Забойный клапан-отсекатель для насосной эксплуатации скважин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И C А Н И Е ()883342

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280380 (21) 2901894/22-03 (5 t ) Я. (д.

Е 21 В 34/10 с присоединениеи заявки №

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет по делан изаоретеиий и открытий

Опубликовано 23,1 1,81, Бюллетень ¹ 43 (53) )(Д f(622. 276. .53(088.8) Дата опубликования описания 23.1 181 (72) Автор изобретения

А.Ф.Абрамов

Производственное объединение "Нижневартовскнефтегаз"

Министерства нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ЗАБОЙНЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ НАСОСНОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к забой— ным клапанам-отсекателям для насосной эксплуатации скважин.

Известен забойный клапан, содержащий корпус, седла, между которыми размещен затвор, выполненный в виде шара, с осевым каналом, зубчатые шестерни, установленные на цилиндрических выступах затвора с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой, тО установленной в корпусе и механизм управления затвором, выполненный в виде подпружиненного цилиндра, образующего с корпусом гидрокамеру (1) .

1S

Недостатком клапана является то, что он имеет низкую надежность работы из-за использования для привода затвора трубки управления,. которая создает трудности в эксплуатации обо20 рудования.

Наиболее близким техническим решением является забойный клапан-отсекатель для насосной эксплуатации скважины, содержащий корпус с кольЦевой гидрокамерой, подвижную гильзу,, седла, между которыми размещен затвор, выполненный в виде шара с осевым каналом и с цилиндрическими высту пами, подвижно связанными с поршнем, образующим с корпусом вторую гидрокамеру (2J.

Однако клапан срабатывает лишь принудительно и только при участии наземного насосного агрегата.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства путем обеспечения воэможности его автоматического срабатывания.

Поставленная цель достигается тем, что клапан-отсекатель снабжен . установленной между гидрокамерами кольцевой эластичной диафрагмой и ползунами, а поршень выполнен с пазами под ползуны, причем подвижная гильза зафиксирована от осевого перемещения и образует с корпусом камеру, заполненную сжатым газом. Кро883342

10 ме того, фиксатор подвижной гильзы выполнен в виде разрезного пружинного кольца, а на наружной поверхнос ти гильзы выполнена кольцевая проточка под пружинное разрезное кольцо.

На фиг. I представлена схема компоновки скважинного оборудования, на фиг. 2 — забойный, клапан-отсекатель в открытом положении, когда погруженный насос работает; на фиг. 3 забойный клапан-отсекатель в закрытом положении после остановки погружного насоса; на фиг, 4 — забойный клапан-отсекатель в принудительно открытом положении; на фиг. 5 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 6 — разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 7 — разрез В-В на фиг. 5, Забойный клапан-отсекатель ) (фиг.)) ус-анавливается в скважине

2 совместно с пакером 3 ниже погружного насоса 4 на расчетной глубине и содержит (фиг.2) цилинцрический корпус, состоящий иэ корпусных деталей 5-8, соединенных между собой последовательно при помощи резьбы, подвижную гильзу 9, со стопорным кольцом )0, соединенную при помощи разрезной втулки 11 со вставкой 12, которая имеет в свою очередь жесткое соединение с корпусом затвора 13, а также поршень 14. Внутри корпуса затвора 13 pasMemeH шаровой затвор

15, зажатый пружиной 16 между седлами 17 и 18. Седло 17 выполнено заодно целое с корпусом затвора 13, а седло 18 имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса шарового затвора 15. Каждый из 2-ух торцов шарового затвора 15 имеет по одному цилиндрическому выступу 19, взаимодействующему с поршнем 14 через посредство ползуна 20, свободно перемещающегося вдоль паза 1.

Корпусные детали 5 и 6 образуют полость 22, сообщающуюся с полостью

23, образованную корпусной деталью б и поршнем 14, при помощи пазов

24 (фиг.4 и 6) для наклонных стволов скважин 2 и при помощи трубки 25, с загнутым вокруг корпусной детали

5 концом — для вертикальных. Кроме того, корпусная деталь 5 снабжена каналом 26 с пробкой 27 для заполнения полостей 22 и 23 вязкой жидкостью, а также каналом 28 с клапаном

29 и пробкой 30 для подачи сжатого газа в полость 22. При эксплуатации клапана-отсекателя в наклонной сква25

35>

4 жине, его корпусная деталь снабжается дополнительно эластичной кольцевой диафрагмой 31, образующей иэолированную от полостей 22 и 23 заполненную сжатым газом полость 32. Корпусная деталь 7 и подвижная гильза 9 образуют полость 33 заполненную сжатым газом при помощи канала 34 с пробкой

35. Для принудительного перемещения вверх или вниз подвижной гильзы 9 относительно корпусной детали 7 применяется канатный инструмент 36.

Работа клапана-отсекателя осуществляется следующим образом.

Клапан-отсекатель с предварительНо заряженными сжатым газом полостя— ми 33, 22 или 32 помещают совместно с пакером 3 в скважину 2 на забой в зону, расположенную чуть выше отверстий перфорации. Давление зарядки клапана-отсекателя должно быть равно полусумме давлений статистического Н и динамического Н> столбов скважинной жидкости на установленный в скважине клапан-отсекатель, т.е. давление газа в клапа— не-отсекателе должно быть всегда больше Н0 при работающем насосе 4 и меньше Н при остановленном насосе 4.

При работающем погружном насосе

4 давление газа в клапане †отсекате

1 больше давления на него динамического столба скважинкой жидкости Н, поэтому поршень 14 находится в своем верхнем положении (фиг.2), а шаровой затвор 15 открыт.

После остановки погружного насоса

4 по мере поступления жидкости в скважину из пласта давление статического столба скважинной жидкости на клапан-отсекатель становится больше давления зарядки, тогда поршень 14 под воздействием избыточного внешнего давления перемещается вниз (фиг.31 сжимая.газ и осуществляя переток жидкости из полости 23 в полость 22.

Шаровой затвор 15 в данный момент находится в неподвижном корпусе затвора 13, зафиксированным совместно с деталями 9, )l и 12 от осевого перемещения разрезным стопорным кольцом 10.

При перемещении. вниз поршень 14 увлекает за собой цилиндрические выступы 19 совместно с ползунами 20, совершающими при этом полный ход возвратно-поступательного движения вдоль паза 21, а шаровой затвор ) 5

Формула изобретения

1. Забойный клапан-отсекатель для насосной эксплуатации скважин, содержащий корпус с кольцевой гидрокамерой, подвижную гильзу, седла, между которыми размещен затвор, выполненный в виде шара с осевым каналом и с цилиндрическими выступами, подвижно связанными с поршнем, образующим с корпусом вторую гидрокамеру, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем обеспечения возможности

его автоматического срабатывания, он снабжен установленной между гидрокамерами кольцевой эластичной диафрагмой и ползунами, а поршень выполнен с пазами под ползуны, причем подвижная гильза зафиксирована от осевого перемещения и образует с корпусом камеру, заполненную сжатым газом.

2. Забойный клапан-отсекатель по п.! отличающийсятем, что фиксатор подвижной гильзы выл!олнен в виде разрезного пружинного кольца, а на наружной поверхности гильзы выполнена кольцевая проточка подпружиненное разрезное кольцо.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР Ф 641876, кл. Е 21 В 43/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2758757/03, кл. Е 21 B 43/00, 1979.

5 88334 поворачивается при этом вокруг своей неподвижной оси на 90 градусов, в положение "Закрыто".

Принудительное открытие клапанаотсекателя при статическом столбе 5 скважинной жидкости Н можно осуществить воздействуя устьевым избыточным давлением от закачиваемой в скважину жидкости наземным агрегатом на кольцевую площадь, определяе- 10 мую диаметрами 0 и D> плоскости 33.

Под воздейСтвием избыточного давления подвижная гильза 9 выходит из зацепления с разрезным стопорным кольцом

10 и перемещается совместно с деталями 11-13 вниз, увлекая за собой шаровой затвор 15 и поворачивая его на

90 градусов в положение "Открыто" (фиг.4} . Таким же образом можно принудительно открыть клапан-отсекатель, воздействуя на подвижную гильзу 9 не давлением жидкости, а канатным инструментом 36, как показано на фиг.4, при этом механическая взаимосвязь всех элементов клапана-отсекателя не изменяется.

Закрыть принудительно клапан-отсекатель можно перемещая подвижную гильзу 9 вверх с помощью канатного инструмента 36 (фиг,3) до установки стопорного кольца 10 в проточку подвижной гильзы 9, при этом шаровой за-. твор 15 повернется на 90 градусов в обратном направлении в положение

"Закрыто".

Если нет необходимости в принудительном закрытии затвора, то из положения, показанного на фиг.4, клапан-отсекатель сам приходит в исходное положение (фиг.21 по мере. сниже40 ния столба скважинной жидкости при работе погружного насоса.

Предлагаемый клапан-отсекатель обеспечивает отсутствие силовой

2 6 пружины, элемента снижающего надежность конструкции; упрощение механизма привода затвора; дополнение к принудительному приводу, т.е. способность автономного срабатывания.

883342

А-А

Фиг. 7

ВНИИПИ Заказ 10148/46

Тираж 630 Подписное фиг. f

Филиал ППП . "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4