Газлифтный клапан

 

О П И С А H И Е <п>991030

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61} Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.06.80 (21) 2у2453щ2 03 с присоединением заявки М (23) П ркорятет

Опубликовано 23.01.83, Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23.01.83 (51)М. Кл.

Е 21 В 34/06

Гесударетеелемй кемлтет

CCCP ве делам лзебретеелй

II OYNPhf1Hfl (53) УДК 622.276.

5 l (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Пирвердян и А. P. Поладов

«1».::

Ордена Трудового Красного Знамени азербайджанскай государственный научно-исследовательский и проектаый

l институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ГАЗЛИФТНЫЙ КЛАПАН

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быль использовано при добыче нефти газлифтным способом.

Известен газлифтный клапан, содержащий корпус с каналами, размещенный в нем иггуцер, седла, запорный элемент в- вифе втулки, шток и пружины 11).

Недостатком известного устройства являетея отсутствие возможности непрерывного регулирования подачи газа.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности н достигаемым результатам является газлифтный клапан, содержащий корпус с радиальными отверстиями, шток с осевым каналом, снльфон, заполненный сжатым15 газом, уплотнения и запорный узел (2).

На чертеже изображен газлифтный клапан.

Газлифтный клапан содержит корпус 1, установленный в нем клапан 2 для зарядки сильфонной камеры 3. Внутри сильфонной камеры 3 помещен шток с осевым каналом

4 для прохождения газа, верхний конец которого соединен с сильфонной горловииои 5, а нижний конец — с поршнем 6, радиальным отверстием 7. При этом поршень имеет канал 8, который может-сообщаться с радиальным отверстием 7 в корпусе l. Поршень 6 имеет уплотнение 9 для предотвращения пропуска газа. Под поршнем устанавливается фильтр 10, . который предотвращает попадание мехпримесей под поршень.

К недостаткам указанного устройства относится малая точность поддержания заданного режима отбора продукции скважины.

Целью изобретения является повышение точности поддержания заданного режима отбора продукции скважины.

Для достижения этой цели в гаэлифтном клапане, содержащем корпус, с радиальными отверстиями, шгок с осевым каналом, сильфон, заполненный сжатым газом, уплотнения и запорный узел, эапорный узел выполнен в виде поршня с каналом для сообщения осевого канала штока с радиальными отверстиями в корпусе.

3

Газлифтный клапан работает следующим образом.

Перед спуском клапана в скважину сильфонная камера его заправляется под расчетным давлением сжатым газом.

После спуска клапана в скважину гидростатическое давление в подъемной колонне действует под поршень 6 н перемещает его вверх, так как поршень 6 снизу сообщается с лифтовыми трубами, а канал 8 поршня

6 совмещается с отверстием 7 и клапан открывается. Нагнетаемый газ из затрубпого пространства поступает через сильфонную горловину 5, канал 4 штока, проходит через. канал 8 поршня 6, отверстия 7 в корпусе 1 и поступает в лифтовые трубы, аэризируя в них жидкость, после чего скважина йачинает работать.

При этом баланс сил, действующих на поршень, имеет вид СНЛ СИЛ "р r от П ЕД Ж, СН/, СИЛ где Р „, — давление в сильфонной камере;

S, — площадь основания сильфона по

СИЛ г. его среднему диаметру, м;

4 — наружный диаметр осевого ка fP нала штока, м;

$ — площадь сечения канала порш1" ням м т — давление в лифтовых трубах напротив клапана;

Р, 8 — рабочее давление газа в затруб; ном пространстве и площадь поршня.

Если давление нагнетаемого газа повышается в системе (при остановке группы скважин на ремонт), поток газа действует на поверхность канала 8 поршня 6 и перемещает его вниз. Поршень 6 прикрывает отверстие 7 в корпусе 1, т. е. уменьшает его проходное сечение, тем самым уменьшается количество газа, проходящего через это отверстие 7. Таким образом обеспечивается постоянное давление в лифтовых трубах у клапана и сохраняется заданный расход газа.

При этом баланс снл, действующих на поршень 6, имеет вид Ил 1ал Р и Рт п1

1 р " р+ Риъ где Є— избыточное давление газа, действу

ИъБ ющего на поршень при остановке группы скважин на ремонт.

При повышении забойного давления, приводящего к уменьшению дебита скважин (например, при отложении парафина и солей в подъемных трубах и выкидной линии), 991030 Д избыточное давление в лифтовых трубах действует на поршень 6 снизу вверх и поршень поднимается и отверстие 7 приоткрывается в большей степени,. чем до повышения давления в лифтовых трубах. Это приводит к увеличению расхода газа и уменьшению удельного веса лифтируемой жидкости, а следовательно, к понижению забойного давления и обеспечению установленного дебита жидкости.

При этом баланс сил, действующих на поршень 6, имеет вид

I сик с11Л р 1- - г

1 где P — избыточное давление в лифтовых т трубах у клапана. .Таким образом, при работе скважины на поршень 6 снизу действует гидродинамическое давление аэрированной жидкости, стре20 сящейся полностью открыть отверстие 7, а сверху закрывающее давление, создаваемое сжатым азотом в сильфонной камере 3, и давление потока нагнетаемого газа, действующего на поверхность канала 4. Результирую2$ щие силы держут поршень в таком состоянии, при котором через образующуюся площадь отверстия 7 проходит количество газа,необходимое для установленного режима работы скважины, это позволяет аэризировать жидкость в лифтовых трубах в такой степени, что создает динамический градиент давления, соответствующий минимальному расходу рабочего агента. Поршень 6 в процессе работы скважины, реагируя на изменение трубного и затрубного давления, совершает. колебательные

N движения, тем самым регулирует степень открытия отверстия 7 и расход нагнетаемого газа.

Газлифтный клапан позволяет поддерживать заданный расход рабочего агента при изменениях давления в системе подачи газа, а также стабилизировать режим работы скважины при изменениях забойного давления.

Формула изобретения

Газлифтный клапан, содержащий корпус с радиальными отверстиями, шток с осевым

45 каналом, сильфон, заполненный сжатым газом, уплотнения и запорный узел, о т л и ч а юшийся тел, что, с целью повышения точности поддержания заданного режима отбора продукции скважины, запорный узел выполнен в виде поршня сканалом1.для сообщения осе! вого канала штока с радиальными отверстиями s корпусе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 578444, кл. Е 21 В 34/06,.1974.

2. Патент СКАН 3888273, кл. 137 — 155

1975 (прототип) .

991030

Составитель В. Борискина

Техред Т.Маточка

Корректор Л. Бокшан

Редактор А. Шишкина

Тираж 601

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 85/47

Подписное

Филиал lmII "Патент,,г. Ужгород, ул. Проектная, 4