ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН Российский патент 2002 года по МПК E21B34/06 

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может применяться при эксплуатации газоконденсатных и нефтяных скважин, особенно для скважин, в добываемом флюиде которых содержатся кислые компоненты Н₂S и CO₂.

Известно, что для скважин, во флюиде которых содержатся кислые компоненты Н₂S и СО₂, добыча должна вестись только через насосно-компрессорные трубы (НКТ), а это требует применения подземного оборудования: пакерного устройства, спускаемого до продуктивного пласта на НКТ и разделяющего после раскрытия трубное и затрубное пространства, циркуляционного клапана для сообщения трубного и затрубного пространств для ведения циркуляции жидкости, который по технико-технологическим причинам не удовлетворяет производство работ (Справочник по нефтепромысловому оборудованию, М., "Недра", 1983 г., с.36).

Известна муфта для ступенчатого цементирования, применяемая при креплении обсадных колонн для ведения циркуляции после закачки цементного раствора в скважину. Открытие циркуляционных отверстий производится после смещения глухой втулки, что невозможно выполнить при длительном нахождении муфты в скважине из-за накопления в зоне контактов механических и коррозионных материалов (К.В. Иогансен. Спутник буровика, М. "Недра", 1986 г., с. 172).

Наиболее близким к устройству является клапан для испытания пластов по авт. св. 1602978, Е 21 В 49/00. Клапан состоит из корпуса с осевым, радиальным и радиально-осевым каналами, размещенного в нем подпружиненного ступенчатого пологого поршня с радиально-осевым каналом. Поршень снабжен срезной (нижней) пробкой, которая выполнена с осевым каналом и одним заглушенным концом. Пробка установлена в радиальном канале ступени большого диаметра поршня с возможностью сообщения кольцевой камеры с осевой полостью поршня. Другая подвижная пробка (верхняя), расположенная в радиальном канале корпуса, имеет возможность сообщения с затрубным пространством при условии нахождения поршня в верхнем крайнем положении и перемещения пробки в осевой канал.

Недостатком клапана является то, что он срабатывает за счет перемещения поршня в осевом канале и пробки в радиальном. Клапан рассчитан на кратковременную работу при опробывании пластов, на несколько часов. При добыче газоконденсатного флюида процесс длится 10-15 лет. Как показывает практика работ, каналы осевые, радиальные, места переходов загрязняются механическими примесями, продуктами коррозии и сорбции, что приводит к невозможности срабатывания перемещающихся деталей и уплотнений.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы циркуляционного клапана, который позволит осуществить процесс сообщения трубного и затрубного пространств без осложнений.

Поставленная задача решается тем, что в циркуляционном клапане, состоящем из муфты с отверстиями, предохранительного кольца, заглушек с внутренним тупиковым каналом, открытым со стороны затрубного пространства, установленных в отверстиях муфты с возможностью слома под действием ударника-штанги, отверстия в муфте выполнены с резьбой, заглушки выполнены чугунными и ввернуты в отверстия муфты, при этом в предохранительном кольце выполнены отверстия, вершины заглушек расположены в упомянутых отверстиях предохранительного кольца с возможностью слома под действием ударника-штанги на предохранительное кольцо. Предохранительное кольцо изготовлено из чугуна.

Отличие предложенного устройства заключается в том, что сообщение трубного и затрубного пространств происходит без перемещения деталей, без наличия радиальных каналов, уплотнений и пружины.

Конструкция клапана поясняется чертежами, где на фиг.1 - циркуляционный клапан, а на фиг.2 - схема расположения циркуляционного клапана.

Циркуляционный клапан состоит из муфты 1, в которой просверлено не менее четырех отверстий 2. В них нарезана резьба 3. Поскольку клапан спускается на НКТ, его верхняя и нижняя части имеют резьбу под НКТ. В отверстия с резьбой ввернуты четыре чугунные заглушки 4. Они выполнены с тупиковыми каналами 5. Над заглушками установлено предохранительное кольцо 6 из алюминиевого сплава. Вершины заглушек расположены от внутренней стенки муфты не менее чем на половину ее радиуса. Муфту 1 устанавливают над пакерным устройством 7, спускаемым до продуктивного пласта на насосно-компрессорных трубах 8.

Работает циркуляционный клапан следующим образом.

Для производства прямой или обратной циркуляции необходимо открыть каналы 5 в муфте 1. Для этого в скважину спускают на проволоке ударник - стальную штангу длиной 50 см с диаметром несколько большим (на 5-10 мм), чем диаметр отверстия в предохранительном кольце 6. При подходе к клапану скорость спуска замедляют до 0,5 м/с. Когда до клапана остается 3-5 м штангу сбрасывают в свободное падение для нанесения удара по предохранительному кольцу 6. Операция считается выполненной, если после удара в результате слома чугунных заглушек 4, как нестойких к ударным нагрузкам, происходит резкое изменение давления в затрубном и трубном пространствах, то есть происходит их соединение. После соединения трубного и затрубного пространств штангу поднимают и приступают к закачке жидкости глушения прямой или обратной промывкой.

Использование предлагаемого устройства позволит не нарушать технологический процесс глушения скважины, не загрязнять пласт и быстрее решать проблему глушения скважины, что обеспечит высокую степень надежности, безопасности работ и экономическую целесообразность.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может применяться при эксплуатации газоконденсатных и нефтяных скважин, особенно в скважинах, в добываемом флюиде которых содержатся кислые компоненты Н₂S и СО₂. Циркуляционный клапан состоит из муфты с отверстиями, предохранительного кольца, заглушек с внутренним тупиковым каналом. Канал открыт со стороны затрубного пространства. Заглушки установлены в отверстиях муфты с возможностью слома под действием ударника-штанги. Отверстия в муфте выполнены с резьбой. Заглушки выполнены чугунными и ввернуты в отверстия муфты. В предохранительном кольце выполнены отверстия. Вершины заглушек расположены в упомянутых отверстиях предохранительного кольца с возможностью слома под действием ударника-штанги на предохранительное кольцо. Предохранительное кольцо изготовлено из чугуна. Обеспечивается высокая степень надежности и безопасности работ. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Циркуляционный клапан, состоящий из муфты с отверстиями, предохранительного кольца, заглушек с внутренним тупиковым каналом, открытым со стороны затрубного пространства, установленных в отверстиях муфты с возможностью слома под действием ударника-штанги, отличающийся тем, что отверстия в муфте выполнены с резьбой, заглушки выполнены чугунными и ввернуты в отверстия муфты, при этом в предохранительном кольце выполнены отверстия, вершины заглушек расположены в упомянутых отверстиях предохранительного кольца с возможностью слома под действием ударника-штанги на предохранительное кольцо. 2. Циркуляционный клапан по п.1, отличающийся тем, что предохранительное кольцо изготовлено из чугуна.