Забойный отсек атель

 

(72) Авторы изобретения

Б.A. Кирш, М.В. Агаев, З.М. Аджалов и С

Всесоюзный нефтяной научно-исследователь институт по технике безопасности (7I) Заявитель

% (54) ЗАБОЙНЫЙ ОТСЕКАТЕЛЬ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области,. связанной с временным перекрытием (герметизации ) центрального канала скважины для предупреждения открытых нефтяных и газовых фонтанов при аварийных ситуациях, и может быть использовано, в фонтанирующих скважинах, как одиночных, так и образующих куст (с количеством до восьми ).

1о

Известен забойный отсекатель, состоящий из подпружиненного тарельчатого клапана, спускаемого на забой с помощью троса. 1:лапан отрегулирован на определенный перепад давления до и после него и при увеличении расхода продукции скважины он закрывается Р 3.

К недостаткам этого отсекателя относят большую точность настройки

2Î и возможность разъедания струей жидкости поверхности сопряжения клапана, особенно при содержании в продукции скважины абразивных частиц.

Наиболее близким к предлагаемому является забойный отсекатель, включающий корпус, запорный элемент, зубчатую шестерню, размещенную на оси запорного .элемента, зубчатую рейку, взаимодействующую с шестерней, механизм управления запорным элементом jÃ"jК недостаткам известного отсекателя относят низкую надежность работы механизма управления из-за воз1 можности прилипания поверхности шара к сопрягаемой поверхности корпуса, в связи с чем затрудняется его поворот.

Цель изобретения - повышение на" дежности в работе механизма управле" ния за счет уменьшения усилия поворота запорного элемента при использо" ванин пробкового запорного элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в забойном отсекателе, включающем корпус, запорный элемент, зубчатую шестерню, размещенную на оси запорного элемента, зубчатую рейку,вза3 98526 имодействующую с шестерней, механизм управления запорным элементом, запорный элемент и зубчатая рейка имеют выступы для взаимодействия их между собой и перемещения запорного элемен- та в его осевом направлении.

На фиг. 1 изображен предлагаемый забойный атсекатель, продольный раз .рез; на фиг. 2 - разрез д-А на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором перемещается подпружинен ный пружиной 2 поршень 3, уплотненный манжетами 4. К поршню 3 прикреплен шток 5. Внутри .поршня имеется цилиндрйческая стенка 6, отделяющая его от д продукции скважины. В стенке выполнено отверстие 7, соединяющее внутрен,нюю кольцевую цилиндрическую полость 7, с продукцией скважины. Корпус имеет три неподвижных кольцевых перегородки 8, средняя перегородка отделяет ! полость цилиндра от запорного меха,низма в виде пробкового крана.

Иток 5 пропущен через среднюю и нижнюю перегородки и уплотнен манже- р5 тами 9. По середине штока выполнены зубья 10 реечного зацепления, входящие в зацепление с зубчатой шестер- ней 11, которая насажена на ось 12 пробки 13 и соединена с ней при помощи штыря 14, пропущенного в дуговой паз 15 шестерни 11. Иток имеет выступающий скос 16, при перемещении рейки упирающийся в торец оси 12. С обе-, их сторон пробки 13 размещены манжеты 17 и 18. В камеры, образованные зз последними, подводится давление продукции скважины через отверстие 19 в нижней кольцевой перегородке. Устройство спускается на трубах 20. В за- щ трубном пространстве установлен па» "О кер 21. В случае управления клапаном отсекателем с поверхности отверстие закрывается, а рабочий агент подается в цилиндр по трубочке 22 от аккумулятора давления (не показан ).

Забойный отсекатель работает следующим образом.

Отсекатель опускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб и устанавливают на забое, при этом затрубное пространство разобщается пакером.

Пружина отрегулирована таким образом, что давление продукции скважины, попав в кольцевой цилиндр, давит на поршень и поднимает его, перемещая .шток вверх. Зубчатая часть штока, поднявшиЧь вверх, открывает кончсный

0 4 клапан. В случае пропуска жидкости или же открытого фонтанирования противодавление на забой уменьшается, вследствие чего снижается давление в цилиндре. Освободившись от нагрузки, пружина проталкивает поршень вниз, при этом клапан закрывается. Клапан работает на принципе самоуплотнения, так как жидкость попадает справа и слева пробки. Так как площади конусных оснований у обоих концов разные, то пробка прижимается к своему конусному основанию за счет разницы сил справа и слева.

Для облегчения страгивания пробки в первый момент и дальнейшего ее поворота на 90О в начале опускания рейки благодаря наличию паза 15 шестерня ll вращается, но еще не вращает пробку. За это время скос 16 рейки упирается в ось 12 пробки, надавив на нее в осевом направлении конуса, преодолев прижимающую силу давления жидкости, частично перемещает пробку в осевом направлении конусного отверстия.

После этого шестерня 11 поворачивается на угол, при котором дуговой паз своим торцом начинает давить на штырь 14 пробки и вращать ее, закрывая пробковый клапан.

После закрытия клапана скос 16 оказывается ниже оси 12 и перестает упираться в нее,.благодаря. чему сила давления жидкости снова прижимает пробку к ее основанию. И наоборот, при открытии пробкового клапана скос поднимается вверх и снова начинает давить на ось 12, перемещая пробку вправо, при этом шестерня ввиду наличия паза 15 еще не вращает пробку. После того, как последняя отойдет от своего конусного основания, дуговой паз шестерни поворачивается на достаточ.ный угол, чтобы начать давить на штырь 14, и поворачивает пробку. После открытия пробки скос соскакивает с оси l2 и перестает давить на нее.

Пробка снова самоуплотняется в своем конусном отверстии преобладающей силой давления жидкости справа.

Эффективность отсекателя определяется повышением надежности механизма управления за счет уменьшения усилия поворота запорного элемента.

Формула изобретения

Забойный отсекатель, включающий корпус, запорный элемент, зубчатую

985260 4 шестерню, размещенную на оси запорно- действия их между собой и перемеще" го элемента, зубчатую рейку, взаимо- ния запорного элемента в его осевом действующую с шестерней, механизм уп- направлении. равления запорным элементом, о т л и- Источники информации, ч а ю шийся тем, .что, с целью принятые во внимание при экспертизе повышения надежности в работе меха- ). Зайцев Ю.В. и др. Оборудование низма управления за счет уменьшения для предотвращения открытых фонтанов усилия поворота запорного элемента нефтяных и газовых скважин. И., Неды при использовании пробкового запор- а", 1Я73, с. 30, ного элемента, запорный элемент и зуб-r„ >p 2. Авторское свидетельство СССР чатая рейка имеют выступы для взаимо- а 81 223, кл. Е 21 В 43/00, 1979е

ВНИИПИ Заказ 10112/43

Тираж 623 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород ул. Проектная, 4