Устройство для закрытия скважины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и т 450878

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 30.03.72 (21) 1765404/22-3 (51) М. Кл. Е 21Ь 33f12 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (32) Приоритет

Опубликовано 25 11.74. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 29.04.75 (53) УДК 622.245.72 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

К. Я. Горский, В. А. Грохотов и Л. А. Голованова (71) Заявитель Всесоюзный научно-йсследовательский институт использования газа в народном хозяйстве, подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЫТИЯ СКВАЖИН

Изобретение относится к хранению газа, нефти и нефтепродуктов в подземных емкостях, сооружаемых в горных породах, и предназначено для обеспечения автоматического перекрытия скважины в случае повреждения ее головки без снижения давления в емкости.

Известно устройство для закрытия скважин, состоящее из установленного на центральной колонне труб поршня, подвижного клапана с рабочей полостью, связанной каналом через пневмогидравлическую систему управления с межтрубным пространством, пакера и седла клапана.

Предлагаемое устройство отличается тем, что его клапан выполнен в виде полого, с отверстием в боковой стенке, цилиндра, перемещающегося по поршню, неподвижному относительно центральной колонны труб, на которой установлена букса пакера, нижняя часть которой является седлом клапана, а центральная колонна труб снабжена ограничителем хода.

Такое выполнение обеспечивает принудительно" или автоматическое перекрытие межтрубного пространства при падении давления на выходе из скважины.

На чертеже показана схема устройства (А — открытое положение, Б — закрытое положение) .

Звено центральной трубы 1 с поршнем 2 и неподвижным цилиндром 3 соединено с центральной трубой 4 рабочей колонны скважины муфтами 5 на некоторой глубине относительно головки. Подвижный клапан б в сборе со звеном 1 и поршнем 2 образует полость 7, герметичность которой обеспечена уплотнительными кольцами 8. Уплотнение неподвижного цилиндра в обсадной трубе 9 достигается за счет применения пакера 10, состоящего из набора упругих колец, закрепленных гайками 11. С противоположной стороны кольца опираются на буксу 12, которой сообщена возможность осевого перемещения вверх при воздействии усилия на коническую поверхность буксы, 15 представляющей седло клапана. Отверстие 13 в цилиндре клапана, площадь поперечного сечения которого в несколько раз меньше площади сечения канала 14, предназначено для выравнивания давления в рабочей полости

2о и межтрубном пространстве при открытом положении клапана, фиксируемого ограничителем 15. Каналом 14 и трубопроводом 1б с вентилями 17 рабочая полость соединена с золотниковым устройством 18. Рукоятка 19 предназначена для принудительного перемещения плунжера 20. Камеру сжатия этого устройства с межтрубным пространством над затвором соединяет трубопровод 21.

Конструкции золотникового устройства уп3р равления, показанная условно, аналогична из45О878 вестной конструкции предохранительного клапана, ограничивающего повышение давления в сосудах, с той лишь разницей, что срабатывает при пони>кении рабочего давления в межтрубпом пространстве над затвором.

Действие предлагаемого автомата осуществляется при возникновении перепада давлений в полости 7 и в межтрубпом пространстве. При наличии рабочего давления под плунжером 20 выход среды из рабочей полости 7 закрыт, давление в полости 7 равно давлению в ме>ктрубпом пространстве, чем и обсспечивается неподвижное открытое íoложеппе затвора. В случае аварийного спи>кения давления над затвором снижается давление под плун>кером 20, соединенным с головкой скважины трубопроводом 21. Под воздействием пружины плун>кер 20, освобо>кденный от противодавления среды, перемещается ишз и открывает выход сжатой среды из полости 7 (см. черте>к, положение Б). Тогда на подвижный клапан 6 на шнает действовать сила

Р: F(qr — дл), где F — площадь поперечного сечения полости 7; дв — рабочее давление в межтрубпом пространстве над затвором;

q, — давление в полости 7.

Разность проходного сечения отверстия 13 в сравнении с проходными сечениями канала !

4 и тр„ 16 такова, то выход газа пз рабочей полости 17 не компенсируется входом газа из ме>ктрубпого пространства через отверстие 13. При перемеи1енпи клапана б в закрытое поло>кение впуск газа в отверстие

13 закрывается. Под действием силы P кла пан б перемещается вдоль звена трубы 1, и его поверхность входит в контакт с конической поверхностью буксы 12 (см. черте>к, положение 5) . Выход сжатой среды из межтрубного пространства под затвором закрыт.

Сила Р, продолжая действовать на буксу 12, сжимает упругие кольца пакера 10 и создает герметичность уплотнения затвора в обсадной

5 трубе, Принудительное закрытие клапана 6 достигается путем перемещения плунжера 20 в открытое поло>кение посредством рукоятки

19. При этом полость 7 освобождается от давления и затвор приводится в действие, как из10 ложено выше.

Возвращение затвора в открытое положение достигают известным способом: оперируя вентилями 17, в полость 7 по трубопроводу 16 подают масло под высоким давлением, кото15 рое, преодолевая перепад давлений под затво1 ом и пад ним, возвращает KJIBIIBH 6 в исходное открытое положение.

Предмет изобретения

1. Устройство для закрытия скважин, например для подземного хранения газа, состоящее из установленного на центральной колон25 е труб поршня, подвижного клапана с рабочей полостью, связанной каналом через пневмогидравлическую систему управления с межтрубным пространством, пакера и седла клапана, отличающееся тем, что, с целью

30 принудительного или автоматического перекрытия межтрубного пространства при падении давления на выходе из скважины, клапан выполнен в виде полого, с отверстием в бокогой стенке, цилиндра, перемещающимся по

35 поршшо, неподвижному относительно центральной колонны труб, а которой установлена букса пакера, нижняя часть которой является седлом клапана.

2. Устройство по п. 1, отлич ающееся

40 тем, что, с целью ограничения хода клапана, центральная колонна снабжена ограничителем.

450878

Составитель А. Родионов

Техред А. Дроздова

Корректор М. Щипкова

Редактор Л. Лашкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1047 8 Изд. ¹ 505 Тираж 565 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5