Автоматическое глубинное устройство для перекрытия ствола скважины

 

ОП ИСАЙ ИЕ

И ЗОЗ РИТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1 1)977719

Союэ Соввтсннк

Соцмалнетнчееннк

Ресяубл (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 16.02.81 (2l ) 3247566/22-03 с присоединен нем заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень Эй 44 (5l)A%. Кл, Е 21 В43/00

Ввударетапнв1 комятет

CCCP во демам яаебретенкя н открытка (53) УД К622. .276Л (088.8) Дата .опублнковання опнсання 30. 11.82 ю

Л"В. А. Бехуалов, Л. И. Ломшин и С. В. ШафРвн

/р ( ф

Пермский государственный научно-исследовате вский . и проектный институт нефтяной промышленности (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ ГЛУБИННОЕ УСТРОЙСТВО

Д.ЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к конструкциям глубинных устройств, которые автоматически произв одят перекрытие ствола скважины после прекращения отбора жидкости из скважины как при фонтанном, так и при механизированном способе ее добычи.

Известно устройство для перекрытия ствола скважины, содержащее помещен"ый в "а"ере корпус с размещенным в о нем подпружиненным стаканом, клапанный узел и уравнительные клапаны. Устройство свободно помещено в пакере, а итапанпанОВ cMQHTEpoBBHbI в самостоятельном 15 корпусе, присоединенном к нижнему кон цу пакера, причем в подвижном стакане выполнено гнездо, в крторое посажено замковое устройство, снабженное штуцером (1) . го

Известное устройство обеспечивает перекрытие ствола скважины автоматически при увеличении дебита выше оптимального и позволяет производить работы по ремонту глубинного оборудования скважины без ее глушения. Однакоодля пуска скважины в эксплуатацию, оборудованной вышеунаэанним устройством, в колонне люфтовых труб необходимо создавать избыточное давление или на скребковой . проволоке опустить в скважи= ну грузик, который ставит верхний уравнительный клапан в положение «Открыто», т.е. устройство является полуавтомати-. ческим, так как не обеспечивает автома тического открытия клапана для прохода добываемой жидкости при пуске скважи ны в работу.

Наиболее близким к предлагаемому является автоматическое глубинное уст"ройство для перекрытия этвола скважины перед подземным ремонтом, включающее устанавливаемый на пакере цилиндричео мещенным внутри него подпружиненным золотникам и упорным элементом.

3 9777

При эксплуатации скважины давление над пакером уменьшается иэ-эа понижения уровня жидкости в скважине. В реэуль тате увеличения перепада давлений ниж° ний поршень, преодолевая усилие нижней, S пружины, перемещается вверх, пока вилка не поднимет золотник и не сообщит подпакерное пространство через отверстия в корпусе с внутренним пространством устройства. Вследствие увеличения .. f0 давления жидкости во внутреннем просъранстве устройства золотник, преодолеsas усилие верхней пружины, поднимается еше вьпце, пока подпакерное пространство не сообщится с надпакерным. С это- 1S го момента начинается движение жидкос ти через устройство.

Когда насос в скважине остановлен или остановлена скважина, эксплуатируемая фонтанным способом, расход жидкости 20 через глубинное устройство уменьшается.

Соответственно уменьшается и зазор между эолоиппсом и отверстиями патрубка до тех пор, пока золотник под действием собственного веса и усилия нружины, пе-- 2S рекрыв отверстия, не разобщит пространство иад пакером и под ним. После этого скважина готова к подземноМу ремонту, Известное устройство является полностью автоматическим, так как оно обес.З0 печивает перекрытие ствола скважины щж прейращении отбора из нее жидкости и соединяет noppazepaoe пространство с надпакериым при пуске сквамаппа в рабо ту без проведения каких либо дополнительных операций t 2). . Однако известное устройство для пере- крытия ствола скважины имеет существ венные недостатки. Во время добычи иащкостн из скважины верхняя пружина щ постоянно находится в максимально нагруженном состоянии и подвергается циклическим зиакопеременным им рузкам.

Это может привести к преждевременно> выходу пружины иэ строя иу ейк слЮь ц ствие, к уменьшению срока службы устройства в целом.

Работа устройства связана со значительными осевыми перемещениями под пружиненного золотника и штока, связав- 0 ного с нжнащм поршнем, Поэтому в процессе эксплуатации известного устройства происходит быстрый износ трущихся поверхностей, что в конечном счете при водит к нарушению герметичности сопря, жеиий между нижним цилиндром с нижним поршнем и упорным элементом со штоком.

Нарушение герметичности хотя бы в одном, 19 4 из указанных сопряжений приводит к тому, что замкнутая полость, образованйая внутренней поверхностью корпуса и огра ниченная упорным элементом (упорным диском) и дном корпуса, поступенно заполняется откачиваемой из скнажины аг рессивной жидкостью. А при заполнении вышеуказанной полости откачиваемой из скважины жидкостью нижний поршень

«заклинивается» в нижнем положении и устройство выходит из строя.

Кроме того, известное устройство сложно по конструкции и имеет достаточ» но много сопряжений, точность изготов- ,ления которых влияет на работоспособ ностьь устройства.

Цель изобретения - повышение надеж юсти работы устройства путем предотвращения заклинивания упорного элемента 9

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем ус ааааливаемый на пакере цилиндрический корпус с радиальными каналами с размещенными внутри него подпружиненным золотником и упорным элементом, последний выполнен в виде диафратмы, а сопрягаемые поверхности золотника и корпуса выполнены конусными, причем золотник имеет аксиальный канал.

На чертеже приведена схема уствойст; aa для перекрытия ствола скважины.

Устройство содержит устанавливаемый на пакере 1 корпус 2 с радиальными отверстиями 3, в котором размещен подвижный золотник 4 с аксиальными каналами

5, который жестко связан с эластичной диафрагмой 6, подпружиненной со стороны глухого дна корпуса 7 пружиной 8.

Устройство работает следующим обраэоме

После спуска насоса в скважину на задающую глубину и пуска его в работу давление в пространстве над пакером, а следовательно и диафрагмой, уменьшаеэся из-еа понижения уровня жидкости в скважине. В результате под действием усилия пружины 8 диафрагма 6 перемешается вверх и перемещает вверх жест ко связанный с ней подвижный золотник

4. С этого момента начинается движение пластовой жидкости через радиальные отверстия 3, аксиальные каналы 5 и через скважину - на поверхность, т.е. начинается эксплуатация скважины.

После остановки насоса давление в пространстве над пакером, а следовательно и диафрагмой, увеличивается за

5 977 счет повышения уровня жидкости в сква жине. В результате диафрах ма 6 перемещается вниз, преодолевая сопротивление пружин 8, и перемещает подвижиый золотник 4, который перекрывает радиальяае отверстия 3, выполненные в корпусе

2. При этом подпа"..ерное пространство разъединяется с надпакеркЬм, скважина перекрыта.

Благодари тому, что тореп корпуса со стороны пружины выполнен глухим, а эластичная диафрагма обеспечивает на» дежную герметизацию полости, образованную внутренней поверхностью корпуса, его дном и диафрагмой, скважинная жид- >> кость не попадает в эту полость и тем самым полностью исключается заклинив ание подвижных частей устройства.

Вместе с тем соединение эластичной диафрагмой одной стороной с золотником а другой - с его пружиной в совокуп ности с наличием аксиальных сквозных каналов в золотнике, кроме надежной герметизалии внутренней полости устройства, обеспечивает его надежную работу при минимальном числе его леталей, чем обеспечивается одновременно и упрощение его конструкиии.

Использование предлагаемого изобре- . тения уменьшает количество подземных

719. б ремонтов по замене устройства, увеличи» вает текущую нефтедобычу и умеиыпает стоимость устройства.

Формула изобретения

Автоматическое глубинное устройство для перекрытия ствола скважины, вклюающее устанавливаемый на пакере пи лами с размещенными внутри него под пружиненным золотникам и упораааа элементом, отличаюшеес ятем, что, с аделью повышения надежности ра боты устройства путем предотвращения заклинивания упорного элемента, последний выполнен в виде диафрагмы, а сопрягаемые поверхности золотника и корпуса выполнены конусными, причем золотник имеет аксиалыый канал.

Источники ииформапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 432278, кл. Е 21 В 43/12, 1968.

2. Авторское смщетельство СССР

% 184207 кл. Е 21 В ЗЗ/12, 1965 (прототип).

977719

Составитель В. Борискина

Редактор Н, Кешеля Техред А.Бабинец Корректор

Л. Бокшан

Заказ 9155/43 Тираж 623 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж38, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4