Клапанное устройство для глубинной насосной установки

СОК)3 СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 93 А РЕСПУБЛИК 1 В 34/06 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОР Изобретение ооборудованию и мпри добыче нефтинасосами (ПЭ Н),Целью изобретние функциональнного устройствавозможности прямпри заданных расхНа фиг, 1 данаства (соответствуена фиг, 2 - разрез яется расширеностей клапанобеспечения яции жидкости ения явлх возмож путем ои циркулодах.схема клапт разрезуБ-Б на фи анного устрой- А-А на фиг, 2), г,2; на фиг,3 -ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(56) Рационализаторские предложения иизобретения, рекомендуемые Министерством нефтяной промышленности для внедрения на предприятиях отрасли, Серия"Нефтепромысловое дело", М.; ВНИИЭОНГ, 1987, вып, 2, с, 6-7, рис, 4,Реклама ВДНХ, Комбинированный клапанный узел для УЭЦН, М,: ВНИИОЭНГ, 1 ч.3461. Тот 27.07,84,(54) КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБИННОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ(57) Изобретение относится к скважинномуоборудованию и может быть использованопри добыче жидкости погруженными электронасосами, Устройство содержит корпус ссоосно расположенными в нем верхним инижним клапанами, состоящими каждый изшара и седла соответственно. В корпусе надверхним клапаном установлена камера сподпружиненным штоком, нижний конецкоторого выведен из нее и пропущен через тносится к скважинному ожет быть использовано погруженными электро седло верхнего клапана ниже его рабочеи кромки, Полость корпуса сообщается свободным каналом с полостью трубной колонны, входящей в компоновку глубинной насосной установки, Через верхний клапан и радиальный канал полость корпуса сообщена с межтрубным пространством скважины, а через нижний клапан с полостью погруженного злектронасоса. Расстояние между верхним и нижним клапанами в корпусе регламентируется величиной расхода жидкости через устройство при прямой ее циркуляции, Клапанное устройство имеет камеру с. подпружиненным штоком, нижний конец которого выведен из камеры и пропущен через седло верхнего клапана ниже его рабочей кромки, которая расположена над нижним клапаном на определенном расстоянии, регламентируемом расходом жидкости при ее прямой циркуляции. Клапанное устройство обеспечивает возможность прямой циркуляции при заданных расходах жидкости, что обеспечивает расширение функциональных возможностей, 6 ил. показано положение верхнего шарового затвора при достижении предельного расхода жидкости через полость устройства при прямой циркуляции из НКП в МП; на фиг. 4 - положение верхнего затвора в позиции "Закрыто" при опрессовке НКТ или в момент остановки ПЭН; на фиг, 5 - положение шариковых затворов при работе ПЭН; на фиг, 6 - график приращения давления в НКТ при гидроударе в момент закрытия верхнего шарового затвора при отсутствии подпружиненного штока (прямые 1,2,3,4,5 соответ1810493 30 35 40 45 50 ствуют диаметрам и толщине труб 60 х 5, 73 х 7, 73 х 5,5, 89 х 8, 89 х 6,5 мм, Приращение давления в НКТ - ЬР 1, Ь Р 2,ЬРз, Ь Р 4, ЛРь за пол н я ем ых жидкостью с удельным весом 1000, 12000, 13000, 1400, 1500 кг/м с, с расходом О 10 м /с,Клапанное устройство (фиг. 1 и 2) состоит из корпуса 1 с соосно расположенными верхним клапаном, включающим шаровой затвор 2 и седло 3, и нижним клапаном, включающим шаровой затвор 4 и седло 5.В корпусе 1 над верхним клапаном установлена камера 6 со штоком 7, подпружиненным пружиной 8, Нижний конец штока 7 выведен из камеры 6 и пропущен через седло 3 ниже его рабочей кромки,Полость 1 сообщается свободным каналом 9 с полостью колонны.НКТ(не показана), входящей в компоновку глубинной насосной установки.Через верхний клапан и радиальный канал 10 полость корпуса сообщается с межтрубным пространством скважины. а через нижний клапан с полостью погружного электроприводного насоса (не показан).Затвор 2 размещают в полости корпуса 1 на расстоянии от седла 3, определяемом величиной заданного расхода жидкости,Пример расчета расстоянияот седла до затвора: величинаможет быть определена из выражения где йщ - радиус шара (м),рш и Рж - удельный вес материалашара и жидкости (кгс/м );Ож - максимальный расход жидкостичезоез клапан в режиме прямой циркуляции(м /с);а - ширина бокового окна (м) при ихколичестве, равном 4;к - постоянная величина для даннойконструкции клапана, определяемая эмпирически иэ условияК = р ч = сопят = 860,23где р - давление нэд шаром (Па).ч - средняя скорость потока над шаром=0,032 мКлапан работает следующим образом.В процессе спуска в скважину клапанного устройства в компоновке с НКТ и ПЭНшариковые затворы 2 и 4 находятся в нижнем положении и жидкость из МП через10 каналы 10 и 9 поступает в полость НКТ, Позавершении спуска компоновки на заданную глубину производят опрессовкуНКТ,для чего подают жиэдкость в Н КТ с расходомне ниже(6-8) 10м /с. Шарик 2 поднимает 15 ся до контакта со штоком 7(фиг,3) и плавноперемещает его внутрь камеры 6, при этомиэзбыток жидкости из камеры 6 вытесняется в канал 10, Движение шарика 4 перекрещивается после установки его в рабочей20 кромке седла 3 (фиг. 4). Не прекращая закачки жидкости поднимают давление, необходимое для опрессовки НКТ,При рабочем режиме ПН шарики 2 и 4занимают верхнее положение (фиг, 5), канал25 10 закрыт, а нагнетаемая ПН жидкость подается по каналу 8 в полость НКТ При отключении ПН шарик 4 падает а нижнее седло 5, а верхний шарик 4 остается прижатым к верхнему седлу 3 (фиг, 4), При выравнивании давления в МП с давлением в НКТ верхний шарик 2 падает на шарик 4 (фиг. 1) и в таком положении могут осуществить как пзоямую циркуляцию (с расходом до 6-8 10 м /с), так и обратную без ограниче-зния расхода, В таком положении клапана осуществляется слив жидкости из НКТ при извлечении ПН из скважины, при этом жилкость вытекает из НКТ в МП по каналам 9 и 10.Надежность слива из НКТ при их подьеме обеспечивается тем, что при повышенной скорости подъеме трубной компоновки шар 2 поднимается до упора в торец штока 7, но не перекроет седло 3, Прямая циркуляция обеспечивается расстоянием от верхнего шара 2 до седла 3 и силой пружины 8,Формула изобретения Клапанное устройство для глубинной насосной установки, содержащее корпус с верхним и нижним соосными клапанами, полость Которого сообщена открытым с колонной насосно-компрессорных труб, через нижний клапан - с глубинным насосом, а через верхний клапан и радиальный канал корпуса - с межтрубным пространством, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности прямой циркуляции жидкости с заданным расходом, оно снабжено камерой, заглушенной сверху, и с подпружиненным штоком, при этом камераразмещена в корпусе над его радиальным каналом и над верхним клапаном, а нижний конец штока размещен в осевом канале седла верхнего клапана.1810493 Фиг ХСоставитель А,АбрамовТехред М.Моргентал ректор С.Патрущ Редак Тираж ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4(5 аказВН Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина 1