Скважинный клапан-отсекатель

Изобретение относится к области нефтегазодобыващей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения. Скважинный клапан-отсекатель содержит корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения. В корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна. Ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна. Запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока. Корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего. Технический результат заключается в повышении надежности работы скважинного клапана-отсекателя. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области нефтегазодобыващей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения.

Известен клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус с переводником на нижнем конце, во внутренней полости корпуса с переводником на нижнем конце размещены шток, цанга, гайка регулирующая, втулка направляющая, тарель, седло и пружина. При этом клапан-отсекатель снабжен втулкой упорной, втулкой-толкателем с кольцевым буртиком на наружной поверхности и гайкой упорной. Пружина размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем и переводником. Пружина взаимодействует с кольцевым буртиком втулки-толкателя и гайкой упорной. Втулка упорная размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем, седлом и корпусом. Клапан-отсекатель присоединяют к нижней части пакера, который спускают на колонне насосно-компрессорных (НКТ) в эксплуатационную колонну на заданную глубину (патент РФ №2293839, МПК Е21В 34/06, опубл. 20.02.2007 г.).

Недостаток известного клапана-отсекателя заключается в том, что для его закрытия необходимо создать давление в эксплуатационной колонне методом закачки жидкости с устья скважины. Для проверки герметичности закрытия нужно снизить давление над пакером, что трудно сделать, если насос не работает.

Известен скважинный клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий 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 (патент РФ №2516708, МПК Е21В 34/06, опубл. 20.05.2014 г.).

Недостатком известного скважинного клапана-отсекателя является сложность конструкции, трудность применения в скважинах малого диаметра.

Известен скважинный клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус с седлом и радиальными каналами, внутри которого установлен затвор в виде шара, привод в виде камеры, заполненной сжатым газом, штока с седлом, в нижней части штока выполнены продольные каналы для сообщения пространства над и под затвором и кулачков, радиальный ход которых ограничен втулкой (патент РФ №2021490, МПК Е21В 34/06, опубл. 15.10.1994 г.).

Недостатком известного скважинного клапана-отсекателя является недостаточная надежность, т.к. затвор гидравлически не уравновешен, что может привести к его срабатыванию при изменении давления под пакером.

Известен скважинный затвор, выбранный в качестве прототипа, состоящий из корпуса, ограниченного ниппелем и седлом, образующих камеру, в последней размещен сильфон, заполненный сжатым газом, запорного клапана, установленного на штоке привода запорного клапана в движение и соединенного непосредственно с торцом сильфона, сообщающем запорному клапану возвратно-поступательное перемещение. На корпусе герметично закреплена ступенчатая втулка диаметром, меньшим диаметра ствола скважины. В стенках корпуса и втулки выполнены радиальные окна, расположенные друг перед другом, сообщающие камеру с кольцевой полостью. Над корпусом установлен переводник с радиальными отверстиями, предназначенный для спуска скважинного затвора в скважину и подъема из нее. Ступенчатая втулка выполнена с наконечником, устанавливаемым в посадочный ниппель пакера, разобщающего пространства скважины над и под затвором (патент РФ №2465438, МПК Е21В 34/06, опубл. 27.10.2012 г.).

Недостатком известного скважинного затвора также является недостаточная надежность, т.к. запорный клапан гидравлически не уравновешен, что может привести к его срабатыванию при изменении давления под пакером. В связи с этим в некоторых случаях невозможно применение данного скважинного затвора.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в создании скважинного клапана-отсекателя, гидравлически нейтрального к давлению под пакером, с возможностью настраивания параметров срабатывания и возможностью принудительного его открытия, а также в необходимости расширения арсенала клапанов-отсекателей, используемых для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности работы скважинного клапана-отсекателя, обеспечение возможности настраивания параметров срабатывания скважинного клапана-отсекателя, обеспечение возможности принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

Технический результат достигается тем, что:

- в корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна, ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего;

- камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя;

- камера образована втулкой, размещенной внутри переходника, установленного в верхней части корпуса, штоком и сильфоном, один конец которого связан с нижней частью втулки, а другой - со штоком, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя;

- корпус состоит из соединенных между собой верхнего и среднего корпусов, а также нижнего корпуса, установленного внутри среднего корпуса и ступенчатой втулки, причем нижний корпус своим выступом опирается в торец ступенчатой втулки, при этом входные радиальные окна выполнены в нижнем корпусе, а выходные радиальные окна - в среднем корпусе;

- запорный элемент выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса;

- шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, причем головки лепестков цанги опираются на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра;

- узел уплотнения штока и корпуса выполнен в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами;

- регулировочная гайка зафиксирована от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса;

- узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, а под одним из радиальных отверстий выполнен торцевой канал, соединяющий глухой осевой канал переходника с камерой, внутри переходника установлено седло со сквозными окнами в стенке, зафиксированное в верхнем положении с помощью срезных элементов, при этом сквозные окна сообщены с радиальными отверстиями, а торцевой канал перекрыт стенкой седла, в нижнем положении седло своим буртиком, расположенным над сквозными окнами, опирается на внутренний выступ переходника, при этом глухой осевой канал переходника сообщается с торцевым каналом через расположенное над ним сквозное окно, а через канал, выполненный в буртике над одним из сквозных окон, - с соответствующим данному сквозному окну радиальным отверстием;

- в переходнике выше срезных элементов выполнены сливные отверстия, перекрытые стенкой седла в верхнем его положении и сообщающиеся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла;

- шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом шток опирается на головки лепестков цанги;

- узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, втулка зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов, а над втулкой размещено седло со сквозными окнами в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями в верхнем положении втулки.

Выполнение в корпусе ниже выходных радиальных окон входных радиальных окон, установка ступенчатой втулки на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, установка запорного элемента на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, закрытие корпуса снизу заглушкой обеспечивают повышение надежности работы скважинного клапана-отсекателя за счет исключения влияния давления под пакером на срабатывание скважинного клапана-отсекателя. Выполнение в теле запорного элемента продольных каналов, гидравлически связывающих полости корпуса над и под ним, предназначено для выравнивания давления над и под запорным элементом, что обеспечивает возможность движения запорного элемента вверх (вниз) при закрытии (открытии) скважинного клапана-отсекателя.

То что камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, обеспечивает простоту и удобство настраивания параметров срабатывания (давления открытия и закрытия) скважинного клапана-отсекателя, которые регулируются поджатием пружины с помощью регулировочной гайки.

То что камера образована втулкой, размещенной внутри переходника, установленного в верхней части корпуса, штоком и сильфоном, один конец которого связан с нижней частью втулки, а другой - со штоком, обеспечивает возможность настраивания параметров срабатывания (давления открытия и закрытия) скважинного клапана-отсекателя регулированием давления зарядки камеры газом, а также высокий срок его службы.

Выполнение внутри переходника узла принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя обеспечивает возможность принудительного его открытия для выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

Выполнение корпуса составным, состоящим из соединенных между собой верхнего и среднего корпусов, а также нижнего корпуса, установленного внутри среднего корпуса и ступенчатой втулки, при этом опирание нижнего корпуса своим выступом в торец ступенчатой втулки, выполнение входных радиальных окон в нижнем корпусе, а выходных - в среднем корпусе, обеспечивают технологичность изготовления скважинного клапана-отсекателя.

Запорный элемент может быть выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса, что позволяет сделать его гидравлически нейтральным к давлению под пакером для повышения надежности работы скважинного клапана-отсекателя.

Фиксирование штока от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, при этом опирание головок лепестков цанги на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра, исключают преждевременное срабатывание скважинного клапана-отсекателя при незначительных изменениях давления, что повышает надежность его работы.

Выполнение узла уплотнения штока и корпуса в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами обеспечивает герметизацию камеры для надежной работы скважинного клапана-отсекателя.

Фиксирование регулировочной гайки от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса, повышает надежность работы скважинного клапана-отсекателя.

Выполнение в боковой стенке переходника радиальных отверстий, а под одним из радиальных отверстий - торцевого канала, соединяющего глухой осевой канал переходника с камерой, установка внутри переходника седла со сквозными окнами в стенке, зафиксированного в верхнем положении с помощью срезных элементов, при этом сообщение сквозных окон с радиальными отверстиями, перекрытие торцевого канала стенкой седла, позволяют перед подъемом компоновки на поверхность очистить промывкой межтрубное пространство от скопившегося над пакером песка и шлама. В нижнем положении седло своим буртиком, расположенным над сквозными окнами, опирается на внутренний выступ переходника, при этом глухой осевой канал переходника сообщается с торцевым каналом через расположенное над ним сквозное окно, а через канал, выполненный в буртике над одним из сквозных окон, - с соответствующим данному сквозному окну радиальным отверстием. Данное решение позволяет с помощью шарика, сбрасываемого с устья, произвести разгерметизацию камеры для принудительного открытия клапана-отсекателя с целью выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

Выполнение в переходнике выше срезных элементов сливных отверстий, перекрытых стенкой седла в верхнем его положении, и сообщающихся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла, обеспечивает возможность освобождения колонны НКТ от жидкости при подъеме компоновки на поверхность.

Фиксирование штока от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом опирание штока на головки лепестков цанги, исключают преждевременное срабатывание скважинного клапана-отсекателя при незначительных изменениях давления, что повышает надежность его работы.

Фиксирование втулки в верхнем положении с помощью срезных элементов, размещение над втулкой седла со сквозными окнами в стенке, которые сообщены в верхнем положении втулки с радиальными отверстиями, выполненными в боковой стенке переходника, позволяют перед подъемом компоновки на поверхность очистить промывкой межтрубное пространство от скопившегося над пакером песка и шлама, а с помощью шарика, сбрасываемого с устья, переместить шток с запорным элементом в нижнее положение для принудительного открытия клапана-отсекателя с целью выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

На фиг. 1 представлена схема скважинного клапана-отсекателя в исходном (открытом) положении, на фиг. 2 - в закрытом положении, на фиг. 3 - в принудительно открытом положении, на фиг. 4 - вариант исполнения скважинного клапана-отсекателя с сильфоном в исходном (открытом) положении.

Скважинный клапан-отсекатель (фиг. 1-3) содержит корпус, состоящий из верхнего 1, среднего 2, нижнего 3 корпусов, ступенчатую втулку 4. В верхней части корпуса 1 установлен переходник 5, выполненный с глухим осевым каналом 6. Верхний корпус 1, средний корпус 2 и ступенчатая втулка 4 соединены между собой посредством резьбы. Нижний корпус 3 установлен внутри среднего корпуса 2 и ступенчатой втулки 4, при этом опирается своим выступом 7 в верхний торец ступенчатой втулки 4. Ступенчатая втулка 4 выполнена с наконечником 8. Между внешней поверхностью нижнего корпуса 3 и внутренней поверхностью ступенчатой втулки 4 имеется кольцевой зазор 9, сообщающийся с полостью 10 корпуса через входные радиальные окна 11, выполненные в нижнем корпусе 3. В среднем корпусе 2 выполнены выходные радиальные окна 12. Внутри корпусов 1, 2, 3 размещен шток 13, имеющий возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения. На штоке 13 установлен запорный элемент 14, выполненный в виде поршня с радиальными каналами 15 в боковой стенке. Наружная поверхность запорного элемента 14 сопряжена с внутренней поверхностью нижнего корпуса 3. В исходном положении клапана-отсекателя (фиг. 1) радиальные каналы 15 совмещены с входными радиальными окнами 11. Нижний корпус 3 закрыт снизу заглушкой 16, при этом полости 10, 17 соответственно над и под запорным элементом 14 гидравлически связаны через продольные каналы 18 в теле последнего. Переходником 5, верхним корпусом 1, штоком 13 и узлом уплотнения штока и корпуса А образована камера 19 привода запорного элемента 14 в движение, заполненная атмосферным воздухом. Ниже узла уплотнения штока и корпуса А (например, в виде втулки или втулок с уплотнительными кольцами) на шток 13 установлена пружина 20, которая поджата с заданным усилием с помощью регулировочной гайки 21, зафиксированной от раскручивания с помощью фиксаторов 22, установленных в продольных отверстиях 23 среднего корпуса 2. Шток 13 зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги 24 и цилиндра 25, установленных внутри камеры 19, причем головки 26 лепестков цанги 24 опираются на кольцевой выступ 27, выполненный на внутренней поверхности цилиндра 25. Переходник 5 имеет в верхней части резьбу для соединения с инструментом для спуска клапана-отсекателя в скважину и подъема из нее. Внутри переходника 5 выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя, для чего в боковой стенке переходника 5 выполнены радиальные отверстия 28, а также торцевой канал 29 под одним из радиальных отверстий 28, сообщающий глухой осевой канал 6 с камерой 19. Внутри переходника 5 размещено седло 30 со сквозными окнами 31 в стенке. Предусмотрены два положения седла 30 внутри переходника 5 - верхнее и нижнее. В верхнем положении (фиг. 1, 2) седло 30 зафиксировано с помощью срезных элементов 32, при этом сквозные окна 31 сообщены с радиальными отверстиями 28, а торцевой канал 29 перекрыт стенкой седла 30. В нижнем положении (фиг. 3) седло 30 своим буртиком 33, расположенным над сквозными окнами 31, опирается на внутренний выступ 34 переходника 5. При этом глухой осевой канал 6 сообщается с торцевым каналом 29 через расположенное над ним сквозное окно 31, а через канал 35, выполненный в буртике 33 над одним из сквозных окон 31, - с соответствующим данному сквозному окну 31 радиальным отверстием 28. Выше срезных элементов 32 выполнены сливные отверстия 36, перекрытые стенкой седла 30 в верхнем его положении (фиг. 1, 2), и сообщающиеся с глухим осевым каналом 6 в нижнем положении седла 30 (фиг. 3).

Камера 19 привода запорного элемента 14 в движение может быть образована втулкой 37, установленной внутри переходника 5, штоком 13 и сильфоном 38, один конец которого связан с нижней частью 39 втулки 37, а другой - со штоком 13 (фиг. 4). Камера 19 при этом заполнена сжатым газом через втулку 37. В данном исполнении скважинного клапана-отсекателя шток 13 зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги 24, установленной в верхней части камеры 19 при помощи упора 40 и зафиксированной снизу гайками 41. При этом шток 13 опирается на головки 26 лепестков цанги 24. Втулка 37 зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов 32. Над втулкой 37 расположено седло 30 со сквозными окнами 31 в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями 28 переходника 5 в верхнем положении втулки 37.

Работа скважинного клапан-отсекателя, изображенного на фиг. 1-3, происходит следующим образом.

Параметры открытия и закрытия скважинного клапана-отсекателя регулируются поджатием пружины 20 регулировочной гайкой 21. Скважинный клапан-отсекатель устанавливают над пакером (на фиг. не показан).

Компоновку, содержащую пакер, скважинный клапан-отсекатель, спускают на колонне НКТ на требуемую глубину. Производят посадку пакера. Под действием гидростатического давления столба скважинной жидкости шток 13 с запорным элементом 14, сжимая пружину 20, начинают двигаться вверх, при этом сжимается цанга 24 и головки 26 ее лепестков срываются с внутреннего выступа 27 цилиндра 25. В результате входные радиальные окна 11 перекрываются боковой стенкой запорного элемента 14 (фиг. 2). Скважинный клапан-отсекатель приводится в закрытое положение, и скважинная жидкость перестает поступать в надпакерную зону (не показана). Колонну НКТ поднимают на поверхность и спускают скважинный насос (не показан). После запуска скважинного насоса гидростатическое давление столба скважинной жидкости уменьшается, и когда оно станет ниже давления открытия скважинного клапана-отсекателя, шток 13 с запорным элементом 14 возвращаются в нижнее положение (фиг. 1). Скважинная жидкость из подпакерной зоны (не показана) по кольцевому зазору 9, через входные радиальные окна 11 и радиальные каналы 15 запорного элемента 14, а далее через выходные радиальные окна 12 поступает в надпакерную зону и далее на прием насоса.

В случае остановки насоса и увеличения гидростатического давления столба скважинной жидкости до давления закрытия скважинного клапана-отсекателя, последний приводится в закрытое положение выше описанным образом (фиг. 2).

Для извлечения клапана-отсекателя из скважины нужно принудительно привести его в открытое положение (для выравнивания давления над и под пакером). Для этого в скважину спускают колонну НКТ и соединяют с переходником 5. Для выноса осевших над пакером механических примесей на поверхность осуществляют промывку подачей жидкости в колонну НКТ. При этом жидкость через сквозные окна 31 седла 30 и радиальные отверстия 28 переходника 5 поступает в межтрубное пространство над пакером (не показано). Промывку проводят до тех пор, пока из межтрубного пространства не начнет поступать чистая жидкость. Затем промывку останавливают, бросают в колонну НКТ шар 42 (фиг. 3), который садится на седло 30. В колонне НКТ нагнетанием жидкости создают давление, под действием которого срезные элементы 32 срезаются, и седло 30 перемещается в нижнее положение. При этом седло своим буртиком 33 опирается на внутренний выступ 34 переходника 5. В результате, глухой осевой канал 6 сообщается с торцевым каналом 29 через расположенное над ним сквозное окно 31 седла 30, а через канал 35, выполненный в буртике 33 седла 30 над одним из сквозных окон 31, - с соответствующим данному сквозному окну 31 радиальным отверстием 28 переходника 5. Жидкость попадает из межтрубного пространства в камеру 19, в результате чего давление в ней выравнивается с гидростатическим давлением столба скважинной жидкости. Шток 13 с запорным элементом 14 перемещаются вниз, и радиальные каналы 15 совмещаются с входными радиальными окнами 11. При подъеме клапана-отсекателя происходит освобождение колонны НКТ от жидкости через сливные отверстия 36 переходника 5.

Работа скважинного клапан-отсекателя, изображенного на фиг. 4, происходит следующим образом.

Перед спуском скважинного клапана-отсекателя в скважину камера 19 через втулку 37 заряжается сжатым газом на расчетное давление. Скважинный клапан-отсекатель устанавливают над пакером (на фиг. не показан).

Компоновку, содержащую пакер, скважинный клапан-отсекатель, спускают на колонне НКТ на требуемую глубину. Производят посадку пакера. Под действием гидростатического давления столба скважинной жидкости сильфон 38 сжимается, поднимая шток 13 с запорным элементом 14 вверх. При этом сжимается цанга 24 и шток 13 срывается с головок 26 ее лепестков. В результате входные радиальные окна 11 перекрываются боковой стенкой запорного элемента 14, и скважинная жидкость перестает поступать в надпакерную зону. Колонну НКТ поднимают на поверхность и спускают скважинный насос. После запуска скважинного насоса гидростатическое давление столба скважинной жидкости уменьшается, и под действием сжатого газа в камере 19 сильфон 38 удлиняется, перемещая шток 13 с запорным элементом 14 в нижнее положение. Скважинная жидкость из подпакерной зоны по кольцевому зазору 9, через входные радиальные окна 11 и радиальные каналы 15 запорного элемента 14, а далее через выходные радиальные окна 12 поступает в надпакерную зону и далее на прием насоса.

В случае остановки насоса и увеличения давления жидкости сильфон 38 сжимается, шток 13 с запорным элементом 14 перемещаются вверх, и клапан-отсекатель закрывается.

Для принудительного открытия и извлечения клапана-отсекателя, изображенного на фиг. 4, в скважину спускают колонну НКТ и соединяют с переходником 5. Для выноса осевших над пакером механических примесей на поверхность осуществляют промывку подачей жидкости в колонну НКТ. При этом жидкость через сквозные окна 31 седла 30 и радиальные отверстия 28 переходника 5 поступает в межтрубное пространство над пакером. Промывку проводят до тех пор, пока из межтрубного пространства не начнет поступать чистая жидкость. Затем промывку останавливают, бросают в колонну НКТ шар 42, который садится на седло 30. В колонне НКТ нагнетанием жидкости создают давление, под действием которого срезные элементы 32 срезаются. Седло 30 вместе с втулкой 37, нижней ее частью 39 и упором 40 движутся вниз, при этом упор 40 толкает вниз шток 13, и последний вместе с запорным элементом 14 перемещаются в нижнее положение. Радиальные каналы 15 совмещаются с входными радиальными окнами 11. При подъеме клапана-отсекателя происходит освобождение колонны НКТ от жидкости через радиальные отверстия 28 переходника 5.

Из уровня техники не выявлено решение, которому присуща совокупность признаков, совпадающая с совокупностью отличительных признаков заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявленное изобретение не следуют явным образом из уровня техники, что обусловливает его соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Скважинный клапан-отсекатель испытан в скважинных условиях, доказал свою работоспособность, может быть реализован на машиностроительном предприятии и использован в нефтегазовых скважинах. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет проводить ремонтные работы без глушения скважины, тем самым защищает продуктивный пласт от воздействия кольматирующих частиц, сокращает затраты на растворы глушения и время вывода скважины на технологический режим. Повышается надежность работы скважинного клапана-отсекателя, обеспечивается возможность настраивания параметров срабатывания скважинного клапана-отсекателя и возможность принудительного его открытия.

1. Скважинный клапан-отсекатель, содержащий корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения, отличающийся тем, что в корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна, ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего.

2. Скважинный клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

3. Скважинный клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что камера образована втулкой, размещенной внутри переходника, установленного в верхней части корпуса, штоком и сильфоном, один конец которого связан с нижней частью втулки, а другой - со штоком, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

4. Скважинный клапан-отсекатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что корпус состоит из соединенных между собой верхнего и среднего корпусов, а также нижнего корпуса, установленного внутри среднего корпуса и ступенчатой втулки, причем нижний корпус своим выступом опирается в торец ступенчатой втулки, при этом входные радиальные окна выполнены в нижнем корпусе, а выходные радиальные окна - в среднем корпусе.

5. Скважинный клапан-отсекатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса.

6. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, причем головки лепестков цанги опираются на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра.

7. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что узел уплотнения штока и корпуса выполнен в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами.

8. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что регулировочная гайка зафиксирована от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса.

9. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, а под одним из радиальных отверстий выполнен торцевой канал, соединяющий глухой осевой канал переходника с камерой, внутри переходника установлено седло со сквозными окнами в стенке, зафиксированное в верхнем положении с помощью срезных элементов, при этом сквозные окна сообщены с радиальными отверстиями, а торцевой канал перекрыт стенкой седла, в нижнем положении седло своим буртиком, расположенным над сквозными окнами, опирается на внутренний выступ переходника, при этом глухой осевой канал переходника сообщается с торцевым каналом через расположенное над ним сквозное окно, а через канал, выполненный в буртике над одним из сквозных окон, - с соответствующим данному сквозному окну радиальным отверстием.

10. Скважинный клапан-отсекатель по п.9, отличающийся тем, что в переходнике выше срезных элементов выполнены сливные отверстия, перекрытые стенкой седла в верхнем его положении и сообщающиеся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла.

11. Скважинный клапан-отсекатель по п.3, отличающийся тем, что шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом шток опирается на головки лепестков цанги.

12. Скважинный клапан-отсекатель по п.3, отличающийся тем, что узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, втулка зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов, а над втулкой размещено седло со сквозными окнами в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями в верхнем положении втулки.



 

Похожие патенты:

Автоматический запорный клапан (далее клапан ПЗКА) является частью блока газооборудования автоматического, предназначенного для прекращения подачи природного газа в качестве топлива к горелке парового или водогрейного котлов.

Изобретение относится к области водопроводного оборудования и предназначено для использования в качестве смесителя холодной и горячей воды. Смеситель содержит входную вентильную головку с патрубками холодной и горячей воды, выходное отверстие которой соединено каналом с входным отверстием выходной вентильной головки, выходное отверстие которой соединено с изливом.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено в качестве переключающего устройства для находящейся под высоким давлением текучей среды, которая подается, по выбору, через первое или второе устройство для обработки, например, фильтрации с помощью химической и/или физической обработки.

Настоящее изобретение относится к клапанному устройству, в частности к четырехходовому трехпозиционному клапану. Клапанное устройство содержит два выполненных с возможностью независимого друг от друга включения электромагнитных клапана.

Данный клапан (100) содержит корпус (101); первый канал (111) для перемещения текучей среды; второй канал (112) для перемещения текучей среды; первый клапанный элемент (130), который выполнен с возможностью поступательного перемещения в первом направлении (X112) между открытым положением и закрытым положением одного или каждого первого канала (111), причем корпус (101) образует первое седло (123) для первого клапанного элемента (130); и второй клапанный элемент (130), который выполнен с возможностью поступательного перемещения во втором направлении (X112) между открытым положением и закрытым положением одного или каждого второго канала (112); при этом первое направление (X112) и второе направление (X112) являются параллельными или совпадающими друг с другом.

Изобретение относится к машиностроению, к разделу трубопроводной арматуры, а конкретно к дроссельно-регулирующей арматуре и применяется на нагнетательных трубопроводах для регулирования пластового давления при добыче нефти или на фонтанной арматуре для регулирования режима работы скважины и может быть применено в других отраслях промышленности.

Изобретение относится к сантехническому оборудованию, в частности к кранам-смесителям, и предназначено для регулирования подачи холодной и горячей воды. .

Изобретение относится к санитарно-техническому оборудованию и предназначено для использования в купальных ваннах, душах, умывальниках, мойках и биде. .

Изобретение относится к распределительным устройствам, преимущественно для вакуумных сетей, используемым в медицинской технике. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено при разработке многопластовых скважин как для раздельной, так и для одновременной выработки пластов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для регулирования расхода пластовой жидкости, преимущественно в горизонтальных скважинах нефтяных месторождений, разрабатываемых шахтным способом с применением тепловых методов воздействия.

Изобретение относится к технике добычи нефти и, в частности, к технике подъема добываемой продукции скважин, а именно газожидкостной смеси. Технический результат - повышение работоспособности и надежности работы установки, снижение вибрации подземного насосного оборудования, вызываемой присутствием газовых включений в откачиваемой продукции.

Изобретение относится к горной технике, в частности к запорным средствам для предотвращения возврата текучей среды под давлением в обратном направлении. Обратный клапан содержит корпус с центральным резьбовым отверстием, в корпусе размещены клетка, седло и взаимодействующий с седлом подпружиненный запорный элемент, который подвижно установлен в клетке клапана.

Изобретение относится к внутрискважинным клапанным устройствам, а именно к управляемым клапанам, применяемым для отсечки потока продукции скважины при нарушении установленного режима ее эксплуатации, а также для перекрытия ствола скважины при проведении капитального ремонта или временной приостановке добычи.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для регулирования расхода закачиваемой воды в пласт при поддержании пластового давления. Технический результат – повышение надежности работы устройства и обеспечение возможности контроля приемистости пластов геофизическими методами.

Группа изобретений относится к нефтяному машиностроению, а именно к многоступенчатым погружным насосам для откачки пластовой жидкости из скважин и к способам эксплуатации скважин, в которых используются такие насосы.

Изобретение относится к устройствам для перекрытия бурильных труб и может быть использовано при бурении, смене инструмента и ремонте скважин без их глушения, для предотвращения фонтанирования скважин, зашламления турбобура и перелива жидкости через бурильную колонну при наращивании бурильных труб в процессе бурения.

Группа изобретений относится к многостадийному гидроразрыву пласта со множеством зон пласта, которые должны быть последовательно изолированы для обработки. Для этого предусмотрен скважинный инструмент и способ его открытия.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при эксплуатации высокообводненных скважин. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности, обеспечение работоспособности установки при отборе скважинной продукции с высоким газовым фактором и увеличение добывных возможностей установки за счет упрощения насоса.

Клапан // 2652039
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для разобщения зон спускаемой в скважину колонны труб и затрубного пространства, а также для разобщения полостей различного оборудования при проведении ремонтных, изоляционных и исследовательских работ. Клапан содержит полый корпус с входным и выходным отверстиями, запорный элемент из упругого эластичного материала, снабженный жестким элементом, форма и размер которого соответствуют перекрываемому проходному отверстию седла. При этом в периферической части запорного элемента выполнено по крайней мере два канала, а седло на входе в проходное отверстие в зоне соприкосновения с контактной поверхностью запорного элемента снабжено участком с плавной криволинейной поверхностью. Технический результат заключается в повышении надежности работы клапана и упрощении его конструкции за счет устранения причины возникновения реактивных струй из-за преград на пути потока жидкости. 3 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобыващей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения. Скважинный клапан-отсекатель содержит корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения. В корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна. Ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна. Запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока. Корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего. Технический результат заключается в повышении надежности работы скважинного клапана-отсекателя. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх