Клапанное устройство для скважины

(51)5 Е 21 В 34/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин иоборудования(56) Авторское свидетельство СССРМ 1035197, кл. Е 21 В 34/06, 1983.(54) КЛАПАН НОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к нефтяной промышленности и м.б. использовано при эксплуатации насосной скважины. Цель изобретения - повышение надежности работы устр-ва при эксплуатации насосных скважин. Устр-во содержит полый корпус (ПК) 2 с двумя рядами радиальных каналов 3 и 4 и кольцевыми уплотнениями 5 на внешней поверхности. В нижней части ПК 2 установлено седло 6 с проходным каналом 7, В верхней части ПК 2 размещен основной сильфон (С) 8, который образует с ПК 2 герметичную камеру 9 для сжатого газа. Концентрично в ПК 2 расположен ступенчаИзобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при эксплуатации насосной скважины,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при эксплуатации насосных скважин.На фиг.1 изображено устройство в состава установок насосных скважин; на фиг,2 - пои снижении динамического уровня в моЯО 1694863 А 1 тый шток (СШ) 10, жестко связачный с С 8. Камера 9 имеет зарядное устр-во 11, Под седлом размещен затвор 12, связанный с нижним концом СШ 10, В ПК 2 между первым и вторым рядами каналов 3 и 4 и дополнительным С 16 установлена поперечная перегородка 13 с возможностью образования в ПК 2 двух не связанных между собой камер 14 и 15. Эффективная площадь сечения С 16 меньше, чем у С 8, Расположен С 16 в камере 9 и связан своим нижним концом с верхним концом СШ 10, а верхним концом - с ПК 2. В верхней части ПК 2 над С 16 выполнен ряд дополнительных рэди- альных каналов 17, гидравлически связывающих камеру 18 С 16 с пространством за ПК 2. Площадь сечения СШ равна эффективной площади сечения С 16. После .пуска скважины в работу, при нормальном режиме скважины устр-во находится в закрытом положении. При нарушении режима работы, в частности уменьшении динамического уровня в затрубном пространстве, под действием усилия устр-во приводится в открытое положение и, пропуская скважинную жидкости из внутритрубного в затрубное пространство, ликвидирует колебания динамического уровня. 1 з,п.ф-лы, 3 ил,мент открытия устройства; на фиг.3 - разрез устройства, установленного в скважинной а камере.Устройство 1 включает полый корпус 2 с двумя рядами радиальных каналов 3 и 4 и кольцевыми уплотнениями 5 на внешней поверхности, установленное в нижней части корпуса 2 седло 6 с проходным каналом 7, основной сильфон 8, размещенный в верх 1694863ней части корпуса 2 и образующий с нимгерметичную камеру 9 для сжатого газа,концентрично расположенный в корпусе 2ступенчатый шток 10, жестко связанный ссильфоном 8, зарядное устройство 11 и размещенный под седлом затвор 12, связанный с нижним концом штока 10, устройствотакже снабжено поперечной перегородкой13, установленной в корпусе 2 между первым и вторым рядами радиальных каналовс возможностью образования двух не связанных между собой камер 14 и 15 и дополнительным сильфоном 16 с меньшей, чем уосновного сильфона 8, эффективной площадью- сечения, расположенным в герметичной камере 9 основного сильфона 8 исвязанным своим нижним концом с,верхним концом штока 10, а верхним концом - скорпусом 2, причем в верхней части корпуса2 над дополнительным сильфоном 16 выполнен ряд дополнительных радиальных каналов 17, гидравлически связывающихкамеру 18 дополнительного сильфона 16 спространством за корпусом 2.Площадь сечения штока 10 равна эффективной площади сечения дополнительного сильфона 16,На фиг,2 - 3 представлены также уплотнительные кольца 19, скважинная камера20, колонна НКТ 21, осадная колонна 22,скважинный насос 23.Устройство работает следующим образом,Перед спуском устройства в скважинукамера 9 заряжается на расчетное давлениесжатым газом в зависимости от глубины установки. Затем производится спуск устрой, ства в скважину и установка его. вскважинной камере 20. Под действием гидростатистического давления скважиннаяжидкость по затрубному пространству через каналы 3 действует на сильфон 8. Последний сжимается, двигая шток 10 вверх,при этом затвор 12 закрывает проходноеотверстие 7 седла 6, предотвращая поступление скважинной жидкости из пласта в затрубное пространство через рядрадиальных каналов 4.Уравнения баланса клапана можно описать следующим образом:; Р=Р,Ьф-Зэф)+ Рн Б ф) Рдн(Яэф 3) Рн3 ХРх=0 где Рс - давление заправки сильфонной камеры;30 35 40 45 50 55 Яэф - эффективная площадь нижнего сильфона;эф - эффективная площадь верхнего сильфона;Рн - давление в подъемных трубах, развиваемое насосом;Рцн - давление от динамического уровня скважины;Я - площадь отверстия В и штока 4 в Из уравнения баланса видно, что устройство может открыться при уменьшении динамического уровня в затрубном пространстве.После пуска скважины в работу при нормальном режиме скважины устройство находится в закрь 1 том положении, а при нарушении режима скважины, в частности уменьшении динамического уровня в затрубном пространстве, под действием усилия Р Ьф устройство приводится в открытое положение и, пропуская скважинную жидкость из внутритрубного в затрубное пространство, ликвидирует колебания динамического уровня,Устройство работает в автоматическом режиме и обеспечивает поддержание оптимального значения забойного давления. Формула изобретения 1. Клапанное устройство для скважины, включающее полый корпус с двумя рядами радиальных каналов и кольцевыми уплотнениями на внешней поверхности, установленное в нижней части корпуса седло с проходным каналом, основной сильфон, размещенный в верхней части корпуса и образующий с ним герметичную камеру для сжатого газа, концентрично расположенный в корпусе ступенчатый шток, жестко связанный с сильфоном, зарядное устройство и, размещенный под седлом затвор, связанный с нижним концом штока, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности его работы при эксплуатации насосных скважин, оно снабжено поперечной перегородкой, установленной в корпусе между первым и вторым рядами радиальных каналов с возможностью образования двух не связанных между собой камер, и дополнительным сильфоном с меньшей, чем у основного сильфона, эффективной площадью сечения, расположенным в герметичной камере основного сильфона и связанным своим нижним концом с верхним концом штока, а верхним концом - с корпусом, причем в верхней части корпуса над дополнительным сильфоном выполнен ряд1694863 0 дополнительных радиальных каналов, гидравлически связывающих камеру дополнительного сильфона с пространством за корпусом,2. Устройство пб п.1, от л и ч а ю ще ес я тем, что площадь сечения штока равна эффективной площади сечения дополнительного сильфона,1694863 ставитель Е,Молчанова едактор И,Сегляник Техред М,Моргентал Корректор М чик КНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго л,Гагарина, 101 каз 4141 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5