Устройство для перекрытия труб ниже вставного насоса

 

Использование: в нефтяной промышленности, а именно в устройствах для перекрытия скважин при их ремонте. Обеспечивает повышение надежности работ устройства. Сущность изобретения: устройство включает корпус с седлом, к корпусу прикреплен патрубок. В патрубке размещен запорный элемент. К насосу прикреплен толкатель с радиальными отверстиями. Верхняя часть запорного элемента выполнена конусной с углом конусности меньше 9^o. Нижняя часть толкателя выполнена в виде воронки, охватывающей верхнюю часть запорного элемента для заклинивания последнего в толкателе. Это необходимо для обеспечения поступления скважинной жидкости в насос и для закрытия седла прикладываемой к запорному элементу силой отрыва его от толкателя при срыве насоса. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для перекрытия труб ниже вставного насоса, и может использоваться для предотвращения фонтанирования при ремонте скважин без их глушения.

Известно устройство для перекрытия труб, включающее корпус с седлом, запорный элемент с толкателем и узел управления запорным элементом в виде заполненного сжатым газом сильфона или цилиндра с поршнем (а.с. СССР 1135896 и 1143829 кл. E 21 В 34/06). Они могут использоваться для перекрытия труб при остановке насоса и проведении ремонтных работ, однако не нашли применения из-за сложности конструкции и ненадежности в работе.

Известно устройство для перекрытия труб ниже насоса, включающее корпус с седлом, запорный элемент в виде подпружиненного шара, шток с фигурными пазами, опорную гайку со штырями и прикрепленный к насосу толкатель (патент РФ RU 2049225 кл. 6 E 21 В 34/06). Недостатками его являются сложность конструкции, необходимость подгонки длины насоса и его кожуха из-за ограниченности хода запорного элемента и недостаточная надежность работы пружины в агрессивной среде скважинной жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для перекрытия труб ниже вставного насоса, включающее корпус с седлом, прикрепленный к корпусу патрубок с поплавковой камерой, запорный элемент с газонаполненным поплавком и прикрепленный к насосу толкатель с радиальными отверстиями (а.с. СССР 1265291 кл. 4 E 21 В 34/06 "Клапан-отсекатель для колонны насосно-компрессорных труб", авторы В.Ф.Троицкий и М.С.Ахмеджанов, опубл. 23.10.86 г., бюл. N 39).

Недостатками этого устройства являются низкая надежность закрытия под действием небольших сил всплытия запорного элемента с поплавком в условиях коррозионного действия рабочей среды и образования парафино-смолистых осадков на седле и запорном элементе, сложность изготовления газонаполненного поплавка и металлического запорного элемента с отрицательной плавучестью, неудобство применения в поплавковой камере жидкости с плотностью выше скважинной жидкости и необходимость применения дополнительного устройства для заполнения колонны труб скважинной жидкостью при спуске.

Основной задачей данного изобретения является повышение надежности закрытия устройства. Достигается это тем, что верхняя часть запорного элемента выполняется конусной с углом конусности меньше 9^o , а нижняя часть толкателя выполняется в виде воронки, охватывающей верхнюю часть запорного элемента для заклинивания последнего в толкателе с обеспечением поступления скважинной жидкости в насос и для закрытия седла прикладываемой к запорному элементу силой отрыва его от толкателя при срыве насоса.

Второй задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является упрощение конструкции и обеспечения удобства применения устройства. Достигается это тем, что запорный элемент выполняется в виде открытого снизу поплавка.

Третьей задачей данного изобретения является обеспечение заполнения колонны труб скважинной жидкостью при спуске без применения дополнительного клапанного устройства. Достигается это тем, что запорный элемент в открытом положении фиксируется разрывным элементом, например, капроновой леской.

На чертеже изображено устройство в исходном положении перед спуском в скважину.

Устройство включает корпус 1 с седлом 2, запорный элемент 3 и толкатель 4. Верхняя часть 5 запорного элемента выполнена конусной с конусностью меньше 9^o. Нижняя часть 6 запорного элемента выполнена в виде открытого снизу поплавка. Запорный элемент размещен в патрубке 7 с радиальными отверстиями и посредством разрывного элемента 8, например капроновой лески, зафиксирован в открытом положении. Патрубок 7 посредством муфты прикреплен к корпусу 1 с седлом 2. Снизу к нему присоединен наконечник 9 с центральным и радиальными отверстиями.

Устройство работает следующим образом. В положении, показанном на чертеже, оно присоединяется к замковой опоре вставного насоса, а толкатель 4 прикрепляется к самому насосу. Замковая опора насоса вместе с устройством без толкателя спускается на колонне насосно-компрессорных труб до требуемой глубины. Затем спускают на штангах насос с прикрепленным к нему толкателем 4. При посадке насоса на замковую опору толкатель 4 проталкивает запорный элемент 3 вниз, разрывая элемент 8. При этом верхняя часть 5 запорного элемента заклинивается в нижней части толкателя 4. Насос запускают в работу. Скважинная жидкость поступает в насос через радиальные отверстия наконечника 9, патрубка 7 и толкателя 4, а запорный элемент снизу заполняется сжатым попутным газом, собирающимся под наконечником 9 и проходящим через его центральное отверстие.

При срыве насоса с замковой опоры толкатель 4 втягивает заклиненный в нем запорный элемент 3 в седло 2, перекрывая доступ скважинной жидкости и попутного газа в колонну насосно-компрессорных труб. Прикладываемая к запорному элементу сила при отрыве его от толкателя обеспечивает раздавливание парафиновых отложений на седле и плотность закрытия. При повторной посадке насоса на замковую опору до возникновения в устройстве значительного перепада давления сила заклинивания запорного элемента в толкателе уменьшается, однако при последующем срыве насоса запорный элемент в виде поплавка всплывает и обеспечивает закрытие седла независимо от величины силы отрыва толкателя. Во время подъема старого и спуске нового насоса перепад давления в устройстве увеличивается и при посадке нового насоса запорный элемент снова заклинивается в толкателе с большой силой.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет производить смену вставного насоса и колонны штанг без глушения скважины. Оно также обеспечивает возможность обратной промывки скважины при работающем или остановленном насосе и прямую промывку после срыва насоса с места установки.

Формула изобретения

1. Устройство для перекрытия труб ниже вставного насоса, включающее корпус с седлом, прикрепленный к корпусу патрубок, размещенный в патрубке запорный элемент и прикрепленный к насосу толкатель с радиальными отверстиями, отличающееся тем, что верхняя часть запорного элемента выполнена конусной с углом конусности меньше 9^o, а нижняя часть толкателя выполнена в виде воронки, охватывающей верхнюю часть запорного элемента для заклинивания последнего в толкателе с обеспечением поступления скважинной жидкости в насос и для закрытия седла прикладываемой к запорному элементу силой отрыва его от толкателя при срыве насоса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорный элемент выполнен в виде открытого снизу поплавка.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорный элемент зафиксирован в открытом положении разрывным элементом, например, капроновой леской.

РИСУНКИ

Рисунок 1