Забойный клапан
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 575410 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.
Е 21 В 43/00 (22) Заявлено11.06.74 (21) 2045170/2203 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05. 10.77. Бюллетень Л" 37 (45) Дата опубликования описания 28, 11.77
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 622.276.5 (088. 8) (721 Авторы изобретения
Г. Апиджанов, Э. Б. Ку-знецов и А. К. Шевченко
Среднеазиатский рилиo.ë Научно-исследовательского института природного газа (71) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ КЛАПАН
Изобретение относится к оборудованию газовых и газоконденсатных скважин и предназначено для использования на высокодебитных газовых и газоконденсатных скважинах, в продукции которых содержатся агрессивные компоненты.
Известны скважинные клапаны, снабженные механизмом фиксации запорного органа, выполненным в виде пазов на наружной поверхности шарового запорного органа, в которые вставляются штифты, укрепленные на опоре. При перемещении опоры н тифты взаи»одействуют с пазами шарового запорного органа, что дает возможность о«уществить его поворот (1), (2) .
Наиболее близким iio гехи чес„ой «iщпостп к предлагаемому является клапан, содержащий корпус, в котором размещен стакан, верхние и нижние седла, втулка и запорный орган с узлом поворота и узлом фиксации (3).
Запорный орган взаимодействует с подвижной втулкой, снабженной поршнем. Под давлением жидкости, подводимой по импульсной линии на поршень, подвижная втулка перемещается и открывает запорный орган. При падении давления в импульсной линии задорный орган возвращается в закрытое положение под дсйствием пружины, установленной l103, запорным органом, за счет чего обеспечивается возможность дистанционного управления установленным в скважине клапаном, что в свою очередь обеспечивает в случае необходимости перекрытие сечения колонны насосно-компрессорных труб.
Однако, если при аварийной ситуации клапан закрывается, необходимо провести ряд сложных операций для подготовки скважины к ремонтным раоотам, Во время KQTopblx создается опасность выхода скважины на открытое фонтанирование, что отрицательно влияет на надежность работы клапана.
Цель изобретения — повышение надежности г б "та. кл ад а на
Для этого клапан снабжен кольцом, верхний и нижний торцы которого выполнены с зубьями, а наружная поверхность- со шлицами, причем кольцо установлено с возможностьк> взаимодействия с втулкой, стаканом и корпу«ом.
На фиг. 1 «хематически изображен предложенный клапан, в разрезе; на фиг. 2 — разрез
А-А фиг. 1; на фиг. 3 — схема взаимодействия элемеHTQB механизма фиксации запорного органа; на фиг. 4 — разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 5— разрез В-В фиг. 1; на фиг. 6 — вид Г на фиг. 1.
575410
35
55
Забойный клапан содержит корпус с ра.(иальными отверстиями 2,3,4, подвижную втулку
5, снабженную кольцевым поршнем, на котором установлен стакан 6, упирающийся нижним торцом в верхнее подвижное кольцо 7 узла поворота, кольцо 8, в которое 3 пир»сTOH f>f(жний торец втулки 5. Верхнее по
8 установлено с возможностью взаимодействия с втулкой 5, стаканом 6 и корпусом 1.
Кольцо 8 упирается в верхнее седло 12, с кoторым оно связано BHITTdx(H 13, позволяю(ц1ми поворачиваться ему на некоторый угол. Всрхнее седло 12 уплотняет запорный орган !4, штифты которого ус>»ifnf>ле((ы в ф((;xpii»fx пазах 15 корпуса 1. Запорный орган 1-! с(1»бжен также зацепами 16. которые Iixoдят B 3;11(еплсние с выступами 1 вс,)xíåãî cгдла I2 нр1 з»крытом положении запорного ор>-ана 14. Ь IH>f( ней части кольцевой полос(и, обр()з(е31ой корпусом и вер.(ним седлоч 12, уст(llio(3ëcío нижнее подвижное кольцо 18, закрспленш>е:нгпфтами 19, имеющее зубья, аналогичн.се зубьям кольца 8 и зубьям верхнего неподвижного кольца 7. Под запорныч органом 14 установлено нижнее седло 20, поджимаемое вверх нру?KHIIoH
21. Усилие пружины 21 регулируется положением наконечника 22. Втулка «(I в в pxliPII част снабжена пружинными фикса iорамн 23 уз.(а фиксации, входящими в кольцевыс ;(роточки
24 корпуса 1.
Забойный клапан устанав.(икается в скважине в посадочный ниппель 25, спускаемый и» колонне насосно-компрессорных трус>. 1!осад(>нный ниппель 25 имеет радиальные окц» 26, которые уплотняются кольцевыми уп loTfll,òс,(ьными эле)(ентами 27, устанавливаечыми на i(op((усе 1,забойного клапана. В верхней части корпуса 1 имеется резьба для соединения клапана с замковым механизмом, который фиксирует забойный клапан в посадочном ниппеле 25.
Работает забойный клапан сле(ующим с>оразом.
Забойный клапан опускают в скважину через лубрикатор после промывки скважины, герметизации пакера, замены промывочной жидкости на раствор ингибитора и устанавливают его в посадочном ниппеле при открытом центральном канале и закрытых радиальны: каналах. Затем жидкость в насосно-компрессорных трубах заменяют на газ и скважицу пускают в эксплуатацию. При нормальной работе скважины давление ингибитора, передающегося через окна 26 посадочного ниппеля 25 и радиальные отверстия 3 корпуса на поршень втулки 5 и стакан 6, не вызывает перемещения втулки 5, поскольку она удерживается в верхнем пол»KOнии фиксаторами 23 и пружиной 21.
При увеличении давления в затрубном пространстве скважины выше допустимого (что чожет иметь место при нарушении герметичiIocTH забойного оборудования или колонны насосно-компрессорных труб) происходит срыв фиксаторов 23 с верхней кольцевой проточки
24 и переход их на нижнюю кольцевую проточку. При этом втулка 5, опускаясь вниз, давит на
Ko,1ьцо 8, н» которое так>ке оказывает давле:Ilf(. верхнее I)oäBHæíoå кольцо 7, двигающееся вместе со стаканом 6. Зубчатая поверхность верхнего подвижного кольца, перемещаяcь вдоль оси клапана по стрелке а, стремится повернуть кольцо 8 в направлении стрелки о. Кольцо 8 в на iальный момент удерживается от поворота шлицами 11, но при движении кольца 8 вниз, оно выходит из шлиц 11 и под дав,тением верхнего подвижного кольца 7 поворачивается, после чего стакан 6 и кольцо
7 o("га>3»в -I наю"ся, так как Ilx ход ограничен д "иной п»зов 10. (),l(IIoB!)c (цо с B)TIfXI верхнсс седло 12 пе !
>ем(,и((От вниз з»ш>рцый орган 14, который
", 3»1(ЧОдЕйетауя и 3»Ми. !, -. ОНОраЧНВаЕтея, lipIiliiIмая закрытое положенис, а зацепы 16 за,(ор ного органа 14 захватывают выступы
17 (Ic;)x((er o седла 12. Радиальные отверстия
4 втулки 5 совме(цак>тся с радиальными Отверстиями 2 корпуса 1, за счет чего обеспечивается отсечение скважинного пространства под клапаном и сообщение трубного пространства с затрубным. При этом ингибитор перетекает из затрубного пространства в полость лифтовой ко.>o(fflhf, и давление, действующее на поршень втулки 5, спи>кается, и давление пОд, запорным органом 14 восстанавливается до статического. За счет этого возникает перепад давления, стречя(цнйся поднять запорный орган 14 вверх, гго вызовет его открытие, однако верхнее седло ! 2 удерживается от движения вверх кольцом 8, кoT»poc (н>слс поворота, упирается в шлицы
1! корпуса !. После обеспе(ения циркуляции и с>гсс (ения просгp»HcTBd скважины под клапаIIoxI ингибитор заменяется на глинистый раствор, и проводятся работы по ликвидации причины, вызвавшей срабатывание клапана. При этом клапан может оставаться в закрытом положснии длительное время.,1пя OTKphITHH K,)dli»Hd H flX CKB CKBd>KHJIBI в экснлуaT»lfnfo необходимо после прочывки скв».кипы (>T глинистого B>dc i во >а и запс>лII(.fIHH ингис)я(тором создать над запорным органом 14 давление выше статического, что вызывает перемещение вниз запорного органа 14, который перечещает вниз верхнее седло 12 и кольцо 8. Зубчатая нарезка нижнего торца кольца 8, взаим(>действуя с зубчатой нарезкой неподвижного кольца 18, возвращает кольцо
8 в исходное поло>кение, при котором оно способно войти в шлицевую поверхность 11 корпуcd 1. После сии>кения давления над запорным органом 14 последний под действием пластового давления поднимается вверх, при этом центральный канал клапана открывается, а радиа I»ifsie отверстия 2 закрываются. При этом жидкость из насосно-кочпрессорных труб выт(снястгя газом.
575410
Формула изобретения
А-A
2b
Фиг. 2
ro
/д (Ю
@иг т
Фиг. r
Забойный клапан, содержащий корпус, в котором размещены стакан, верхнее и нижнее седла, втулка и запорный орган с узлом поворота и узлом фиксации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы клапана, он снабжен кольцом, верхний и нижний торцы которого выполнены с зубьями, а наружная поверхность — со шлицами, причем кольцо установлено с возможностью взаимодействия с втулкой, стаканом и корпусом.
Источники информации. принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент США № 3292706, кл. 166-224, опублик. 1966.
2. Патент США ¹ 3310114, кл. 166-224, опублик. 1967.
3. Патент США № 3233860, кл. 251-62, опублик. 1966.
575 410
4!1иг 4
Вид Г
Фиг а
Фиг 0
Составитель H. Тчленинов
Редактор И. Марховская
Корректор А. Гриценко
Техрсд О. Луговая
Заказ 4003 2 Тираж 757 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! !3035, Москва, Ж-35, Раугцская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
