протекает большая часть многокомпонентного флюида, при изменении соотношения флюидов в многокомпонентном флюиде. Способ селекции флюида может включать обеспечение селектора флюида, осуществляющего выбор, через какой из множества выходных проточных каналов протекает в скважине многокомпонентный флюид, причем этот выбор основан на направлении потока многокомпонентного флюида через селектор флюида, и это направление зависит от соотношения флюидов в многокомпонентном флюиде. Технический результат заключается в повышении эффективности селекции флюида в подземной скважине. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к способу управления внутрискважинными приборами и к устройству для управления ими. Устройство для управления внутрискважинным прибором в стволе скважины, содержащее корпус с управляющим пазом, в который входит палец. Перемещение пальца по отношению к управляющему пазу переводит внутрискважинный прибор из рабочего состояния в нерабочее и наоборот. Паз имеет по меньшей мере один контур и по меньшей мере одну продольную дорожку на корпусе, относящуюся соответственно к по меньшей мере одному такому контуру. Палец может перемещаться внутри по меньшей мере одной продольной дорожки между различными конфигурациями пальца и паза, соответствующими рабочему и нерабочему состояниям внутрискважинного прибора. Каждая из таких удлиненных осевых дорожек (по меньшей мере одной) подсоединяется соответственно к каждому из контуров (по меньшей мере к одному) посредством отклоняющей боковой дорожки, а управляющий паз не имеет отдельных специальных обратных путей для возврата пальца с отклоняющей боковой дорожки на удлиненную осевую дорожку. Способ управления внутрискважинным прибором предполагает наличие устройства, состоящего из корпуса, имеющего управляющий паз и палец на самостоятельных компонентах, перемещающихся относительно друг друга. Технический результат заключается в повышении эффективности устройства для управления внутрискважинными приборами. 2 н. и 41 з.п. ф-лы, 49 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в компоновке с пакером при разобщении подпакерной и надпакерной зоны нефтяной или газовой скважины. Внутрискважинный клапан-отсекатель содержит корпус, направляющий цилиндр, запорное устройство, механизм переключения и фиксации в виде стержня с продольной канавкой на наружной цилиндрической поверхности и с фиксатором в виде двух штифтов. Корпус выполнен составным из двух частей. Цилиндр выполнен составным из двух цилиндров. Запорное устройство содержит узел пропуска жидкости в виде втулки с продольными прорезями вдоль оси, соединяющими цилиндры посредством муфтового устройства, выполненного с отверстием с фасками. На запорном элементе выполнены продольные прорези, разделяющие его на две части. В теле поршня элемента установлены уплотнительные кольца. Механизм содержит узел фиксации штифтов в виде муфты, расположенный в канавках. Муфта имеет возможность размещения головки штифта в геометрически выверенных размерах. Муфта соединяет части корпуса. Внутренняя поверхность каждого из цилиндров, узел, запорное устройство, наружная поверхность элемента, наружная поверхность механизма покрыты износостойким материалом. Технический результат заключается в повышении и расширении эксплуатационных качеств, увеличении ресурса клапана-отсекателя. 4 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для последовательного отбора нефти и воды из скважины. Устройство содержит спущенный в скважину электроцентробежный насос с заглушенным снизу приемным патрубком, проходящим через пакер, разделяющий верхний и нижний пласты, и имеющим отверстия для выхода продукции нижнего пласта в надпакерное пространство и отверстия для входа расслоившихся нефти и воды нижнего пласта в приемный патрубок, верхний и нижний поплавки промежуточной плотности с посадочными седлами, расположенными перед входными отверстиями, глубинный прибор, спущенный внутрь приемного патрубка и соединенный с телеметрической системой погружного электродвигателя кабелем. При этом в цилиндре над посадочным седлом верхнего поплавка промежуточной плотности расположен подпружиненный поршень с нижним штоком, выполненным с возможностью входа в посадочное седло поплавка. В нижней части приемного патрубка установлен подпружиненный обратный клапан. Причем упругость пружины поршня над верхним поплавком превышает упругость пружины обратного клапана. Технический результат заключается в повышении надежности последовательного отбора нефти и воды из скважины для раздельного учета продукции пластов при одновременно-раздельной эксплуатации скважины. 3 ил.
Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть использовано при эксплуатации скважин, в частности для выравнивания профиля притока флюида по длине скважины. Устройство содержит корпус со средствами входа и выхода для прохода потока флюида. Между указанными средствами входа и выхода последовательно размещены, по меньшей мере, одно гидравлическое сопротивление, способное менять свои характеристики в зависимости от расхода и состава проходящей через него жидкости и/или при воздействии внешнего управляющего электрического, электромагнитного или акустического сигнала, и отсечная ступень, содержащая, по меньшей мере, большое постоянное гидравлическое сопротивление и, по меньшей мере, один клапан с фиксированным положением затвора. Технический результат заключается в повышении эффективности регулирования потока флюида в скважине. 4 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области добычи углеводородов и может быть использовано при эксплуатации скважин, в частности, для выравнивания профиля притока флюида по длине скважины. При реализации способа по всей длине скважины при выходе из ствола в затрубное пространство и далее в пласт устанавливают одинаковые гидравлические сопротивления потоку, превышающие гидравлическое сопротивление при движении флюида по стволу, а также сопротивление закачки флюида в пласт, которое зависит от свойств породы. Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в равномерном распределении подаваемого потока флюида в пласт вдоль ствола скважины для оптимальной выработки запасов при значительном упрощении устройств контроля притока. 7 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к оборудованию скважин, оснащенных электропогружными насосами. Устройство содержит корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе выполнены сливные каналы, подвижный в осевом направлении золотник, имеющий верхний и нижний хвостовики меньшего диаметра. В верхней части верхнего хвостовика выполнены сливные окна и установлен ограничительный бурт, а нижний хвостовик золотника уплотнен относительно корпуса. Кроме того, золотник снабжен сквозным осевым каналом, в котором размещен обратный клапан и установлен в корпусе с образованием кольцевой пусковой камеры, в которой на верхнем хвостовике размещен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень, на верхней ступени которого установлен полый цилиндр, в стенках которого размещены цанги и сливные окна. Причем полый цилиндр жестко соединен и совмещен наружной стороной с верхней ступенью аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, а на внутренней стороне верхняя ступень аксиально-подвижного двухступенчатого поршня образует кольцевой посадочный выступ, выполненный с возможностью герметичной посадки ограничительного бурта верхнего хвостовика золотника. Кроме того, кольцевая пусковая камера сообщена с осевым каналом золотника посредством отверстий в нижней части верхнего хвостовика. При этом наружная поверхность нижней ступени большего диаметра аксиально-подвижного двухступенчатого поршня выполнена с возможностью уплотнения относительно внутренней поверхности корпуса. А верхняя ступень выполнена с возможностью перекрытия сливных каналов корпуса и с возможностью уплотнения относительно кольцевого выступа корпуса при крайнем верхнем положении поршня. Кроме того, цанги установлены с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и с ограничительным буртом. Причем площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, выполнена с возможностью превышения площади, ограниченной наружным диаметром нижнего хвостовика золотника. На нижнем хвостовике золотника размещен клапан сброса давления с подпружиненным запорным органом и выполненный с возможностью сброса давления из пусковой камеры и осевого канала золотника. На корпусе установлена регулировочная втулка. Причем регулировочная втулка установлена с возможностью взаимодействия с запорным органом клапана сброса давления при создании импульса давления для открытия сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством. Технический результат заключается в повышении надежности работы устройства. 3 ил.

Наверх