СКВАЖИННОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1994 года по МПК E21B34/06 

Изобретение относится к эксплуатации нефтяных скважин и может быть использовано в установке с погружными электроцентробежными насосами (УЭЦН).

Известен комбинированный клапанный узел для УЭЦН (1), состоящий из корпуса с верхним и нижним клапанами. Нижний клапан предотвращает слив жидкости из полости корпуса в ЭЦН, а верхний установлен с возможностью перекрытия канала, сообщающего полость с затрубным пространством.

Основной недостаток устройства - отсутствие возможности опрессовки насосно-компрессорных труб (НКТ) при спуске электроцентробежного насоса (ЭЦН) в скважину.

Известен клапанный узел для УЭЦН (2), содержащий корпус с соосно расположенными верхним и нижним клапанами. Нижний клапан перекрывает осевой канал и предотвращает слив жидкости из полости корпуса в ЭЦН при его отключении, а верхний клапан установлен в канале, сообщающем затрубное пространство с полостью корпуса клапанного узла. Затворы клапанов подпружинены.

Клапанный узел обеспечивает возможность опрессовки НКТ, но не обеспечивает возможность прямой циркуляции жидкости, а следовательно, и слива жидкости из НКТ при подъеме ЭЦН.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей клапанного устройства.

Для достижения поставленной цели в скважинном клапанном устройстве, содержащем корпус, состоящий из верхнего и нижнего узлов, в которых в верхнем узле расположен верхний клапан с седлом и затвором, который установлен в канале, сообщающем полость корпуса с затрубным пространством, а в нижнем узле корпуса в осевом канале размещен нижний клапан, предотвращающий слив жидкости из полости корпуса через осевой канал, верхний клапан снабжен фиксатором предельного давления, удерживающим клапанный затвор в седле до повышения давления в межтрубном пространстве скважины выше заданного (предельного).

В устройстве может быть использован фиксатор какой-либо известной конструкции, одноразовый или многоразового использования, например разрезное пружинящее кольцо.

Предлагается оригинальная конструкция фиксатора предельного давления, который выполнен в виде разрезного пружинящего кольца, установленного в корпусе на кольцевом буртике под клапанным затвором, на боковой поверхности которого выполнена кольцевая проточка, в которую утапливается разрезное кольцо при прохождении через него затвора.

Предложенное устройство соответствует критерию "Существенные отличия", так как в известной технической литературе не обнаружены сведения о технических решениях, обеспечивающих возможность выполнения следующего комплекса технологических операций: опрессовка НКТ при спуске ЭЦН в скважину; удерживание столба жидкости в колонне НКТ при отключении ЭЦН: слив жидкости при извлечении ЭЦН из скважины; прямая циркуляция жидкости из НКТ в межтрубное пространство скважины; обратная циркуляция.

На чертеже дана схема предложенного скважинного клапанного устройства.

Устройство содержит корпус, состоящий из двух узлов: верхнего 1 и нижнего 2.

В верхнем узле 1 установлен верхний клапан, затвор 3 которого заперт в седле 4 фиксатором 5. Фиксатор выполнен в виде разрезного пружинящего кольца и установлен на кольцевом буртике 6. На цилиндрической поверхности затвора 3 выполнена кольцевая проточка 7. В исходном положении затвор 3 перекрывает канал 8, служащий (при открытом клапане) для сообщения полости 9 с затрубным пространством.

В нижнем узле 2 корпуса устройства в осевом канале 10 установлен клапан 11, предотвращающий слив. Продолжением осевого канала 10 в верхнем узле являются каналы 12.

Клапанное устройство устанавливают в колонну НКТ над ЭЦН.

При спуске НКТ с ЭЦН в скважину опрессовку НКТ производят повышением в них давления, при этом клапанный затвор 3 перекрывает канал 8, а клапан 11 перекрывает канал 10.

При работе ЭЦН нижний клапан (затвор клапана) 11 потоком жидкости выносится из канала 10 в полость 9 и устанавливается под затвором 3 верхнего клапана, в нижнем торце которого для увеличения компактности имеется конусное углубление.

Для обеспечения возможности слива жидкости из НКТ, а также прямой или обратной циркуляцией в межтрубном пространстве скважины повышают давление до предельного, на которое рассчитан фиксатор, и продавливают затвор 3 через разрезное кольцо 5. После продавливания затвора кольцо 5 фиксируется в кольцевой проточке 7, затвор опускается в осевой канал 10, а НКТ через канал 12, полость 9 и канал 8 сообщаются с затрубным (межтрубным) пространством, что обеспечивает слив жидкости при подъеме из скважины.

При включении ЭЦН в работу после промывки или обработки скважины с прямой или обратной циркуляцией затворы 3 и 11 вытесняются из канала 10 в верхнюю часть устройства, при этом затвор 3 садится в гнездо 4. При остановке ЭЦН клапан 11 падает в осевой канал и перекрывает его, а затвор 3 остается в седле 4 под действием столба жидкости в НКТ.

Клапанное устройство исключает необходимость применения отдельных устройств для опрессовки НКТ и для слива жидкости при извлечении ЭЦН из скважины.

Сущность изобретения: скважинное клапанное устройство содержит корпус с верхним и нижним клапанами. Нижний клапан 11 предотвращает слив жидкости через осевой канал 10, а верхний клапан 3 в исходном положении зафиксирован в седле 4 пружинящим разрезным кольцом 5. При подаче в межтрубное пространство скважины давления, превышающего предельное, на которое расчитано кольцо 5, затвор 3 продавливается сквозь него и открывается канал 8, сообщающий полость 9 с затрубным пространством. Клапанное устройство обеспечивает возможность: опрессовки насосно-компрессорных труб /НКТ/ при спуске электроцентробежного насоса /ЭЦН/ в скважину, удержания столба жидкости в колонне НКТ при отключении ЭЦН, слива жидкости из НКТ при извлечении ЭЦН из скважины, прямой и обратной циркуляции жидкости в скважине. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. СКВАЖИННОЕ КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО установки электроцентробежного насоса, содержащее корпус, состоящий из верхнего и нижнего узлов, при этом в верхнем узле расположен верхний клапан с седлом и затвором, который установлен в канале, сообщающем полость с затрубным пространством, а в нижнем узле корпуса в осевом канале размещен нижний клапан, предотвращающий слив жидкости из полости корпуса через осевой канал, отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, верхний клапан снабжен удерживающим клапанный затвор в седле фиксатором предельного давления. 2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксатор выполнен в виде разрезного пружинящего кольца, а в корпусе выполнен кольцевой буртик под клапанным затвором, на боковой поверхности которого выполнена кольцевая проточка под кольцо, при этом кольцо установлено на кольцевом буртике.