Устройство для перекрытия скважины

(19) 51) 5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМУ С е бюро по проек ающих машин и ст фо с,б(54) У СКВАЖ (57) Из бываю но для (местно вую тел режиме и газов ращени( Ы ,ос туры пищие верх- иненный ния; соедис системой -а размещенателем (см. -ЯОВРАСЕ 1973 г.),для переправляемых СССР за М. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Особое конструкторскотированию нефтегазодобывоборудования(56) Авторское свидетельство СССРМ 1090853, кл, Е 21 В 33/03, 1984.Каталог" Оборудование для эксплуатации нефтя н ых и газовых скважин с устройвами предупреждения открытыхнтанов, ЦИ КТИХимнефтемаш, - М,: 1989,- 10,СТРОЙСТВО Д ИЯИКЫобретение относится к нефтегазодощей промышленности, предназначеуправления как принудительно и дистанционно) через промыслоемеханику, так и в автоматическом работой фонтанирующих нефтяных ых скважин и обеспечивает предотве загрязнения окружающей среды в Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно предназначено для обеспечения безопасной эксплуатации фонтанирующих нефтяных и газовых скважин, предотвращения загрязнения окружающей среды при аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважин как принудительно (местно и дистанционно), так и автоматическом режиме,Известно устройство для перекрытия скважины содержащая установленные на 2аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважины. Устройство для перекрытия скважины содержит систему управления клапаном-отсекателем, выполненную в виде мультйпликатора, соединенного ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, в низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры, Система имеет соленоидный обратный клапан, связанный с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора. Подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры, При повышении температуры на устье в случае аварийных ситуаций расплавляется плавкая пробка у температурного предохранителя. Ступенчатый поршень мультипликатора перемещается в верхнее положение. Рабочий агент из камеры клапана-отсекателя через трубку управления вытесняется в ступень высокого давления мультипликатора. При этом клапан-отсекатель герметично закрывает ствол скважины, 4 ил. выкидной линии фонтанной ар лотные клапаны высокого, и име ний и нижний поршни и подпр запорный элемент низкого давле ненные сигнальными линиями управления, которая связана с ным в скважине клапаном-отсек ЯОЙРАСЕ СОИТВОе ЕО ЗОВ ЯАРЕТУ КАМЕЯ Саксо СааоцИзвестно также устройство крытия скважины комплекса у клапанов-отсекателей по авт, св1090853 от.1984 года содержащая фонтанную арматуру, установленный в скважине клапан-отсекатель, соединенный через затрубную зону скважины с расположенной на поверхности системой управления, установленные на выкиде фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давления,Эти устройство для перекрытия скв. металлоемки, сложны для монтажа и обслуживания и менее надежны в работе,Эти недостатки обусловлены тем, что в качестве канала для подачи рабочего агента к скважинному клапану-отсекателю используются соответственно два ряда колонн подъемных труб и затрубная эона, В обоих случаях закрытие клапана-отсекателя в аварийных и пожароопасных ситуациях требует большого времени из-за необходимости стравливания давления из большого межтрубного пространства.Предохранительная система обоих комплексов включает в себя металлоемкую, сложную по управлению систему управления с электро- или пневмоприводом, которая менее надежна в работе из-за наличия утечек в местах соединений, Пилотный клапан низкого давления указанных предохранительных систем не позволяет использовать давление самой скважины,Прототипами предполагаемого изобретения являются устройство для перекрытия скважин комплексов управляемых клапанов-отсекателей как отечественной так и зарубежной конструкции, содержащие установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем (см, ВАКЕВ ЕАСТЕВМ О ИЯОИ 1978 - 79 Сатаоц стр. 598 - 609), и "Оборудование для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с устройствами предупреждения открытых фонтанов" (каталог стр, 6 - 16 ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1989 г.), Эти устройства для перекрытия сквтакже как и другие, менее надежны в работе, металлоемки и сложны при монтаже и обслуживании благодаря наличию в составе сложной системы управления и пилота низкого давления, не способного сообщать давление самой скважины с системой управления,Целью настоящего изобретения является повышения надежности работы устройства, за счет возможности использования как принудительного, так и автоматического 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 управления им при одновременном упрощении конструкции и обслуживания,Для достижения этой цели в известной устройство для перекрытия скважины содержащей установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем система управления выполнена в виде мультипликатора, соединенного ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, а низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, связанного с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры.На фиг, 1 показано устройство для перекрытия скважины по изобретению; на фиг, 2 - конструкция пилотного клапана низкого давления; на фиг, 3 - конструкция пилотного клапана высокого давления; на фиг. 4 - конструкция мультипликатора.Устройство для перекрытия скважины по предлагаемому изобретению (см. рис. 1) содержит фонтанной арматуры 1, скважин- ного клапана-отсекателя 2, который соединен с мультипликатором 3 со стороны высокого давления через трубку управления 4, На выкидной линии 5 фонтанной арматуры через вентили 6 установлены пилотные клапаны 7 низкого давления (рис, 2) и высокого давления 8 (рис, 3).Пилотные клапаны 7 и 8, ступень низкого давления мультипликатора 3 и соленоидный клапан 9 соединены между собой сигнальной линией 10, на которой установлен обратный клапан 11 для принудительного ручного открытия скважинного клапана-отсекателя, На сигнальной линии 10 также установлены температурные предохранители 12 для стравливания давления из сигнальной линии в пожароопасных ситуациях.Конструкция пилотного клапана низкого давления (см, рис. 2) содержит цилиндра 13, внутри которого размещена пружина 14, удерживающая нижний поршень 15 в верхнем положении. К цилиндру 13 сверху присоединена гайка 16, к последней - шток 17 для предварительного сжатия на необходимую величину пружины 14 через верхний поршень 18. Между верхним 18 и нижним 15жинного клапана-отсекателя 2, благодаря разности площадей ступенчатого поршня.Для подробного ознакомления с устройством и принципом работы пилотного клапана высокого давления 8 и мультипликатора 3 смотри каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ,Устройство работает следующим образом.После монтажа устья по рис, 1 через 30 35 40 обратный клапан мультипликатора производится заполнение рабочим агентом (маслом) объема трубки управления 4 и мультипликатора 3 (см, рис, 4) ниже ступенчатого поршня, после чего вентиль 6 под 4550 пилотным клапаном низкого давления 7 закрывается. Затем навинчиванием штока 17 (см. рис. 2) производится движение поршней 15 и 18 вниз и обратный клапан 26 удерживается в открытом положении, Далее через обратный клапан 1.1 (см, рис. 1) в ступени низкого давления мультипликатора 3 (см, рис. 4) создается давление, благодаря которому ступенчатый поршень двигаясь вниз вытесняет рабочий агент (масло) из 50 ступени высокого давления в камеру скважинного клапана-отсекателя 2 (см. рис, 1) и последний открывается и удерживается в открытом состоянии. Скважина начинает работать и после стабилизации давления на поршнями образуется герметичная камера"а", соединенная с верхним подводом 19.На поверхности цилиндра 13 имеется разрядное отверстие "в". При контакте поверхности "б" нижнего поршня 15 с 5уплотнителем 20, установленным внутрикорпуса 21, прекращается разрядка камеры"г" через отверстие "в". Внутри корпуса 21размещено седло 22 с уплотнительнымкольцом 23, через которое проходит хвостовая часть нижнего поршня 15,К корпусу 21 сбоку присоединен нижний подвод 24, а снизу - переводник 25,внутри которого размещен обратный клапан 26, предварительно прижатый к седлу 1522 пружиной 27. Соединение корпуса 21 спереводником 25 герметизируется уплотнительным кольцом 28.Конструкция пилотного клапана (см.рис, 3) высокого давления предназначена 20для стравливания давления из сигнальнойлинии 10 при повышении давления на выкиде фонтанной арматуры, которое происходит благодаря разности площадейпрохода седла и прохода переводника (см. 25рис. 3),Конструкция мультипликатора (см. рис.4) имеющего ступень высокого и низкогодавления, обеспечивает любую величинудавления, необходимого для открытия сквавыкиде фонтанной арматуры 1 вентиль 6 под пилотом 7 низкого давления (см. рис, 1) открывается и давление самой скважины через обратный клапан 26, нижний подвод 23, верхний подвод 19 поступает в камеру "а" (см. рис. 2), а через сигнальную линию 10 поступает кступеййнйзкогодавлеййя мультипликатора 3 и соленоидному клапану (см. рис, 1). После этого шток 17 пилотного клапана 7 переводится в верхнее"положение и под действием давления в камере "а" верхний поршень 18 также поднимается наверх до упора штока, а нижний поршень 15 под действием этого же давления остается в нижнем положении, удерживая обратный клапан 26 (см. рис. 2) открытым. В таком состоянии предохранительйая система обеспечивает безопасную эксплуатацию скважины в автоматическом режиме,В случаях возможных аварийных ситуаций:1, Пожароопасных ситуациях (повышение температуры на устье скважины выше допустимой величины) - расплавляется плавкая пробка у предохранителей температурных 12, сигнальная линия 10 сообщается с атмосферой, освобождаются пружины 14 и 27, поршень 15 (см. рис, 2) мгновенно поднимается наверх до упора в поршень 18, обратный клапан 26 закрывается и через отверстие "в" также происходит стравливание давления из сигнальной линии 10,В этом процессе ступенчатый поршень мультипликатора 3 (см, рис. 4) под действием освобожденной пружины и давления в ступени высокого давления возвращается в верхнее положение, рабочий агент из камеры скважинного клапана-отсекателя 2 через трубку управления 4 вытесняется обратно в ступень высокого давлейия мультипликатора 3 и клапан-отсекатель 2 (см. рис, 1) герметично закрЫвает ствол скважины.2. При понижении давления на выкидной линии фонтанной арматуры усилие, удерживающее нижний поршень 15 (см, рис, 2) уменьшается и происходит процесс, аналогичный описанному в и. 1.3. При повышении давления в выкидной линии фонтанной арматуры 1(см. рис. 1) оно действует на площадь (см. рис. 3), открывая проход седла и давленйе в сигнальной линии 10 (см. рис, 1) стравливается, благодаря чему происходит процесс, описанный в и. 1 и клапан-отсекатель 2 закрывается,4. Стравливание давления из сигнальной линии 10 можно осуществить нажатием кнопки соленоидного клапана (см, рис. 1) как местно (устья скважины), так и дистанционного с диспетчерского пункта. что также обеспечит закрытие клапана-отсекателя 2.После каждого закрытия клапана-отсекателя 2 для повторного открытия необходимо повтбрить работу для его первоначального открытия, описанную выше,Изобретение позволяет отказаться от металлоемких и ненадежных в работе систем управления известных устройств для перекрытия скважины, упрощает монтаж и обслуживание.формула изобретен ия Устройство для перекрытия скважины, содержащее установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давлений, имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкогодавления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства путем обеспечения возмож ности использования как принудительного,так и автоматического управления им при одновременном упрощении конструкции и обслуживания, система управления выполнена в виде мультипликатора, соединенного 10 ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, а низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, связанного с пилотными клапанами и ступенью низкого давления 15 мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана. низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фон танной арматуры./иГлОла,Со Уии8 лоГ,са Рь/"ООилЖгл О- ф вафдЯМ Составитель Х.АхмедаТехред М,Моргентал едакт орректор М,Демчи Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СС, Раушская наб., 4/5 ул,Гагарина, 10 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж Заказ 3437 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Ж