Скважинное клапанное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХ Е 21 В 34/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 583346, кл, Р 16 К 17/34, 196.2, Справочник по эксплуатациинефтяных месторождений, Ч. 1, И.,(54)(57) СКВАЖИННОЕ КЛАПАННОЕУСТРОЙСТВО, содержащее эксцентрично установленный относительно колонны подъемных труб корпус, внутри которого установлены седло и подпружиненный сверху затвор, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства при эксплуатации скважин глубинными насосами, оно снабжено жестко связаннык с нижней частью затвора хвостовиком с каналас ми и подпружиненным стаканом с шариковым фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с корпусом и хвостовиком.110284Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и моат быть использовано во всех нефтяных скважинах, оборудованных глубинными насосами (ЭЦН, ШГН).ф 5Известно клапанное устройство,в полости которого имеется полостьподачи рабочей среды, где расположен подвижный шток с сильфоннымприводом, нагруженный пружиной. Шток 1 Ос коническим выступом перемещаетсявдоль оси закрывающего стакана срасходными отверстиями, нагруженныйпружиной. Закрывающий стакан с коль- -цевым выступом взаимодействует с 15уплотнительным элементом в диафрагме.В последней имеются отверстия. Диафрагма устйновлена со стороны входного патрубка. Закрывающий стаканснабжен хвостовиком с коническимвыступом, который взаимодействуетс упругими элементами в форме лепестков, снабженных захватами. Усилияпружин выбраны из условия срабатывания. Такое выполнение устройстваобеспечивает многократность срабаты-вания устройства при периодическихизменениях давления. В данном клапане при перепаде давления происходитперекрытие магистрали 1Недостатком указанного устройстваявляется трудность в регулировкеупругих элементов, которые при большом усилии могут заклиниться, прималых усилиях возможен отказ в фиксировании, Из-за большой периодичности диапазона изменения давленийв нефтяных скважинах применениесильфона и диафрагм невозможно. Большие габаритные размеры не позволяют 40использовать клапан в скважинах инет гарантий надежной герметичностизакрытия при наличии абразивныхчастиц и парафина,Наиболее близким к предлагаемомуявляется скважинное клапанное устройство, содержащее эксцентричноустановленный относительно колонныподъемных труб корпус, внутри которого установлены седло и подпружиненный сверху затвор 1.23Недостатком известного клапанного устройства являются ограниченные технологические возможности при эксплуатации скважин глубинными на сосами, поскольку оно не обеспечивает работу в режиме циркуляционного-клапана при глушении и промывке 98 2нефтяных скважин, а также невозможен слив жидкости при подъеме. колонны подъемных труб.Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства при эксплуатации скважин глубинными насосами.Указанная цель достигается тем, что скважинное клапанное устройство, содержащее,эксцентрично установленный, относительно колонны подъемных труб корпус, внутри которого установлены седло и подпружиненный сверху : затвор, снабжено жестко связанным с нижней частью затвора хвостовиком с каналами и подпружиненным стаканом с шариковым фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с корпусом и хвостовиком.На чертеже изображено скважинное клапанное устройство, общий вид.Устройство содержит колонну подъемных труб 1, корпус 2, эксцентрично установленный относительно колонны подъемных труб 1, внутри корпуса 2 установлены седло 3 и затвор 4, выполненный в виде конуса с углом конусности 30 , подпружиненный сверху пружиной 5,.Корпус 2 имеет радиальные отверстия 6, цилиндрический выступ 7, стакан 8, подпружиненный пружиной 9 и имеющий шариковый фиксатор 10, нижнюю пробку 11 с отверстием 2, верхнюю герметизирующую пробку 13. Нижняя чдгт, ч - вора 4 связана с хвостовиком 14 с каналами 15 для прохода жидкости и газа и имеет выступ 16. Клапанное устройство устанавливают в скважине вьппе глубинного насоса. В стакане 8: выполнено отверстие 17.Устройство работает следующим образом.При эксплуатации нефтяных скважин глубинными насосами давление в затрубном. пространствеувеличивается умеренно, превышая давление в колонне подъемных труб. По мере возрастания давления в эатрубном пространстве, способного пересилить вес затвора 4, силу пружины 5 и трения шариков его фиксатора 10, затвор 4 открывается не на полную высоту, шариковый фиксатор 5 скользит по хвостови- . ку 14. Давление из затрубного про" странства эффектом фонтана стравливается в колонну подъемных труб, При этом устройство работает как регулятор режима работы глубинных3 11028насосов, увеличивая депрессию на нефтяной пласт . После выравнивания давления в затрубном пространстве и колонне подъемных труб под действиемсилы пружины 5, затвор 4 круглогоосечения с углом консуности 30 садится на острую кромку седла 3. Этосоздает надежную герметичность в результате самопритирания. При этомисключается негерметичность при 0наличии парафина и абразивных частицв рабочей среде.При промывке и глушении скважинперед извлечением глубинных насосовзакачиваемая жидкость из затрубногопространства через отверстия 2 117и 15 поднимает затвор 4 максимально с хвостовиком .14, За хвостовиком14 под действием пружины 9 поднимается стакан 8 с шариковым фиксатором 10,;выходящим из зацепления с выступом7 корпуса 2. Стакан 8 входит в зацепление с выступом 16 хвостовика 14,под действием пружины 9 затвор 4остается открытым и работает как слиВ"ной клапан.При необходимости закрытие устройства осуществляется закачкой жидкостинасосным агрегатом в колонну подъемных труб. Жидкость, проходя черезотверстие 17, давит на стакан 8, который сжимает пружину 9, шариковый фиксатор 10 утапливается в выступе 7корпуса 2, пропуская хвостовик 14.вниз, и устройство закрывается зат 35вором 4 с углом конусности 30,упираясь в острую кромку седла 3.Этим создается надежная герметичностьв результате самопритирания, причемисключается негерметичность при на 40личин парафина и абразивных частицв рабочей среде.Устройство работает как циркуляционный клапан и при глушении скважинв случаях отсутствия циркуляции через45глубинные насосы.При работе устройства как регулятора режима увеличивается производительность глубинных насосов, темсамым увеличивают депрессию на нефтяной пласт, уменьшают вредное воз 50действие попутного газа на работуглубинных насосов. При работе в качестве сливного клапана сокращает 98 а ся время подъема глубинных насосовпри подземном и капитальном ремонтескважин, а также устраняется возможность разлива нефти в жидкости. Приработе в качестве циркуляциоиного клапана на скважинах., где нефтяныепласты с плохой проницаемостью, при отсутствии циркуляции через глубинные насосы создается возможностьглушения и промывки перед подземным и капитальным ремонтом скважины. Таким образом, клапанное устройство, постоянно закрытое от циркуляции из колонны подъемных труб, создает нормальные условия эксплуатации, исследования и контроля за работой глубинных насосов. В устройстве предусмотрена надежная герметичность системы при наличии парафина и абразивных частиц за счет выполнения угла конусности затвора 30 О Отверстие седла затвора выполнено с острой кромкой, т.есамопритирающимся. Устройство открывается и закрывается автоматически при перепаде давления в затрубном пространстве скважины и в колонне подъемных труб. Клапанное устройство просто изготовить, малогабаритные размеры позволяют устанавливать его во все нефтяные скважины существующих конструкций, зксплуатирующихся глубинными насосами, Клапанное устройство многофункционально. При работе регулятора режима оно создает стабильность в работе глубинных насосов, при низких динамических .уровнях в скважине улучшается охлаждение электропогружного двигателя за счет дополнительного потока нефтегазовой смеси, проходящего через клапанное устройств, что дает увеличение межремонтного периода работы электроцентробежного насоса. Кроме того, применение клапанного устройства обеспечивает снижение давления промывки, тем самым экономит время, необходимое для промывки скважины. Исключается разлив зидкости при подъеме насосно"компрессорных труб, что сокращает время спускоподъемных операций и обеспечивает безопасные условия труда, ЗНИИПИ Заказ 4919/21 Тираж 5 б 5 Подаиаое Ювфилиал ППП ППатежтф, г.Ужгород, ул.Проекзмай, 4