Глубинное предохранительное устройство

)4 Е 21 В 34 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ 21) 3689307/22-03(71) Ордена Трудового Красного Знамени производственное объединение "Коминефть"(56) Авторское свидетельство СССР У 1035197, кл. Е 21 В 34/06, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1023166, кл. Е 21 В 34/06, 1981. (54)(57) ГЛУБИННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с радиальными каналами, уплотнительный элемент, гидроцилиндр с подпружиненным поршнем и фиксатором, установленныи с возможностью взаимодействия с поршнем и фиксатором подвижный толкатель с клапаном, имеющимседло и затвор, ограничитель ходатолкателя и канал для сообщения полости толкателя с забоем скважины,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения технологическихвозможностей за счет обеспечениясрабатывания его в эксплуатационныхскважинах, затвор клапана выполненв виде плавающего поршня, образующего с толкателем камеру, внутри которой установлена эластичная диафрагма, причем часть камеры над диафрагмой заполнена буферной жидкостью,а под диафрагмой - сжатым газом.Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для перекрытия скважины с целью предотвращения открытого фонтанирования при нарушении гер метичности устья и проведения ремонта наземного и подземного оборудования.Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения срабатывания устройства в эксплуатационных скважинах.На чертеже схематично изображено устройство в положении, когда сква жина нормально работает.Устройство состоит из корпуса 1.с уплотнительным элементом 2. Внутри корпуса жестко закреплен гидро- цилиндр 3 с пружиной 4, заполненный 20 рабочей жидкостью 5, например смесью глицерина с водой, и закрытый сверху крышкой 6 с винтом-пробкой 7, причем в корпусе устройства выпол. нено отверстие 8 для сообщения по лости гидроцилиндра 3 с полостью 1уплотнительного элемента 2. Внутри гидроцилиндра расположен поршень 9, положение которого зафиксировано Фиксатором 10, также жестко закреп- ЗО ленным на гидроцип нпре, Под поршнем 9 расположен толкатель 11 с клапаном. Толкатель выполнен с упорным выступом и уплотнениями 12 в верхней части, опирающимися на ограничи тель 13 хода толкателя, жестко закрепленный в корпусе устройства. Под упорным выступом в толкателе выполнены радиальные отверстия 14 для сообщения полости толкателя с 40 забоем скважины. Клапан толкателя имеет седло 15 и затвор, выполненный в виде плавающего поршня 16, образующего с толкателем камеру, внутри которой установлена эластичная 45 диафрагма 17. Часть камеры под ди-, афрагмой 18 заполнена с помощью крана 19 сжатым газом, Часть камеры наддиафрагмой 20 заполнена буферной жидкостью, например смесью глицери на с водой. Над уплотнительным элементом 2 смонтирован перепускной клапан 21Корпус устройства посредством муфты 22 соединен с перевод- ником, предназначенным для соедине ния с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) для спуска устройства. В нижней части корпус 1 с помощью переводника соединен с хвостовиком, опирающимся на забой скважины (не показан), при этом длина хвостовика выбирается исходя из требуемой высоты установки устройства. Для сообщения забоя скважины с полостью корпуса 1 и толкателя 11 в корпусе под ограничителем 13 хода толкателя выполнены отверстия 23. Предохранительное устройство может быть спущено и на тросе с помощью ловильного инструмента, В случае необходимости НКТ или трос могут быть подняты на поверхность.Устройство работает следующим образомм.Перед спуском устройства в скважину часть камеры над диафрагмой 20 заполняется буферной жидкостью и отверстие закрывается пробкой 24, Затем через кран 19 часть камеры под диафрагмой 18 заполняется сжатым газом под давлением, определяемым в зависимости от забойного давления, при котором будет происходить фонтанная добыча нефти.Полость гидроцилиндра 3 заполняется рабочей жидкостью 5 через отверстие в крышке гидроцилиндра 6 до фиксации поршня 9 фиксаторами 10 и герметично закрывается винтом- пробкой 7.Перепускной клапан 21 предназначен для самозаполнения колонны в случае спуска устройства на НКТ, так как плавающий поршень 16 прижат к седлу 15 буферной жидкостью, находящейся под давлением, равным давлению сжатого газа, и радиальные отверстия 14 перекрыты.После установки устройства на некотором расстоянии от верхних дыр перфорации эксплуатационной колонны и оборудования устья скважины фонтанной арматурой производят вызов притока из пласта. При этом под действием закачиваемого в скважину агента под давлением, которое выше давления сжатого газа, в полости толкателя плавающий поршень 16 отжимается вниз, открывая отверстия 14. При вызове притока флюида толка- тель 11 находится в крайнем нижнем положении, опираясь на ограничитель 13 хода, а уплотнительный элемент 2 - в сжатом состоянии.В аварийной ситуации или при ремонте устьевого оборудования давле1188307 4по уплотнениям 12 больше площади кольцевого поршня 9), по сравнению с давлением, действующим на уплотнительный элемент взатрубном простран-.5 стве.,ние на устье скважины снижается.На такую же величину снижаетсяи забойное давление, При этом сжатый газ, расширяясь, давит через диафрагму 17 на буферную жидкость, под давлением которой плавающий поршень 16 перемещается вверх и садится в седло 15, перекрывая отверстия 14 в толкателе.В момент перекрытия отверстия 14 10 под действием перепада давленияпод и над толкателем 11 последний (как поршень) перемещается вверх, раздвигает фиксаторы 10 и передает усилие на поршень гидроцилиндра, 15 под действием которого рабочая жидкость из полости гидроцилиндра перетекает через отверстие 8 в полость уплотнительного элемента, при этом пружина 4 в. гидроцилиндре сжимается. 20 Уплотнительный элемент 2, расширяясь, перекрывает затрубное пространство, отсекая поток жидкости, устремившийся по затрубью, при этом устройство срабатывает как гидроусилитель, 25 увеличивая давление, вызывающеерасширение уплотнительного элемента (во столько раз, во сколько площадь толкателя в верхней части в сечении Срабатывание устройства происходит автоматически и практически одновременно происходит надежное перекрытие как трубного, так и затрубного пространства.Для приведения устройства в исходное положение в колонне трубсоздают давление, превышающее давление сжатого газа, при этом плавающий поршень 16 смещается вниз,открывая отверстия 14 и перемещаявниз толкатель 11, а следовательно,движется вниз и поршень 9 под действием избыточного давления в полостиуплотнительного элемента и пружины4. Давление в полости гидроцилиндраснижается и в нее перетекает рабочая жидкость из полости уплотнительного элемента. Таким образом, уплотнительный элемент сжимается, поршень9 фиксируется фиксаторами 10, т.е.устройство возвращается в исходноеположение,