СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПЕРЕПУСКА ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ, ОТСЕЧЕНИЯ СКВАЖИННОЙ ЖИДКОСТИ И КЛАПАН ПЕРЕПУСКНОЙ ГАЗОВЫЙ ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2015 года по МПК E21B43/12 F16K31/18 F16T1/20 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при фонтанной, газлифтной эксплуатации скважин, эксплуатации скважин глубинно-насосными установками, комбинированной эксплуатации, в частности для перепуска избыточного давления газовой среды и отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости.

Известен клапан газовый перепускной производства ООО «НКМЗ», предназначенный для сообщения и герметичного разобщения внутренней полости насосно-компрессорных труб (НКТ) от межтрубного пространства. Клапан обеспечивает перепуск избыточного объема газа из подпакерной зоны обсадной колонны в колонну НКТ при эксплуатации скважин при помощи установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) (страница 33, каталог ООО «НКМЗ»).

Известен клапан циркуляционный обратный односторонний с кабельным каналом производства ОАО «Сибнефтемаш», предназначенный для перепуска жидкости и газа из межтрубного пространства скважины в колонну НКТ при эксплуатации скважин с помощью УЭЦН (http://www.sibneftemash.ru/products/dowrihole-equipmeniyvalve-KCO-KV).

Известно устройство для перепуска газа из межтрубного пространства в колонну НКТ, включающее соединенную с обоих концов с насосно-компрессорными трубами муфту с боковым отверстием. Муфта соединена боковой поверхностью с боковой поверхностью корпуса с прилеганием по максимальной плоскости для обеспечения наибольшей передачи тепла от муфты к корпусу. Корпус снабжен соединяющимися между собой продольным каналом и боковым отверстием, совмещенным с боковым отверстием муфты. В продольном канале корпуса расположен штуцер и обратный клапан с фильтром. Обратный клапан обеспечивает стравливание газа при превышении давления в межтрубном пространстве над давлением в колонне насосно-компрессорных труб на 0,1-0,2 МПа (патент на изобретение №2303124, опубл. 20.07.2007 г.).

Известен клапан перепускной газовый производства ООО НПФ «Пакер», выбранный в качестве прототипа, состоящий из штока, на котором установлен корпус. Последний имеет сообщающиеся с полостью штока отверстия, в которые ввернуты клапаны с шариком и штуцером, герметично перекрывающие изнутри проходные отверстия. При необходимости в одно из отверстий вместо клапанной пары вворачивается защитная заглушка с тарировочным срезным штифтом, настроенным усилием среза, служащая для создания постоянного сообщения трубного и затрубного пространств, для слива жидкости при извлечении компоновки из скважины. При превышении давления внутри НКТ над давлением в межтрубном пространстве шарики садятся на седло штуцера и закрывают клапан. В противном случае они приподнимаются, сообщая межтрубное пространство с полостью НКТ. Клапан перепускной газовый устроен так, что при его открытии шарик поднимается в «защитный карман» и не участвует в потоке. А в отверстиях, сообщающихся с полостью штока, отсутствуют преграды для пропуска потока газожидкостной смеси и возможности возникновения АСПО и солей (статья: «От теории к практике. Технология уменьшения обводненности продукции доказала свою эффективность, но нуждается в дальнейших испытаниях». Ж-л «Экспозиция Нефть Газ №2-2013»).

Недостатком известных клапанов является отсутствие возможности автоматического отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости, поступающей из затрубного пространства в клапан, а также вероятность повреждения шлицов седла клапана при осуществлении свинчивания и развинчивания с корпусом.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение возможности автоматического отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости, поступающей из затрубного пространства в клапан, а также обеспечение надежности и простоты операций сборки-разборки клапана, исключающих возможность повреждения шлицов седла клапана.

Заявляемый технический результат достигается тем, что

- клапан перепускной газовый отсекатель оснащен клапаном поплавкового типа с возможностью отсечения сквозных отверстий втулки путем посадки уплотнительных фасок клапана поплавкового типа на ответные уплотнительные фаски седла, при этом клапанные пары шарик - седло установлены внутри корпуса, клапан поплавкового типа установлен в кожухе, имеющем отверстия для перепуска газа и закрепленном снизу гайками;

- клапан перепускной газовый отсекатель оснащают клапаном поплавкового типа с возможностью отсечения скважинной жидкости, поступающей из затрубного пространства в клапан, при повышении уровня скважинной жидкости выше уровня клапана поплавкового типа, а также с возможностью открытия клапана поплавкового типа при снижении уровня скважинной жидкости в затрубном пространстве.

Оснащение клапана перепускного газового отсекателя клапаном поплавкового типа с возможностью отсечения сквозных отверстий втулки путем посадки уплотнительных фасок клапана поплавкового типа на ответные уплотнительные фаски седла позволит обеспечить возможность автоматического отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости, поступающей из затрубного пространства в клапан, при повышении уровня жидкости выше уровня клапана поплавкового типа, а также позволит обеспечить открытие клапана поплавкового типа при снижении уровня нефтегазоводяной скважинной жидкости.

Установка клапанной пары шарик - седло внутри корпуса клапана перепускного газового отсекателя позволит обеспечить надежность и простоту операций сборки-разборки клапана без повреждения шлицов седла клапана.

Установка клапана поплавкового типа в кожухе, имеющем отверстия для перепуска газа и закрепленном снизу гайками, позволит обеспечить надежность сборки клапана.

Клапан перепускной газовый отсекатель представлен на чертеже.

Клапан перепускной газовый отсекатель состоит из корпуса 1, втулки 2, клапана поплавкового типа 3 и кожуха 4, которые закреплены гайками 5. В корпусе 1 выполнены отверстия 6 для сообщения межтрубного пространства с внутренней полостью НКТ. В кожухе 4 выполнены отверстия 7 для перепуска газа. Во втулке 2 выполнены сквозные отверстия 8. В корпусе 1 установлены клапанные пары, состоящие из седла 9 и шарика 10. В верхней части клапана поплавкового типа 3 имеются уплотнительные фаски 11. Седло клапана поплавкового типа 3 имеет ответные уплотнительные фаски 12.

Клапан перепускной газовый отсекатель работает следующим образом.

Клапан перепускной газовый отсекатель устанавливается в колонну НКТ (не показана) и собранная компоновка спускается в скважину (не показана) на заданную глубину.

При превышении давления внутри НКТ над давлением в межтрубном пространстве шарики 10 садятся на седла 9 и закрывают межтрубное пространство.

При превышении давления газа в затрубном пространстве над давлением в НКТ шарики 10 отходят от седел 9 и сообщают через отверстия 6 корпуса 1 межтрубное пространство с внутренней полостью НКТ. Пропускная способность клапана перепускного газового отсекателя регулируется штуцерными отверстиями седла 9.

При повышении уровня жидкости выше уровня клапана поплавкового типа 3 происходит всплытие клапана поплавкового типа 3. При всплытии в жидкости уплотнительные фаски 11 клапана поплавкового типа 3 сопрягаются с ответными уплотнительными фасками 12 седла. Происходит отсечение сквозных отверстий 8 втулки 2 под клапанными парами шарик 10 - седло 9.

Применение заявляемого изобретения позволит обеспечить возможность автоматического отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости поступающей из затрубного пространства в клапан перепускной газовый отсекатель, а также обеспечить надежность и простоту операций сборки-разборки клапана без повреждения шлицов седла клапана.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применена для фонтанной, газлифтной эксплуатации скважин, эксплуатации скважин глубинно-насосными установками, комбинированной эксплуатации, в частности для перепуска избыточного давления газовой среды и отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости. Клапан перепускной газовый отсекатель состоит из корпуса, втулки, клапана поплавкового типа и кожуха, которые закреплены гайками. В корпусе выполнены отверстия для сообщения межтрубного пространства с внутренней полостью НКТ. В кожухе выполнены отверстия для перепуска газа. Во втулке выполнены сквозные отверстия. В корпусе установлены клапанные пары, состоящие из седла и шарика. В верхней части клапана поплавкового типа имеются уплотнительные фаски. Седло клапана поплавкового типа имеет ответные уплотнительные фаски. Технический результат заключается в повышении эффективности автоматического отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости, поступающей из затрубного пространства в клапан перепускной газовый отсекатель. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Клапан перепускной газовый отсекатель, содержащий корпус, клапанные пары шарик-седло, штуцерные отверстия седла, отличающийся тем, что оснащен клапаном поплавкового типа с возможностью отсечения сквозных отверстий втулки путем посадки уплотнительных фасок клапана поплавкового типа на ответные уплотнительные фаски седла, при этом клапанные пары шарик - седло установлены внутри корпуса, клапан поплавкового типа установлен в кожухе, имеющем отверстия для перепуска газа и закрепленном снизу гайками.

2. Способ эксплуатации скважин с возможностью перепуска избыточного давления газовой среды, отсечения нефтегазоводяной скважинной жидкости, включающий установку клапана в колонну насосно-компрессорных труб, спуск собранной компоновки в скважину на заданную глубину, посадку шариков на седла и закрытие межтрубного пространства при превышении давления внутри колонны насосно-компрессорных труб над давлением в межтрубном пространстве, подъем шариков от седел и сообщение межтрубного пространства с внутренней полостью насосно-компрессорных труб при превышении давления газа в затрубном пространстве над давлением в насосно-компрессорных трубах, отличающийся тем, что клапан перепускной газовый отсекатель оснащают клапаном поплавкового типа с возможностью отсечения скважинной жидкости, поступающей из затрубного пространства в клапан, при повышении уровня скважинной жидкости выше уровня клапана поплавкового типа, а также с возможностью открытия клапана поплавкового типа при снижении уровня скважинной жидкости в затрубном пространстве.