Клапан промывочный шариковый

Изобретение относится к клапанным устройствам для скважин, оборудованных глубинными насосами, и может быть применено для пропуска промывочной жидкости из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) в затрубное пространство для размыва гидратных пробок. Клапан содержит цилиндрический корпус со ступенчатым отверстием и радиальным выходным (промывочным) отверстием. Радиальных отверстий может быть несколько. В отверстии корпуса установлена обойма, выполненная в виде сегмента, в которой выполнена цилиндрическая полость для прохода промывочной жидкости с возможностью соединения с полостью НКТ, расположенной выше клапана. В полости установлены седло, запорный элемент, выполненный в виде шара, возвратная пружина, установленная между регулировочным винтом и шаром, поджимающая шар к седлу. Седло установлено в отверстии полости и зажато резьбовой втулкой. В обойме выполнено резьбовое радиальное отверстие соосно радиальному отверстию корпуса для выхода промывочной жидкости. В обойму через радиальное отверстие корпуса ввинчен винт с отверстием для выхода промывочной жидкости. Винт удерживает обойму в радиальном и осевом направлениях. Технический результат заключается в повышении надежности и ресурса работы клапана. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к клапанным устройствам для скважин, оборудованных глубинными насосами, и может быть использовано для периодического пропуска промывочной жидкости из колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) в затрубное пространство для размыва гидратных пробок, образующихся в скважине в процессе эксплуатации при добыче пластовой жидкости.

Известен клапан промывки насосно-компрессорных труб (патент РФ №9474, E21B 34/10, опубликовано 16.03.1999), содержащий корпус, в котором установлен поршневой затвор, шариковый клапан, в корпусе выполнены боковые отверстия для пропуска промывочной жидкости, корпус снабжен ограничителем с крышкой, установленным по разные стороны от боковых отверстий, между которыми с возможностью свободного перемещения расположен поршневой затвор, с которым крышка образует клапанную пару с возможностью перекрытия боковых отверстий в одном крайнем положении поршневого затвора и открытия данных отверстий в другом крайнем положении поршневого затвора.

Недостатками известного клапана являются:

- низкая надежность работы клапана ввиду возможности заклинивания поршневого затвора в корпусе из-за вибраций при работе насоса, а также из-за попадания частиц примесей промывочной жидкости в зазор между поршневым затвором и корпусом и/или крышкой, при этом происходит отказ работы клапана;

- повышенные гидравлические потери жидкости при промывке НКТ ввиду изменения направления потока жидкости на 180 градусов, при этом присутствующие в потоке твердые частицы под действием силы тяжести и скоростного напора потока жидкости, направленного вниз, оседают на шаре, тем самым заклинивают запорный элемент в седле, препятствуя в дальнейшем добыче жидкости.

Известен скважинный узел установки для промывки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений (патент РФ 89599, E21B 37/00, опубликовано 10.12.2009), взятый в качестве прототипа, содержащий обратный клапан, в корпусе которого установлен подпружиненный запорный элемент и выполнены каналы для прохода промывочной жидкости, входной канал клапана имеет возможность соединения с полостью НКТ, а выходной - с полостью обсадной трубы, при этом диаметральные размеры корпуса клапана соответствуют диаметральным размерам муфты НКТ, в корпусе клапана выполнены продольные сквозные каналы для сообщения полости НКТ над корпусом клапана с полостью НКТ под корпусом, а входной канал обратного клапана расположен ниже выходного, узел подпружинивания запорного элемента выполнен в виде герметичного цилиндра с подпружиненным поршнем, соединенным с запорным элементом.

Недостатками известного клапана являются:

- низкая надежность работы клапана ввиду сложности конструкции, наличия дополнительных деталей поршня, размещенного между шаром и пружиной, цилиндра для установки пружины, а также возможности заклинивания подпружиненного поршня в цилиндре из-за попадания твердых частиц в зазор между сопрягаемыми поверхностями поршня и цилиндра, вследствие чего клапан становится неработоспособным;

- повышенные габаритные размеры устройства из-за выполнения диаметра корпуса клапана большим ввиду выполнения продольных каналов для сообщения полости под корпусом клапана с полостью над корпусом клапана на периферии корпуса;

- повышенные гидравлические потери жидкости при промывке НКТ ввиду изменения направления движения потока жидкости на 180 градусов при прохождении потока по продольным каналам клапана сначала в нижнюю полость, а затем движение потока в обратном направлении по входному каналу вверх, затем, огибая шар, выход жидкости через горизонтальный выходной канал в затрубное пространство;

- низкие функциональные возможности работы клапана ввиду невозможности регулировки усилия пружин на определенный перепад давления и расход промывочной жидкости.

Задача изобретения - создание промывочного клапана надежной конструкции, устраняющей недостатки аналогов, позволяющего периодически, по мере необходимости, производить промывку колонны труб НКТ, расположенную выше клапана, а также производить размывание гидратных пробок в затрубном пространстве между колонной труб НКТ и обсадной колонны труб, обеспечивая беспрепятственное поступление пластовой жидкости на прием погружного насоса и подачу добываемой жидкости по колонне труб НКТ на устье скважины.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, состоит в повышении надежности работы клапана промывочного шарикового за счет исключения заклинивания клапанной пары, в повышении ресурса работы клапана, расширении функциональных возможностей.

Технический результат достигается тем, что клапан промывочный шариковый, содержащий корпус, в котором установлен подпружиненный запорный элемент и выполнены каналы для прохода промывочной жидкости, при этом входной канал клапана соединен с полостью НКТ, а выходной, выполненный в виде одного или более радиальных отверстий, - с полостью обсадной трубы, согласно изобретению, клапан снабжен обоймой, установленной в корпусе и выполненной в виде сегмента с цилиндрической полостью для прохода промывочной жидкости, в ступенчатом отверстии обоймы последовательно установлены седло, закрепленное резьбовой втулкой, запорный элемент, пружина, установленная с упором другого конца в резьбовой регулировочный элемент, при этом обойма снабжена одним или более радиальными отверстиями, расположенными ниже седла и выполненными соосно относительно выходных радиальных отверстий корпуса.

Выполнение обоймы в виде сегмента позволяет увеличить площадь пропускного сечения выходного отверстия для пропуска добываемой жидкости, позволяет добываемой жидкости при работе погружного насоса, проходить через полость клапана, образуемую внутренней поверхностью корпуса клапана и наружной поверхностью обоймы, минуя рабочие органы клапана, в частности клапанную пару, что увеличивает стойкость рабочих органов к абразивному и эрозионному износу, повышает надежность и увеличивает ресурс работы клапана.

Выполнение запорного элемента в виде подпружиненного шара позволяет центрировать его относительно седла в цилиндрической полости обоймы, что не позволяет запорному элементу заклинивать во время работы клапана, обеспечивает герметичность клапана без использования дополнительных деталей (подпружиненного поршня, герметичного цилиндра), что повышает надежность его работы.

Выполнение в обойме цилиндрической полости для прохода промывочной жидкости, выполненной с возможностью соединения с полостью НКТ, расположенной выше клапана, позволяет промывочной жидкости входить в клапан, не изменяя своего направления, затем, отжимая шар от седла и огибая его, вытекать по выходным радиальным отверстиям в затрубное пространство, что снижает гидравлические потери при промывке.

Технический результат достигается также тем, что регулировочный элемент клапана, выполненный в виде винта, позволяет производить регулировку клапана в зависимости от необходимого перепада давления и расхода промывочной жидкости, что расширяет функциональные возможности предложенного клапана.

Технический результат достигается также тем, что резьбовой регулировочный винт снабжен канавкой, в которую установлен уплотнительный элемент, что позволяет исключить утечку добываемой жидкости через резьбу регулировочного элемента при закрытой клапанной паре шар-седло, повысить надежность работы клапана.

Кроме того, следует отметить, что обойма, в ступенчатое отверстие которой последовательно установлены седло, закрепленное резьбовой втулкой, запорный элемент, пружина, установленная с упором другого конца в резьбовой регулировочный элемент, представляют собой единую сборку-модуль, что упрощает и повышает удобство установки деталей, улучшает технологичность сборки-разборки клапана, повышает надежность и ремонтопригодность клапана.

Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения. При сравнении заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не выявлена совокупность признаков, отличающих заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «изобретательский уровень».

Таким образом, заявленное решение является новым, имеет изобретательский уровень.

Соответствие заявленного изобретения критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения клапана промывочного шарикового.

На фиг. 1 приведен общий вид клапана промывочного шарикового в закрытом положении, на фиг. 2 - вид клапана промывочного в открытом положении, на фиг. 3 - разрез А-А клапана.

Клапан содержит цилиндрический корпус 1 (фиг. 1) со ступенчатым отверстием 2 и радиальным выходным (промывочным) отверстием 3 (радиальных отверстий может быть несколько). В ступенчатом отверстии 2 корпуса 1 установлена обойма 4, выполненная в виде сегмента, в которой выполнена цилиндрическая полость 5 для прохода промывочной жидкости с возможностью соединения с полостью НКТ, расположенной выше клапана. В полости 5 установлено седло 6, запорный элемент, выполненный в виде шара 7, возвратная пружина, выполненная в виде пакета тарельчатых пружин 8, установленных между регулировочным винтом 9 и шаром 7, поджимающих шар 7 к седлу 6. Седло 6 установлено в ступенчатом отверстии цилиндрической полости 5 и зажато резьбовой втулкой 10, которая установлена в обойме 4. В обойме 4 выполнено резьбовое радиальное отверстие 11 соосно радиальному отверстию 3 корпуса 1 для выхода промывочной жидкости. В обойму 4 через радиальное отверстие 3 корпуса 1 ввинчен винт 12 с отверстием 13 для выхода промывочной жидкости. Винт 12 удерживает обойму 4 в радиальном и осевом направлениях. Регулировочный винт 9 снабжен канавкой 14 для установки уплотнительного кольца 15.

Устройство работает следующим образом.

Перед монтажом клапана промывочного с оборудованием и последующей установкой в скважину осуществляют следующую настройку клапана. Регулировочным винтом 9 посредством вкручивания/выкручивания по резьбовому соединению производят настройку промывочного клапана на необходимый перепад давления для открытия клапана и осуществления операции промывки, который должен превышать давление, создаваемое насосом УЭЦН при добыче пластовой жидкости.

При подаче промывочной жидкости в колонну труб НКТ под давлением вниз (фиг. 2) из-за перепада давления шар 7, сжимая пружину 8, отходит от седла 6, освобождая ход жидкости из полости 5, и жидкость, проходя через отверстие 11 обоймы 4, отверстие 13 винта 12 и отверстие 3 корпуса 1, выходит в затрубное пространство, осуществляя размыв карбонатных пробок.

При прекращении подачи промывочного раствора происходит выравнивание давлений и под действием пружины 8 шар 7 садится на седло 6, закрывая клапан.

При включении установки УЭЦН на добычу пластовой жидкости поток добываемой жидкости протекает по полости, образованной внутренней поверхностью корпуса 1 клапана и наружной поверхностью обоймы 4.

Использование клапана промывочного шарикового предложенной конструкции позволяет обеспечить высокую надежность срабатывания клапана, увеличить срок службы клапана.

1. Клапан промывочный шариковый, содержащий корпус, в котором установлен подпружиненный запорный элемент и выполнены каналы для прохода промывочной жидкости, при этом входной канал клапана соединен с полостью НКТ, а выходной канал, выполненный в виде одного или более радиальных отверстий, - с полостью обсадной трубы, отличающийся тем, что клапан снабжен обоймой, установленной в корпусе и выполненной в виде сегмента с цилиндрической полостью для прохода промывочной жидкости, в ступенчатом отверстии обоймы последовательно установлены седло, закрепленное резьбовой втулкой, запорный элемент, пружина, установленная с упором другого конца в резьбовой регулировочный элемент, при этом обойма снабжена одним или более радиальными отверстиями, расположенными ниже седла и выполненными соосно относительно выходных радиальных отверстий корпуса.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что обойма закреплена в корпусе при помощи винтов или резьбовых втулок с отверстиями для выхода промывочной жидкости, установленными в радиальных отверстиях корпуса и обоймы.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что резьбовой регулировочный элемент выполнен в виде винта и снабжен канавкой, в которую установлен уплотнительный элемент.



 

Похожие патенты:

Изобретение предназначено для проведения работ по очистке и промывке ствола скважины. Устройство для декольматации скважин состоит из корпуса с цилиндрическим осевым каналом, переходника для связи с гибкой трубой, стакана, дренажной трубки с радиальными отверстиями, насадкой и кольцевым выступом, пружины, стопорной гайки, механизма привода с тангенциальными каналами.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и применяется для нормализации забоя при капитальном и текущем ремонте скважины, в частности при спущенном забойном двигателе.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для глушения и промывки скважин. Состав полисахаридной жидкости для промывки скважин или промысловых трубопроводов или глушения скважин, полученный растворением биоцида «Биолан» в пресной или минерализованной воде, представленной преимущественно раствором одновалентных катионов, растворением и гидратацией в полученном растворе гуарового загустителя, последующим введением комплексного реагента Нефтенол УСП с перемешиванием до получения мицеллярной дисперсии, с последующим добавлением борного сшивающего агента СП-РД и перемешиванием до полного сшивания, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гуаровый загуститель 0,2-1,0, указанный сшивающий агент 0,2-1,0, реагент Нефтенол УСП 6,0-10,0, биоцид «Биолан» 0,004-0,01, указанная вода - остальное.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для борьбы с солеотложением в призабойной зоне пласта и стволах скважин с целью сохранения дебита скважин в условиях высокой минерализации попутно добываемых вод.

Группа изобретений относится к области бурения и эксплуатации скважин и может быть использована при строительстве и ремонте скважин различного назначения, в том числе скважин, предназначенных для добычи нефти и газа.

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин и может быть использовано при строительстве и ремонте скважин различного назначения, в том числе скважин, предназначенных для добычи нефти и газа.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей области, в частности к ингибированию коррозии и образования отложений на скважинном оборудовании при добыче углеводородного сырья.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обработке призабойной зоны в горизонтальных стволах скважин, пробуренных в залежи битумов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к устройствам для очистки наклонно-направленных и горизонтальных стволов скважин от шлама в процессе бурения на суше и море.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию для очистки насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных и газовых скважин от отложений асфальтенов, смол, парафинов, гидратов, солей кальция (АСПО) и т.д.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено в устройствах для перекрытия ствола скважины при производстве ремонтных работ. Клапан состоит из корпуса, золотника с обратным клапаном, уплотнительного элемента тороидальной формы, механизма фиксации золотника.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено в устройствах для перекрытия ствола скважины при производстве ремонтных работ. Клапан состоит из корпуса, золотника с обратным клапаном, уплотнительного элемента тороидальной формы, механизма фиксации золотника.

Изобретение относится к переливным устройствам бурильной колонны с винтовым забойным двигателем. Клапан содержит цилиндрический корпус со ступенчатым отверстием и радиальным (переливным) отверстием.

Группа изобретений относится к инструменту ограничения потока для использования в поземной скважине, буровому снаряду и способу ориентирования бурового снаряда в скважине.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к скважинному устройству активации скважинного инструмента и способу его использования. Активирующее устройство (10) для активации скважинного инструмента содержит верхний переводник (12), нижний переводник (14), наружную муфту (16) с окном (18) и внутреннюю муфту (20) с окном (22).

Изобретение относится к клапанным устройствам бурильной колонны с гидравлическим забойным двигателем для бурения нефтяных скважин, в частности к обратным клапанам, предназначенным для исключения шламования двигателя потоком текучей среды снизу и для предотвращения выбросов через бурильную колонну.

Изобретение относится к нефтепромысловой технике и может быть использовано для разъединения и последующего подвижного и герметичного зацепления колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) со скважинным оборудованием.

Изобретение относится к устройствам, предотвращающим выбросы через бурильные трубы, и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Устройство для перекрытия колонны бурильных труб содержит корпус, имеющий полость, гидравлически связанную с затрубным пространством, тарельчатый клапан с узлом его привода и седло.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в компоновке низа бурильной колонны для выполнения операции в забойной зоне скважины. Инструмент сброса пробки включает в себя корпус, образующий камеру, пробку, изначально установленную в камере, и элемент, установленный с корпусом.

Изобретение относится к обратным клапанам и может быть применено в обсадных трубах при цементировании. Обратный клапан состоит из корпуса, седла под шаровой затвор в осевом канале, гильзы с уплотнительным кольцом и шаром в осевом канале, ограничителя с отверстиями, перекрытыми подпружиненной кольцевой перегородкой.

Группа изобретений относится к керновому бурению скважин. Узел внутренней трубы содержит узел головки и выполнен с возможностью освобождения закрепляемой в колонковой трубе установки для кернового бурения. Корпус клапана образует внутреннее отверстие, продолжающееся вдоль оси в направлении между первым и вторым концами корпуса. По меньшей мере одно расходное отверстие для жидкости выполнено через корпус клапана для обеспечения гидравлического сообщения с областью, окружающей корпус клапана и отверстие. Тело клапана выполнено с возможностью скольжения, установлено вдоль оси в отверстии, чтобы открывать и закрывать расходное отверстие. Смещающий элемент действует на тело клапана для перемещения его в первом осевом направлении в отверстии. Направляющая положения выполнена для направления и контроля положения тела клапана в отверстии. Тело клапана имеет форму, обеспечивающую перемещение во втором обратном осевом направлении в отверстии, чтобы открывать и закрывать расходное отверстие посредством давления жидкости, действующего на него через второй конец корпуса. Узел дополнительно содержит штифт клапана, установленный с возможностью осевого перемещения в отверстии для контакта с телом клапана, причем смещающий элемент имеет форму, обеспечивающую смещение штифта до контакта с телом клапана. Направляющая положения содержит паз, выполненный в корпусе, и направляющий штифт, продолжающийся радиально от тела клапана с возможностью перемещения в пазу. Паз включает участок, имеющий угловую часть. Направляющий штифт выполнен с возможностью перемещения вдоль участка и прохождения через угловую часть, между первым участком направляющего паза, вторым участком и третьим участком. Участок третьего направляющего паза продолжается параллельно продольной оси узла головки. Повышается чувствительность клапана на давление жидкости и повышается степень его контролируемости. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к клапанным устройствам для скважин, оборудованных глубинными насосами, и может быть применено для пропуска промывочной жидкости из колонны насосно-компрессорных труб в затрубное пространство для размыва гидратных пробок. Клапан содержит цилиндрический корпус со ступенчатым отверстием и радиальным выходным отверстием. Радиальных отверстий может быть несколько. В отверстии корпуса установлена обойма, выполненная в виде сегмента, в которой выполнена цилиндрическая полость для прохода промывочной жидкости с возможностью соединения с полостью НКТ, расположенной выше клапана. В полости установлены седло, запорный элемент, выполненный в виде шара, возвратная пружина, установленная между регулировочным винтом и шаром, поджимающая шар к седлу. Седло установлено в отверстии полости и зажато резьбовой втулкой. В обойме выполнено резьбовое радиальное отверстие соосно радиальному отверстию корпуса для выхода промывочной жидкости. В обойму через радиальное отверстие корпуса ввинчен винт с отверстием для выхода промывочной жидкости. Винт удерживает обойму в радиальном и осевом направлениях. Технический результат заключается в повышении надежности и ресурса работы клапана. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх