Клапан механический

Изобретение относится к клапанным устройствам и может быть применено для различных технологических операций при эксплуатации и ремонте скважин. Клапан механический содержит корпус, который на резьбе установлен на колонне насосно-компрессорных труб, поршень, установленный с возможностью перемещения внутри корпуса, уплотнительные кольца, отверстия в корпусе, служащие для сообщения трубного и затрубного пространств. Корпус клапана снабжен цангой с внутренними и наружными буртиками, а сам клапан снабжен центратором, имеющим отверстия, предназначенные для уменьшения сопротивления потока добываемой и закачиваемой жидкости между центратором и внутренней поверхностью колонны НКТ, при этом центратор выполнен с возможностью перемещения по НКТ внутри корпуса клапана, при прохождении которого происходит перемещение поршня внутри корпуса клапана в верхнее положение, при котором обеспечивается сообщение трубного и затрубного пространств. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей клапана. 2 ил.

 

Изобретение относится к области эксплуатации нефтегазовых скважин, а именно к клапанным устройствам, и может быть использовано для различных технологических операций при эксплуатации и ремонте скважин.

Известен циркуляционный клапан (RU 2439290), содержащий верхний и нижний переходники, корпус с радиальным гидравлическим каналом и установленный в стакане нижнего переходника полый поршень, имеющий спиральную пружину, канавки под уплотнительные элементы, радиальный гидравлический канал и фиксатор перемещения поршня, корпус собран из двух частей, соединенных между собой, с верхним и нижним переходниками резьбой и крепежными винтами, поршень выполнен с уступом, кольцевым выступом с уплотнительным кольцом, упором и посадочной поверхностью для его спиральной пружины, снабженной поджимной гайкой, которая по резьбе перемещается по внутренней поверхности одной части корпуса. Клапан предназначен для работы в пакерных компоновках подземного оборудования при проведении скважинных работ, связанных с прокачкой жидких или газообразных сред для многократного сообщения затрубного и внутритрубного пространств по заданному давлению во внутритрубном пространстве.

Недостатком известного клапана является срабатывание клапана от превышения давления, что приводит к избыточной нагрузке на колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), насосного оборудования. Также давление срабатывания клапана зависит от уровня столба жидкости в НКТ и в затрубном пространстве. При подъеме НКТ клапан закрыт и отсутствует возможность обратной закачки. Кроме того, в конструкции клапана есть пружина, от усилия которой зависит работа клапана. Недостатком клапана является несвоевременный износ пружины за счет того, что происходит попадание скважинной или закачиваемой жидкости во внутреннюю полость клапана, где размещена пружина. Также недостатком является значительная металлоемкость и сложность конструкции клапана, отсутствие возможности слива жидкости при подъеме на поверхность, невозможность проведения обратной и комбинированной промывок.

Наиболее близким по технической сущности является циркуляционный клапан (RU 103378), содержащий верхний и нижний переходники НКТ, в которых на резьбе установлен корпус с радиальными гидравлическими каналами, с размещенным в нем полым поршнем с канавками под уплотнительные элементы, срезные винты, при этом поршень установлен с возможностью перемещения в стакане верхнего переходника и снабжен выступом, который с одной стороны, посредством кольцевой камеры, соединен радиальным гидравлическим каналом с затрубным пространством и воспринимает действие затрубного давления, а с другой стороны, ограничивает образованную между корпусом и поршнем, находящуюся под атмосферным давлением герметичную полость, перекрытую торцом верхнего переходника, при этом верхний и нижний переходники выполнены с канавками под уплотнительные элементы, а корпус в соединениях с верхним и нижним переходниками застопорен от произвольного раскручивания крепежными винтами. Конструкция циркуляционного клапана позволяет контролировать давление в кольцевом пространстве эксплуатационной колонны и при достижении критических значений открывать проход в полость НКТ, при этом давление открытия клапана не зависит от внутритрубного давления.

Недостатком клапана является то, что клапан является клапаном разового действия и открывается при избыточном давлении в затрубном пространстве, что отрицательно влияет на его эксплуатируемые возможности и на его герметичность. Также избыточное давление в затрубном пространстве нагружает колонну НКТ и эксплуатационную колонну, снижая их ресурс эксплуатации. Закрытие отверстий клапана не предусмотрено конструкцией клапана.

Техническим результатом настоящего изобретения является возможность закачки в призабойную зону пласта (ПЗП) реагентов и технологической жидкости, проведение обработки призабойной зоны (ОПЗ) скважины и очистки скважины от асфальто-смолисто-парафинистых отложений (АСПО), снижение металлоемкости и упрощение конструкции, наличие возможности слива жидкости при подъеме глубинно-насосного оборудования (ГНО), проведения прямой, обратной и комбинированной промывок, возможность применения клапана в скважинах малого диаметра, в боковых и горизонтальных стволах скважин, снижение денежных затрат на проведение операций по очистке колонны НКТ и эксплуатационной колонны от отложений, например, АСПО, и ОПЗ скважины в процессе эксплуатации скважины, увеличение ресурса эксплуатации эксплуатационной колонны.

Возможность закачки в ПЗП реагентов и технологической жидкости, проведение ОПЗ скважины и очистки скважины от АСПО достигается тем, что конструкция клапана обеспечивает проведение закачки реагентов и технологической жидкости по колонне НКТ, а не по эксплуатационной колонне, минуя эксплуатируемый штанговый глубинный насос (ШГН), тем самым предотвращая отрицательное воздействие закачиваемых реагентов и технологической жидкости на насос ШГН и эксплуатационную колонну, а также предупреждая несвоевременный износ насоса ШГН.

Снижение металлоемкости и упрощение конструкции достигается тем, что отсутствуют следующие составные элементы: крепежные винты, пружины, предохранительные втулки, пружинное кольцо, поджимная гайка и т.д.

Наличие возможности слива жидкости при подъеме ГНО достигается тем, что при подъеме колонны штанг происходит гарантированное открытие отверстий корпуса клапана, через которые происходит слив жидкости.

Проведение прямой, обратной и комбинированной промывок достигается тем, что открытое положение клапана фиксируется цангой в верхнем гнезде корпуса клапана, при этом закрытие клапана происходит только с помощью центратора.

Возможность применения клапана в скважинах малого диаметра, в боковых и горизонтальных стволах скважин достигается конструкцией клапана, которая позволяет проводить открытие и закрытие клапана многократно путем перемещения колонны штанг, используя наземный привод, при этом корпус клапана имеет минимальный наружный диаметр.

Снижение денежных затрат на проведение операций по очистке колонны НКТ и эксплуатационной колонны от отложений, например, АСПО, и ОПЗ скважины в процессе эксплуатации скважины достигается конструкцией клапана, которая позволяет проводить вышеуказанные операции без привлечения бригад текущего и капитального ремонта скважин.

Увеличение ресурса эксплуатации эксплуатационной колонны достигается конструкцией клапана, которая исключает воздействие давления, так как клапан открывается и закрывается механически путем перемещения колонны штанг.

Технический результат достигается тем, что корпус клапана снабжен цангой с внутренними и наружными буртиками, а сам клапан снабжен центратором, имеющим отверстия, предназначенные для уменьшения сопротивления потока добываемой и закачиваемой жидкости между центратором и внутренней поверхностью колонны НКТ, при этом центратор выполнен с возможностью перемещения по НКТ внутри корпуса клапана, при прохождении которого происходит перемещение поршня внутри корпуса клапана в верхнее положение, при котором обеспечивается сообщение трубного и затрубного пространств.

На фиг. 1 представлен клапан механический в закрытом положении, на фиг. 2 – в открытом положении.

На фиг.1 и фиг.2 использованы следующие обозначения: колонна штанг 1, центратор 2, корпус 3, уплотнительные кольца 4, отверстия 5 корпуса 3, поршень 6, цанга 7, наружные 8 и внутренние 9 буртики, отверстия 10 центратора 2.

Клапан (фиг. 1, 2) содержит корпус 3 с отверстиями 5 для сообщения трубного и затрубного пространств, установленный в корпусе 3 поршень 6, уплотнительные кольца 4. Также в корпусе 3 установлена цанга 7 с наружными 8 и внутренними 9 буртиками, связанная с поршнем 6. Клапан снабжен центратором 2 с отверстиями 10, предназначенными для уменьшения сопротивления потока добываемой и закачиваемой жидкости между центратором 2 и внутренней поверхностью колонны НКТ (на фиг. не показана).

Последовательность спуска клапана с ШГН в скважину: сначала на колонне НКТ в скважину спускают корпус 3 клапана, в котором размещены поршень 6 и цанга 7, далее на колонне штанг 1 производят спуск центратора 2, который проходит через корпус 3 клапана и размещается под клапаном (фиг. 1).

Клапан работает следующим образом.

При перемещении колонны штанг 1 с центратором 2 вверх, центратор 2 упирается во внутренние буртики 9 цанги 7. Продолжая движение вверх, центратор 2 перемещает цангу 7 и поршень 6 в крайнее верхнее положение в корпусе 3 клапана. Цанга 7 наружными буртиками 8 фиксируется в верхнем гнезде (на фиг. не показано) корпуса 3 клапана. При этом отверстия 5 корпуса 3 открываются и происходит сообщение трубного и затрубного пространств. После фиксации цанги 7 в верхнем гнезде, центратор 2 проходит через цангу 7 и находится над корпусом 3 клапана (фиг. 2).

В открытом положении клапана (фиг. 2) можно: закачивать реагент в призабойную зону эксплуатируемого пласта скважины по колонне НКТ, минуя эксплуатируемый насос; при необходимости проводить прямую, обратную или комбинированную промывки колонны НКТ и эксплуатационной колонны от АСПО с выходом промывочной жидкости на поверхность.

Закрытие клапана происходит при перемещении центратора 2 на колонне штанг 1 вниз (фиг.2). Упираясь во внутренние буртики 9 цанги 7, центратор 2 перемещает цангу 7 с поршнем 6 в крайнее нижнее положение, фиксируя наружными буртиками 8 цангу 7 в нижнем гнезде (на фиг. не показано) корпуса 3 клапана. После фиксации цанги 7 в нижнем гнезде, центратор 2 проходит через цангу 7 и располагается под корпусом 3 клапана (фиг. 1).

При необходимости извлечения клапана из скважины сначала на колонне штанг 1 поднимают центратор 2, далее на колонне НКТ поднимают корпус 3 клапана одновременно с поршнем 6 и цангой 7.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает закачку в ПЗП реагентов и технологической жидкости, проведение ОПЗ скважины и очистки скважины от АСПО, слив жидкости при подъеме ГНО, проведение прямой, обратной и комбинированной промывок, применение клапана в скважинах малого диаметра, в боковых и горизонтальных стволах скважин. Снижается металлоемкость и упрощается конструкция, снижаются денежные затраты на проведение операций по очистке колонны НКТ и эксплуатационной колонны от отложений, например, АСПО, и ОПЗ скважины в процессе эксплуатации скважины, увеличивается ресурс эксплуатации эксплуатационной колонны.

Клапан механический, содержащий корпус, который на резьбе установлен на колонне насосно-компрессорных труб - НКТ, поршень, установленный с возможностью перемещения внутри корпуса, уплотнительные кольца, отверстия в корпусе, служащие для сообщения трубного и затрубного пространств, отличающийся тем, что корпус клапана снабжен цангой с внутренними и наружными буртиками, а сам клапан снабжен центратором, имеющим отверстия, предназначенные для уменьшения сопротивления потока добываемой и закачиваемой жидкости между центратором и внутренней поверхностью колонны НКТ, при этом центратор выполнен с возможностью перемещения по НКТ внутри корпуса клапана, при прохождении которого происходит перемещение поршня внутри корпуса клапана в верхнее положение, при котором обеспечивается сообщение трубного и затрубного пространств.



 

Похожие патенты:

Описана система для последовательного открытия множества близких отверстий в компоновке хвостовика, расположенной в скважине, или для последовательного открытия отдельных групп отверстий, расположенных в разных, однако близких, местах вдоль компоновки хвостовика для обеспечения возможности осуществления гидроразрыва в этих местах.

Изобретение относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к циркуляционным клапанам бурильной колонны. Устройство содержит трубчатый корпус, золотниковую втулку внутри корпуса, имеющую седло в центральном канале, направляющее кольцо во входной части корпуса, пружину, прижимающую золотниковую втулку к направляющему кольцу.

Изобретение относится к системе высокого давления для многократного гидравлического разрыва пласта и системе гидравлического клапана трубного монтажа (ГКТМ) для соединения с эксплуатационной колонной для обеспечения возможности изоляции перспективного пласта внутри скважины.

Изобретение относится к циркуляционным клапанам бурильной колонны. Клапан содержит трубчатый корпус, золотниковую втулку, размещенную внутри корпуса и имеющую седло, выполненное в центральном канале золотниковой втулки, направляющее кольцо, установленное во входной части корпуса, пружину, прижимающую золотниковую втулку к направляющему кольцу, через внутренние полости корпуса и седла золотниковой втулки осуществляется насосная подача текучей среды, а также содержит два закрепленных в корпусе циркуляционных порта с расходными отверстиями, циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой в неактивном режиме, при котором осуществляется насосная подача текучей среды по бурильной колонне, и открыты и обеспечивают сообщение с внутренним пространством бурильной колонны, когда циркуляционный клапан в активном режиме, а также содержит сбрасываемый активационный шар, выполненный с возможностью деформации и прохождения через седло золотниковой втулки при движении текучей среды по бурильной колонне, а также содержит два запирающих шара, сбрасываемых друг за другом, взаимодействующих с циркуляционными портами для блокирования потока текучей среды через указанные циркуляционные порты, а также содержит скрепленный с корпусом резьбовой переводник с расположенным внутри него устройством для улавливания шаров, прошедших с потоком текучей среды через седло золотниковой втулки, а также содержит гильзу, расположенную внутри трубчатого корпуса, золотниковая втулка выполнена сплошной, размещена с возможностью продольного перемещения внутри гильзы и снабжена уплотнениями, контактирующими с внутренней поверхностью гильзы, при этом в неактивном режиме, при котором циркуляционные порты закрыты золотниковой втулкой и осуществляется насосная подача текучей среды по бурильной колонне, указанные циркуляционные порты расположены ниже по потоку от седла, а уплотнения золотниковой втулки расположены по разные стороны относительно циркуляционных портов, при этом в активном режиме, при котором циркуляционные порты открыты и обеспечивают сообщение с внутренним пространством бурильной колонны, верхний по потоку край золотниковой втулки расположен ниже по потоку от циркуляционных портов, при этом гильза выполнена со сквозными боковыми отверстиями, каждый циркуляционный порт выполнен с выступающим внутрь от внутренней поверхности корпуса краем, а гильза зафиксирована каждым сквозным боковым отверстием относительно края направленного внутрь циркуляционного порта.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для слива жидкости из колонны насосных труб перед подъемом их из скважины. Спускной клапан для слива жидкости из колонны насосных труб содержит шарик, патрубок с отверстием, штуцер, соединенный в отверстии патрубка с тонкой частью двухступенчатого патрубка.

Гидроразрыв пласта проводят в необсаженном стволе скважины без изоляции кольцевого пространства. Кольцевое пространство перекрывается телескопическими элементами, размещенными за изолирующими клапанами.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для разработки коллекторов нефти и\или газа горизонтальными скважинами с проведением многостадийного гидравлического разрыва пласта как в карбонатных, так и в терригенных коллекторах.

Группа изобретений относится к области исследования, передачи данных и электроэнергии в буровых скважинах. Система содержит электроприводной скважинный прибор, спусковую колонну гибких труб, прикрепленную к скважинному прибору, для размещения скважинного прибора в пустотелом стволе скважины, трубу-кабель, размещенную внутри колонны гибких труб и функционально связанную со скважинным прибором.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинной конструкции для использования со скважинным инструментом. Скважинная конструкция содержит: корпус и захватывающую втулку; запирающий профиль, зафиксированный относительно одного из корпуса и захватывающей втулки; запирающий элемент для сцепления с запирающим профилем; и клапанную втулку, содержащую профиль, имеющий запирающую секцию и высвобождающую секцию, и выполненную с возможностью перемещения между запирающим положением, в котором запирающая секция клапанной втулки поддерживает запирающий элемент для зацепления с запирающим профилем таким образом, чтобы ограничить относительное перемещение между корпусом и захватывающей втулкой, и высвобождающим положением, в котором высвобождающая секция клапанной втулки не поддерживает запирающий элемент, чтобы запирающий элемент мог перемещаться относительно запирающего профиля таким образом, чтобы допускать относительное перемещение между корпусом и захватывающей втулкой, для обеспечения приведения в действие скважинного инструмента, причем клапанная втулка содержит привод для зацепления захватывающей втулки, когда клапанная втулка находится в высвобождающем положении, для обеспечения клапанной втулке возможности приведения захватывающей втулки в действие относительно корпуса.

Изобретение относится к устройствам для бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к циркуляционным переводникам бурильной колонны. Циркуляционный переводник бурильной колонны содержит корпус, поршень с радиальными отверстиями и центральным каналом, внутри которого размещено седло, пружину, поджимающую поршень, а также содержит два закрепленных в корпусе циркуляционных порта с расходными отверстиями, активационные и деактивационные шары.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена при стимулировании пласта. Раскрыта муфта для носка скважины с возможностью повторного закрытия, причем муфта для носка скважины имеет отверстие, обеспечивающее доступ текучей среды из внутреннего объема муфты для носка скважины в зону снаружи муфты для носка скважины. Разрывная мембрана установлена внутри отверстия для предотвращения доступа текучей среды из внутреннего объема муфты для носка скважины в зону снаружи муфты для носка скважины. Вместе с тем, по достижении текучей средой во внутреннем пространстве муфты для носка скважины заданного уровня, разрывная мембрана удаляется или иначе видоизменяется для обеспечения доступа текучей среды через отверстие. Скользящая муфта установлена в муфте для носка скважины так, что скользящая муфта может перемещаться для закрытия отверстия, при этом предотвращая доступ текучей среды из внутреннего объема муфты для носка скважины в зону снаружи муфты для носка скважины, или скользящая муфта может перемещаться для открытия отверстия, при этом обеспечивая доступ текучей среде из внутреннего объема муфты для носка скважины в зону снаружи муфты для носка скважины. Скользящая муфта механически перемещается с поверхности и обычно спускается в скважину в открытом положении, при этом отверстие не закрыто скользящей муфтой. Технический результат заключается в обеспечении возможности повторного запечатывания доступа к скважине. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к клапанным устройствам и может быть применено для различных технологических операций при эксплуатации и ремонте скважин. Клапан механический содержит корпус, который на резьбе установлен на колонне насосно-компрессорных труб, поршень, установленный с возможностью перемещения внутри корпуса, уплотнительные кольца, отверстия в корпусе, служащие для сообщения трубного и затрубного пространств. Корпус клапана снабжен цангой с внутренними и наружными буртиками, а сам клапан снабжен центратором, имеющим отверстия, предназначенные для уменьшения сопротивления потока добываемой и закачиваемой жидкости между центратором и внутренней поверхностью колонны НКТ, при этом центратор выполнен с возможностью перемещения по НКТ внутри корпуса клапана, при прохождении которого происходит перемещение поршня внутри корпуса клапана в верхнее положение, при котором обеспечивается сообщение трубного и затрубного пространств. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей клапана. 2 ил.

Наверх