Устройство для перекрытия скважины

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 111819310 Союз Советски кСоциалистическнкреслублнк СВИДЕТЕЛЬСТВУ К .АВТОРСКОМУ(23) Приоритет -Е 21 В 43/12 еииый коми Гео СССР ао Аелам изооретеиий и отирытийБюллетень13 публиковано 07.04. та опубликования описания 17.04.81. Билалов вктель РЕКРЫТИЯ СКВА 4) УСТРОЛСТВ Р. Мухаметгалеев, Р.и Ф. Р Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к устройствам для перекрытия нефтяной скважины, предназначенным для предотвращения открытого фонтанирования при аварийной ситуации, при проведении ремонта, а также для проведения исследований скважины.Известно устройство для перекрытия скважины, содержащее корпус с осевым и радиальным каналами, концентрично размещенный в нем поршень с обратным клапаном, причем поршень образует с корпусом верхнюю и нижнюю камеры 1,Указанное устройство обеспечивает как мгновенное, так и автоматическое перекрытие колонны труб. Однако открытие сечения труб автоматически произвести невозможно, в этом случае требуется использовать спец- агрегаты для создания импульса давления с поверхности для открытия скважины. Таким образом,указанное устройство полуавтоматическое. К недостаткам его следует отнести и необходимость перерегулировки его при смене условий эксплуатации, что требует подъема устройства на поверхность вместе с колонной труб, а также наличие золотника, возвращаемого в исходное полой, что снижает надежност жение пружино ь устройства.Наиболее близким решением из известных является . устройство для перекрытия скважины, содержащее пакер с клапаном, корпус с каналами, внутри которого размещен поршеньобразующий с ним связанную с приемом глубинного насоса верхнюю камеру и нижнюю, связанную с затрубным надпакерным пространством скважины, и хвостовик 2).Недостатком указанного устройства является низкая надежность управления работой его.Целью настоящего изобретения является повышение надежности управления работой устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено штоком с толкателем, установленным.на корпусе с возможностью осевого перемещения, отсекающим клапаном, установленным в корпусе, причем в последнем выполнены кольцевая коническая проточка под поршень и каналы для сообщения надпакерного пространства с подпакерным пространством скважины, а поршень жестко связан со штоком и выполнен с заглушкой в верхней части и с осевым каналом, в котором установлен шаровой клапан, и ра-диальным каналом для сообщения верхней и нижней камер, причем толкатель установлен с возможностью взаимодействия с отсекающим клапаном.На фиг.- продольный разрез устройства; на фиг, 2 - разрез А - А фиг, 1; на фиг, 3 - разрез Б - Б фиг. 1.В эксплуатационной колонне 1 установлен оставляемый пакер 2, имеющий клапан 3, который закрывается, например, пружиной 4 (при применении устройства для исследований скважины клапан 3 и пружина 4 могут не устанавливаться).Узел перекрытия содержит хвостовик 5, уплотненный коническим (металл по металлу) уплотнением в пакере 2 и свободно сажаемый на него; при этом клапан 3 Открыт.На хвостовик 5 навернута муфта перекрестного потока 6 с отсекающим клапаном 7, разделяющим в исходном положении обводной а и встречный в каналы для прохода жидкости из подпакерной полости 1 в затрубную полость 11. Сверху путь потоку жидкости преграждает глухой переводник 8, имеющий фильтр с.Узел управления содержит патрубок 9,выполненный ступенчатым с расширенной цилиндрической верхней частью и радиальной прорезью д. Корпус содержит муфту перекрестного потока 6, переводник 8 и патрубок 9, в котором размещен полый поршень 10 с радиальными отверстиями е. Поршень 10 уплотнен в исходном положении коническими поверхностями: своей и патрубка 9, сверху заглушен пробкой 11 и имеет обратный шаровой клапан 12. С помощью винта 13 к поршню 10 прикреплен Г-образный шток 14 с толкателем 15, взаимодействующим с отсекающим клапаном 7. Диаметр поршня 10 больше,чем диаметр отсекающего клапана 7.К патрубку 9 навинчен цилиндр насоса16 с плунжером 17 и нагнетательным клапаном 18, ниже которого расположена подпоршневая полость 111. Детали 10, 11, 12 в сборе с патрубком 9 служат всасывающим клапаном насоса 16.Устройство работает следующим образом.При запуске насоса и ходе плунжера 7вверх в полости 111 создается разряжение, Давлением жидкости, поступающей через фильтр с из полости 11,шар 12 поднимается, а поскольку отверстия е перекрыты, жидкость давит на пробку 11 и поднимает поршень 10. Вместе с поршнем 10 поднимается Г-образный шток 14, толкатель 15 поднимает отсекающий клапан 7, и жидкость из полости 1 через каналы а и в попадает в полость 11. Таким образом отсекающий клапан автоматически открывается.Поршень 1 О поднимается до тех пор, пока отверстия е не выйдут в расширенную 193104часть патрубка 9. При этомжидкость изполости 11 попадает в полость 111, Такимобразом, в такте всасывания полости 1, 11и 111 соединены между собой, и жидкость изпласта поступает на прием глубинного насоса,При ходе плунжера 17 вниз (такт нагнетания) давление с полости 111 возрастает(за счет столба жидкости в насосно-компрессорных трубах), и шаровой клапан 12 закрывается. Под давлением столба жидкости30 в насосно-компрессорных трубах поршень 10принудительно возвращается в нижнее (исходное) положение. При этом Г-образныйшток и толкатель 15 также движутся вниз,отсекающий клапан 7 закрывается, автоматически и мгновенно разобщая полости 1и И.При работе глубинного насоса поршень10 движется синхронно с плунжером 17 глубинного насоса и посредством Г-образногоштока 14 управляет отсекающим клапаном 7.М При подъеме устройства вместе с колоннойтруб и насосом (например, для ремонта глубинного насоса) клапан 3 закрывается, прекращая поступление жидкости из пластаи полости 1 в полость 11. Тем самым отпадает необходимость глушения скважины.Устройство без изменения существа изобретения может быть применено с любым типом глубинного насоса. При этом, если этонасос с центральным всасывающим клапаном, то схема компановки устройства в сквазо жине остается без изменений, как показанона фиг. 1. Если же применяется насос с боковым всасывающим каналом - (например,серийно выпускаемые электроцентробежныенасосы), то такой насос устанавливаетсявместо переводника 8, т. е, узел управления(детали 9, 10, 11, 12, 13) устанавливаются нанагнетательной линии глубинного насоса,а узел отсекания (детали 2, 3, 4, 5, 6, 7) -ниже насоса; шток 14 удлиняется, а детали 16, 17, 18 неставятся. Работа устройства4 о при этом аналогична вышеописанной; устройство открывает подпакерную полость 1при запуске и закрывает при остановке работы глубинного насоса,Устройство имеет следующие преимущества,4 1. Применимо с любыми типами глубинных насосов (штанговыми, гидропоршневыми, электроцентробежными, винтовыми ит. д,),2. Процессы закрытия и открытия отсекающего клапана происходят автоматическиза счет использования энергии потока, создаваемого глубинным насосом; необходимость использования дополнительных управляющих механизмов, узловэлектроприводных устройств, специальных насосов ид т. и. отпадает.3. Процессы закрытия и открытия отсекающего клапана происходят мгновенно, синхронно с движением плунжера. Это даетзакрывать скважину до заполнения ее жидкостью, т, е. устранить необходимость подвоза емкостей для сбора газированной жидкости из скважины перед демонтажом оборудования; получать качественные кривые восстановления давления при исследованиях скважины, с неискаженным влиянием притока жидкости вствол скважины начальным участком; циклически воздействовать на пласт с целью очистки призабойной зоны,4. Обладает повышенной надежностью в силу того, что в нем нет пружин, поршень передвигается принудительно под большим давлением, вероятность заклинивания минимальна.5, Применение шаровых самоустанавливающихся клапанов увеличивает долговеч ность устройства.6. Устройство характеризуется простотой регулировки; необходимость перерегулировки при смене условий эксплуатации скважины (изменении пластового давления, обводненности и т. д.) отпадает.7. Применение устройства не требует переделки серийно выпускаемого оборудования и не ограничивает габаритов глубинных насосов.8. Конструкция клапанов не усложняется и количество их не увеличивается: клапан 18 - нагнетательный клапан насоса - имеется в любой из технологических схем насосов; клапан 12 (совместно с деталями 9, 10, 11) является всасывающим клапаном и также является неотъемлемой частью любо- ЗО го насоса; клапан 7 - отсекающий клапан, является неотъемлемой частью любого типа отсекателя; клапан 3 - створчатый клапан отсекателя (для целей исследования скважин может не устанавливаться).9. Устройство позволяет производить наземный и подземный ремонты скважин без глушения, предотвращать аварийные фонтанные проявления (например, при обрыве полированного штока) и улучшить условия охраны окружающей среды,формула изобретенияУстройство для перекрытия скважины, содержащее пакер с клапаном, корпус с каналами, внутри которого размещен поршень, образующий с ним связанную с приемом глубинного насоса верхнюю камеру и нижнюю, связанную с затрубным надпакерным пространством скважины, и хвостовик, отличаю щееся тем, что, с целью повышения надежности управления работой устройства, оно снабжено штоком с толкателем, установленным на корпусе с возможностью осевого перемещения, отсекающим клапаном, установленным в корпусе, причем в последнем выполнены кольцевая коническая проточка под поршень и каналы для сообщения надпакерного пространства с подпакерным пространством скважины, а поршень жестко связан со штокоми выполнен с заглушкой в верхней части и с осевым каналом, в котором установлен шаровой клапан, и радиальным каналом для сообщения верхней и нижней камер, причем толкатель установлен с возможностью взаимодействия с отсекающим клапаном.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР441397, кл. Е 21 В 43/12, 11,02.69.2. Нугаев Р, Я. и др, К вопросу повышения эффективности применения пакеров-отсекателей, реферативный научно-технический сборник Машины и нефтяное оборудование. М., ВНИИОЭНГ, И 3, 1973.ь В. Бойкас Составите ик Техред А. Б Тираж 627 ПИ Государственного делам изобретений Москва, Ж - 35, Рау П Патент, г. Ужгоискина Корректор Е. Рошко Подписное комитета СССР и открытий шская наб., д. 4/5 род, ул. Проектная