Клапан-отсекатель
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к оборудованию для освоения и эксплуатации скважин, в том числе для скважин без предварительного их глушения. Обеспечивает повышение надежности и долговечности клапана-отсекателя, а также увеличение производительности добывающих скважин. Сущность изобретения: клапан-отсекатель содержит корпус с переводником на нижнем конце. Во внутренней полости корпуса с переводником на нижнем конце размещены шток, цанга, гайка регулирующая, втулка направляющая, тарель, седло и пружина. При этом клапан-отсекатель снабжен втулкой упорной, втулкой-толкателем с кольцевым буртиком на наружной поверхности и гайкой упорной. Пружина размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем и переводником. Пружина взаимодействует с кольцевым буртиком втулки-толкателя и гайкой упорной. Втулка упорная размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем, седлом и корпусом. 1 ил.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к оборудованию для освоения и эксплуатации скважин, а также для скважин без предварительного их глушения.
Известен клапан-отсекатель, содержащий корпус с поперечными и продольными пазами, в котором размещен запорный орган в виде подпружиненной заслонки с осью вращения, заслонка выполнена со сферической наружной поверхностью, снабжена дополнительной осью вращения и кронштейнами [1].
Недостатком данного клапана-отсекателя является то, что он управляется с помощью хвостовика, прикрепленного к нижней части насоса, установленного на колонне НКТ над клапаном-отсекателем для эксплуатации скважины. Для такого управления клапаном-отсекателем требуется оборудовать скважины подъемными машинами, обеспечивающими спускоподъемные операции колонны НКТ, что обусловлено очень большими финансовыми затратами.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клапан-отсекатель, который включает корпус с переводником на нижнем конце, во внутренней полости которого размещен шток, цанга, гайка регулирующая, втулка направляющая, седло, тарель и пружина [2].
Практика применения данного клапана-отсекателя в скважинах с невысоким содержанием песка в добываемой жидкости из продуктивных пластов показала низкую надежность его конструкции из-за быстрого абразивного износа пружины, которая должна обеспечивать закрытие клапана. В высокодебитных скважинах с высоким содержанием песка в добываемой жидкости данный клапан-отсекатель не применяется из-за очевидной нерентабельности.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности и долговечности клапана-отсекателя, а также увеличение производительности добывающих скважин за счет увеличения межремонтного периода скважин, оборудованных клапанами-отсекателями.
Необходимый технический результат достигается тем, что клапан-отсекатель включает корпус с переводником на нижнем конце, во внутренней полости которых размещен шток, цанга, гайка регулирующая, втулка направляющая, седло, тарель и пружина, согласно изобретения клапан-отсекатель снабжен втулкой упорной, втулкой-толкателем с кольцевым буртиком на наружной поверхности и гайкой упорной, пружина размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем и переводником, причем она взаимодействует с кольцевым буртиком втулки-толкателя и гайкой упорной, а втулка упорная размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем, седлом и корпусом.
На фиг.1 изображен клапан-отсекатель в исходном положении после спуска в скважину с пакером.
На фиг.2 изображено сечение А-А клапана-отсекателя в исходном положении.
На фиг.3 изображен клапан-отсекатель в закрытом положении после установки его с пакером в скважине перед началом эксплуатации.
На фиг.4 изображен клапан-отсекатель в открытом положении в период эксплуатации скважины после снижения уровня жидкости в скважине насосом, установленным над клапаном-отсекателем с пакером.
Клапан-отсекатель (фиг.1-4) состоит из корпуса 1, штока 2, гайки регулировочной 3, цанги 4, втулки направляющей 5, тарели клапана 6, седла клапана 7, втулки упорной 8, переводника 9, втулки-толкателя 10, пружины 11, гайки упорной 12.
Во втулке направляющей 5 выполнены сквозные пазы 13 для добычи жидкости насосом из скважины (фиг.4).
Герметизация контактных поверхностей между деталями клапана-отсекателя обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами, изображенными на фиг.1-4.
Клапан-отсекатель работает следующим образом.
Клапан-отсекатель присоединяют к нижней части пакера, который спускают на колонне НКТ в эксплуатационную колонну на заданную глубину над зоной перфорации в интервале продуктивного пласта нефтяной скважины. Конструкция пакера с клапаном-отсекателем, а также технология их установки в скважине и извлечения из скважины даны в патенте РФ на изобретение №2194148, «Оборудование для освоения и эксплуатации скважины».
В клапане-отсекателе и в пакере создают избыточное давление за счет закачки жидкости с заданным расходом по колонне НКТ с устья скважины. При этом избыточном давлении шток 2 разжимает цангу 4 и перемещается в крайнее нижнее положение, закрывая клапан-отсекатель (фиг.3). После закрытия клапана-отсекателя давление в колонне НКТ повышают до величины, при которой межтрубное пространство в скважине запакеровывается уплотнительными манжетами пакера.
Избыточное давление в колонне НКТ после этого сбрасывают до нуля и отсоединяют НКТ от пакера с клапаном-отсекателем.
Извлекают колонну НКТ из скважины и спускают в заданный интервал скважины над пакером с клапаном-отсекателем электропогружной насос, который запускают в работу.
При снижении уровня жидкости в эксплуатационной колонне до расчетного значения на клапан-отсекатель действует снизу избыточное давление ΔР, при котором шток 2 разжимает цангу 4 и перемещается в крайнее верхнее положение, открывая клапан-отсекатель для эксплуатации скважины (фиг.4).
Закрытие клапана-отсекателя обеспечивается аналогично, как и при запакеровке межтрубного пространства пакером - созданием давления в эксплуатационной колонне методом закачки жидкости заданным расходом с устья скважины.
После закрытия клапана-отсекателя извлекают из скважины электропогружной насос и спускают НКТ до интервала установки клапана-отсекателя с пакером. Закачивают по НКТ в эксплуатационную колонну жидкость глушения для выравнивания давления под клапаном-отсекателем с давлением над клапаном-отсекателем.
Соединяют колонну НКТ с пакером с помощью, например устройства байонетного типа, которое закреплено снизу НКТ. Осевым натяжением НКТ срывают пакер с места установки и извлекают его с клапаном-отсекателем из скважины.
Источники информации
1. Патент РФ №2094593, кл. Е 21 В 34/06, 1995 г.
2. Рекламный проспект компании Dresser Oil Tools «Автоматический забойный клапан-отсекатель».
Клапан-отсекатель, содержащий корпус с переводником на нижнем конце, во внутренней полости которых размещены шток, цанга, гайка регулирующая, втулка направляющая, тарель, седло и пружина, отличающийся тем, что клапан-отсекатель снабжен втулкой упорной, втулкой-толкателем с кольцевым буртиком на наружной поверхности и гайкой упорной, пружина размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем и переводником, причем она взаимодействует с кольцевым буртиком втулки-толкателя и гайкой упорной, а втулка упорная размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем, седлом и корпусом.
