Трубный клапан-отсекатель

Авторы патента:

Перельман Максим Олегович (RU)

Пошвин Евгений Вячеславович (RU)

Островский Виктор Георгиевич (RU)

Горбунов Дмитрий Валерьевич (RU)

Фотиев Алексей Александрович (RU)

E21B34/14 - приводимые в действие движением инструментов, например клапаны с гильзовым затвором, приводимые в действие поршнями или инструментами, спускаемыми в скважину на тросе

Владельцы патента RU 2751617:

Акционерное общество "Новомет-Пермь" (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти, в частности для предотвращения выброса нефти из скважины. Трубный клапан-отсекатель содержит корпус с продольным каналом, гильзу, окруженную пружиной, и клапанное устройство в виде закрепленной на шарнире заслонки, перекрывающей продольный канал. Верхняя поверхность заслонки со стороны, диаметрально противоположной шарниру, снабжена выступающей частью, обеспечивающей первоочередной контакт гильзы с заслонкой в точке максимального удаления от шарнира заслонки и выполненной изогнутой с возможностью плавного изменения момента при открытии заслонки. Достигается технический результат - обеспечение облегченного открытия заслонки при запуске добычи из скважины. 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти, в частности для предотвращения выброса нефти из скважины.

Известны конструкции трубных клапанов-отсекателей, включающие в себя корпус с продольным каналом, клапанные элементы с заслонкой на шарнире, перемещающуюся под воздействием пружин гильзу и гидравлически управляемый поршень, перемещающий гильзу, и гидравлическую контрольную линию [US 2998077 A, приоритет от 23.12.1957, US 3749119 A, приоритет от 19.11.1971].

Указанные конструкции применяются десятки лет, но имеют некоторые недостатки, выявленные в ходе эксплуатации. Одним из основных недостатков является сложность открытия клапана при высоком перепаде давления (когда давление снизу выше) или при негерметичности гидравлической линии.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является конструкция клапана-отсекателя [US 20030079880 A1, приоритет от 21.11.01], аналогичная вышеописанным конструкциям, в которой изогнутая заслонка клапана имеет выпуклую сферическую уплотняющую поверхность, а посадочное седло клапана - вогнутую коническую уплотняющую поверхность. Эти усовершенствования служат для улучшения герметизации клапана, за счет более эффективного использования разности давлений при прижатии к седлу заслонки, перекрывающей продольный канал в корпусе.

Недостаток данного устройства проявляется как следствие его основного преимущества - при необходимости возобновления работы требуется приложение большего усилия для открытия заслонки.

Задачей настоящего изобретения является разработка трубного клапана-отсекателя для герметизации внутрискважинного пространства при помощи клапана улучшенной конструкции, обеспечивающей облегченное открытие заслонки при запуске добычи из скважины.

Указанный технический результат достигается тем, что трубный клапан-отсекатель, содержащий корпус с продольным каналом, гильзу, окруженную пружиной, и клапанное устройство в виде закрепленной на шарнире заслонки, перекрывающей продольный канал, отличающийся тем, что верхняя поверхность заслонки со стороны, диаметрально противоположной шарниру, снабжена выступающей частью, обеспечивающей первоочередной контакт гильзы с заслонкой в точке максимального удаления от шарнира заслонки и выполненной изогнутой с возможностью плавного изменения момента при открытии заслонки.

Благодаря наличию выступающей части на верхней поверхности заслонки, контактирующей с гильзой во время открытия заслонки, гильза начинает контактировать с ней на максимальном удалении от шарнира заслонки, чем достигается максимальный момент открытия.

Контактирующая верхняя поверхность заслонки выполнена изогнутой, что способствует выполнению условия начала контакта с гильзой на максимальном удалении от шарнира и облегчает открытие заслонки при запуске добычи из скважины. Изогнутая поверхность может быть выполнена по синусоиде или параболе, либо другой формы.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена общая компоновка трубного клапана-отсекателя, продольный разрез; на фиг. 2 - вид сопряжения гильзы и клапана, продольный разрез.

К трубному клапану-отсекателю (фиг. 1) подведена гидравлическая управляющая линия 1, присоединенная к корпусу клапана-отсекателя 2 с продольным каналом. Во внутренней полости корпуса 2 расположен поршень 3, под которым размещена сдвигаемая гильза 4, на которую надета пружина 5. В нижней части корпуса 2 установлена уплотнительная задвижка 6 в виде заслонки, вращающаяся на шарнире 7 (фиг. 2) с возможностью перекрытия продольного канала корпуса 2. Верхняя поверхность 10 заслонки 6 со стороны, диаметрально противоположной расположению шарнира 7, имеет выступающую часть, выполненную изогнутой, например, по синусоиде или параболе. Начальный контакт гильзы 4 и задвижки 6 происходит в точке 9, максимально удаленной от шарнира 7. В таком случае создается максимальный момент открытия задвижки 6. Нижний край 8 гильзы 4 выполнен прямым и первоочередность контакта в точке 9 обеспечивается изогнутой формой верхней поверхности 10 заслонки 6. В некоторых вариантах исполнения возможно выполнение нижнего края 8 гильзы 4 со стороны, диаметрально противоположной расположению шарнира 7, с выступающей частью. Форма нижнего края 8 гильзы 4 в этих вариантах может быть любой: прямой, изогнутой или ломаной. При этом условия начального контакта нижнего края гильзы 8 с заслонкой 6 в точке 9 сохраняются.

Устройство работает следующим образом.

Для открытия уплотнительной задвижки 6 в гидравлическую линию 1 подается заданное давление, которое сдвигает поршень 3, который в свою очередь сдвигает гильзу 4. Контакт гильзы 4 и задвижки 6 происходит в точке 9, максимально, удаленной от шарнира 7. Этот контакт с продолжающимся давлением гильзы 4 создает момент, открывающую задвижку 6.

При прекращении подачи давления через гидравлическую линию 1, или при его снижении, гильза 4 и поршень 3 под действием пружины 5 сдвигаются в верхнее положение, в результате чего под действием перепада давления заслонка 6 закрывает отверстие в трубном клапане-отсекателе. Поток жидкости через клапан-отсекатель прекращается.

Указанное решение может быть применено для трубных клапанов-отсекателей с любым типом управления (гидравлическим, механическим, электрическим, магнитным). Проиллюстрированная схема приведена для клапана с гидравлическим управлением, но не исключает возможности использования для клапанов другого типа.

Трубный клапан-отсекатель, содержащий корпус с продольным каналом, гильзу, окруженную пружиной, и клапанное устройство в виде закрепленной на шарнире заслонки, перекрывающей продольный канал, отличающийся тем, что верхняя поверхность заслонки со стороны, диаметрально противоположной шарниру, снабжена выступающей частью, обеспечивающей первоочередной контакт гильзы с заслонкой в точке максимального удаления от шарнира заслонки и выполненной изогнутой с возможностью плавного изменения момента при открытии заслонки.

Похожие патенты:

Скользящая муфта // 2751521

Изобретение относится к технической области освоения нефтегазовых скважин и стимуляции залежи. Скользящая муфта содержит верхний соединитель, нижний соединитель, внешний корпус, внутреннюю гильзу и сдвиговый штифт.

Механические барьеры для контроля внутрискважинного износа и обломков породы // 2749874

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности, в частности к защите скважинных инструментов и оборудования при транспортировке флюидов с эрозионными и/или коррозионными характеристиками. Узел, защищающий скважинный инструмент от износа, содержит изолирующую муфту, имеющую первый конец, второй конец, внешнюю поверхность и внутреннюю поверхность, образующую канал.

Зажимная втулка с шариковым расширяемым уплотнителем и/или радиально расширяемыми под действием давления лепестками // 2749138

Изобретение относится к скважинному инструменту, который применяют при гидравлическом разрыве пласта. Манжетный клапан имеет корпус клапана, скользящую муфту и зажимную втулку.

Толкатель и связанные способы для эксплуатации скважинных клапанов // 2745864

Изобретение относится к оборудованию, используемому в подземных скважинах, и скважинным операциям, в частности к скважинным системам, компоновкам низа бурильной колонны, толкателям и соответствующим способам эксплуатации скважинных клапанов. Толкатель для применения в подземной скважине содержит дроссель, выдвигаемый наружу в скважине из радиально убранного положения в радиально выдвинутое положение.

Циркуляционный клапан // 2743288

Изобретение относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к циркуляционным клапанам. Устройство содержит корпус, два закрепленных в корпусе циркуляционных порта с уплотнениями, пружину, поджимающую поршень, активационные и деактивационные шары, переводник с устройством для улавливания шаров, гильзу, неподвижно зафиксированную внутри корпуса циркуляционными портами, поршень с радиальными отверстиями и центральным каналом.

Устройство для проведения многостадийного гидроразрыва пласта и способ проведения многостадийного гидроразрыва пласта при помощи этого устройства // 2740460

Изобретение относится к добывающей промышленности, в частности к устройству для проведения многостадийного гидроразрыва пласта и способу проведения многостадийного гидроразрыва пласта при помощи заявленного устройства при разработке коллекторов нефти и газа. Заявлено устройство для проведения многостадийного гидроразрыва пласта, содержащее: скважинную сборку, включающую в себя по меньшей мере две муфты, размещенные на насосно-компрессорной колонне в стволе скважины, при этом каждая из муфт имеет цилиндрический корпус с внутренней полостью с центральным сквозным каналом и боковое отверстие, обеспечивающее радиальное сообщение между центральным сквозным каналом и стволом скважины, а также подвижную втулку, установленную в полости муфты, и инструмент для перемещения подвижной втулки с обеспечением возможности открытия или закрытия упомянутого бокового отверстия.

Муфта для многостадийного гидравлического разрыва пласта // 2739882

Изобретение относится к нефтегазовому оборудованию, в частности к оборудованию для заканчивания скважин, и может быть использовано для проведения гидроразрыва пласта и других операций по обработке скважин, а также для селективной добычи нефти и газа. Муфта для гидроразрыва пласта содержит корпус, выполненный из соединенных между собой верхнего и нижнего патрубков, внутреннюю втулку с отверстиями, стопорное кольцо для фиксации внутренней втулки в открытом или закрытом положении, уплотнители для герметизации, защищенные от прямого контакта с потоком.

Устройство, системы и способы многоступенчатой стимуляции // 2733998

Группа изобретений относится к нефтегазовой отрасли, в частности к многоступенчатой стимуляции скважин за одну спускоподъемную операцию. Система многоступенчатого заканчивания скважины содержит колонну заканчивания, имеющую по меньшей мере первую расположенную ниже по стволу скважины ступень и вторую расположенную выше по стволу с зазором относительно первой.

Инструмент для открывания скользящей муфты // 2733580

Изобретение относится к области освоения нефтегазовых скважин и стимуляции залежи, в частности к инструменту для открывания скользящей муфты. Инструмент содержит зацепляющий элемент, шаровое гнездо и направляющую головку, соединенные последовательно.

Скважинное устройство и скважинная система // 2730165

Настоящее изобретение относится к скважинному устройству для перемещения вниз в скважине посредством текучей среды для содействия воздействию на эксплуатационную зону скважины, причем скважина содержит трубчатую конструкцию скважины, имеющую первое отверстие и первую перемещаемую муфту, расположенную напротив первого отверстия, при этом трубчатая конструкция скважины имеет внутренний диаметр, причем скважинное устройство имеет осевую протяженность и содержит: первую часть, содержащую два выдвижных элемента, имеющих профиль, соответствующий канавкам в муфте, и вторую часть, содержащую: корпус, два анкерных элемента, выполненных с возможностью выдвижения из корпуса для анкерного закрепления второй части в трубчатой конструкции скважины, и уплотнительный элемент, выполненный с возможностью обеспечения уплотнения относительно трубчатой конструкции скважины, при этом скважинное устройство дополнительно содержит: смещающий механизм, содержащий поршень, выполненный с возможностью перемещения внутри цилиндра поршня для смещения, в осевой протяженности, первой части относительно второй части, когда она анкерно закреплена в трубчатой конструкции скважины, для приведения в действие муфты.

Скважинный клапанный инструмент // 2752638

Изобретение относится к скважинному инструменту для использования в стволе скважины. Скважинный клапанный инструмент включает нижний элемент, содержащий центральное отверстие, проходящее через него, и по меньшей мере один клапанный канал. Поршневой клапан расположен с возможностью скольжения внутри нижнего элемента для селективной блокировки гидравлического сообщения между центральным отверстием и одним или большим количеством клапанных каналов. Верхний элемент соединяется с нижним элементом и содержит впускной канал, по меньшей мере один канал гидравлического сообщения, выпускной канал и отверстие для сменного блока, выполненное внутри боковой стенки верхнего элемента. Сменный блок расположен внутри отверстия для сменного блока и содержит пружинный стержень, гильзу сменного блока, расположенную с возможностью перемещения по меньшей мере на части пружинного стержня. Элемент смещения зацеплен с гильзой сменного блока. Разрывной штифт содержит рабочую поверхность, расположен внутри по меньшей мере части гильзы сменного блока и зацеплен с пружинным стержнем. Разрывной штифт выполнен с возможностью разрыва от приложения давления флюида на рабочую поверхность. По второму варианту изобретения разрыв штифта давлением флюида из центрального отверстия и снятие давления флюида обеспечивает возможность расширения элемента смещения и перемещения гильзы сменного блока в осевом направлении, позволяющего флюиду проходить к одному или большему количеству следующих сменных блоков посредством канала сообщения или к верхнему концу поршневого клапана, тем самым смещая клапан, обеспечивающий возможность сообщения между центральным отверстием и одним или большим количеством клапанных каналов. Заявлен способ открывания скважинного клапанного инструмента. Достигается технический результат – повышение эффективности и надежности скважинного клапанного инструмента, обеспечение модульности конструкции и упрощение настройки инструмента. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 30 ил.