СКВАЖИННЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ Российский патент 2018 года по МПК E21B34/06 F16K11/20 

Изобретение относится к области нефтегазодобыващей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения.

Известен клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус с переводником на нижнем конце, во внутренней полости корпуса с переводником на нижнем конце размещены шток, цанга, гайка регулирующая, втулка направляющая, тарель, седло и пружина. При этом клапан-отсекатель снабжен втулкой упорной, втулкой-толкателем с кольцевым буртиком на наружной поверхности и гайкой упорной. Пружина размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем и переводником. Пружина взаимодействует с кольцевым буртиком втулки-толкателя и гайкой упорной. Втулка упорная размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем, седлом и корпусом. Клапан-отсекатель присоединяют к нижней части пакера, который спускают на колонне насосно-компрессорных (НКТ) в эксплуатационную колонну на заданную глубину (патент РФ №2293839, МПК Е21В 34/06, опубл. 20.02.2007 г.).

Недостаток известного клапана-отсекателя заключается в том, что для его закрытия необходимо создать давление в эксплуатационной колонне методом закачки жидкости с устья скважины. Для проверки герметичности закрытия нужно снизить давление над пакером, что трудно сделать, если насос не работает.

Известен скважинный клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий пакер с корпусом, запорный орган с цангой, снабженной лепестками с головкой, механизм управления запорным органом, шток с отверстиями и кольцевой проточкой. Шток снабжен клеткой обратного клапана в верхней части, кольцевым поршнем в средней и механизмом управления в виде ступенчатого кольцевого поршня на нижнем конце, поджатым гайкой и снабженным стаканом с кольцевым выступом, образующим подвижное соединение с удлинителем, связанным с корпусом, выполненным разъемным, снабженным в месте разъема разделительной шайбой и нижним переходником. Ступенчатый кольцевой поршень снабжен гильзой, образующей подвижное соединение в расточке нижнего переходника и кольцевую камеру с удлинителем, гидравлически связанную дренажным отверстием с осевым каналом гильзы. Полости над кольцевым поршнем и над кольцевым выступом гидравлически связаны отверстиями с полостью под пакером. Полость кольцевой камеры над разделительной шайбой связана отверстием с осевым каналом штока. Причем фигурная гайка связана с корпусом перепускного клапана, снабженного посадочной поверхностью на торцовой части, обращенной к посадочному седлу нижнего переходника, в осевом канале которого установлено седло с подпружиненным шаровым клапаном, цанга установлена в разъемном корпусе (патент РФ №2516708, МПК Е21В 34/06, опубл. 20.05.2014 г.).

Недостатком известного скважинного клапана-отсекателя является сложность конструкции, трудность применения в скважинах малого диаметра.

Известен скважинный клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус с седлом и радиальными каналами, внутри которого установлен затвор в виде шара, привод в виде камеры, заполненной сжатым газом, штока с седлом, в нижней части штока выполнены продольные каналы для сообщения пространства над и под затвором и кулачков, радиальный ход которых ограничен втулкой (патент РФ №2021490, МПК Е21В 34/06, опубл. 15.10.1994 г.).

Недостатком известного скважинного клапана-отсекателя является недостаточная надежность, т.к. затвор гидравлически не уравновешен, что может привести к его срабатыванию при изменении давления под пакером.

Известен скважинный затвор, выбранный в качестве прототипа, состоящий из корпуса, ограниченного ниппелем и седлом, образующих камеру, в последней размещен сильфон, заполненный сжатым газом, запорного клапана, установленного на штоке привода запорного клапана в движение и соединенного непосредственно с торцом сильфона, сообщающем запорному клапану возвратно-поступательное перемещение. На корпусе герметично закреплена ступенчатая втулка диаметром, меньшим диаметра ствола скважины. В стенках корпуса и втулки выполнены радиальные окна, расположенные друг перед другом, сообщающие камеру с кольцевой полостью. Над корпусом установлен переводник с радиальными отверстиями, предназначенный для спуска скважинного затвора в скважину и подъема из нее. Ступенчатая втулка выполнена с наконечником, устанавливаемым в посадочный ниппель пакера, разобщающего пространства скважины над и под затвором (патент РФ №2465438, МПК Е21В 34/06, опубл. 27.10.2012 г.).

Недостатком известного скважинного затвора также является недостаточная надежность, т.к. запорный клапан гидравлически не уравновешен, что может привести к его срабатыванию при изменении давления под пакером. В связи с этим в некоторых случаях невозможно применение данного скважинного затвора.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в создании скважинного клапана-отсекателя, гидравлически нейтрального к давлению под пакером, с возможностью настраивания параметров срабатывания и возможностью принудительного его открытия, а также в необходимости расширения арсенала клапанов-отсекателей, используемых для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности работы скважинного клапана-отсекателя, обеспечение возможности настраивания параметров срабатывания скважинного клапана-отсекателя, обеспечение возможности принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

Технический результат достигается тем, что:

- в корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна, ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего;

- камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя;

- камера образована втулкой, размещенной внутри переходника, установленного в верхней части корпуса, штоком и сильфоном, один конец которого связан с нижней частью втулки, а другой - со штоком, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя;

- корпус состоит из соединенных между собой верхнего и среднего корпусов, а также нижнего корпуса, установленного внутри среднего корпуса и ступенчатой втулки, причем нижний корпус своим выступом опирается в торец ступенчатой втулки, при этом входные радиальные окна выполнены в нижнем корпусе, а выходные радиальные окна - в среднем корпусе;

- запорный элемент выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса;

- шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, причем головки лепестков цанги опираются на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра;

- узел уплотнения штока и корпуса выполнен в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами;

- регулировочная гайка зафиксирована от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса;

- узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, а под одним из радиальных отверстий выполнен торцевой канал, соединяющий глухой осевой канал переходника с камерой, внутри переходника установлено седло со сквозными окнами в стенке, зафиксированное в верхнем положении с помощью срезных элементов, при этом сквозные окна сообщены с радиальными отверстиями, а торцевой канал перекрыт стенкой седла, в нижнем положении седло своим буртиком, расположенным над сквозными окнами, опирается на внутренний выступ переходника, при этом глухой осевой канал переходника сообщается с торцевым каналом через расположенное над ним сквозное окно, а через канал, выполненный в буртике над одним из сквозных окон, - с соответствующим данному сквозному окну радиальным отверстием;

- в переходнике выше срезных элементов выполнены сливные отверстия, перекрытые стенкой седла в верхнем его положении и сообщающиеся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла;

- шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом шток опирается на головки лепестков цанги;

- узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, втулка зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов, а над втулкой размещено седло со сквозными окнами в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями в верхнем положении втулки.

Выполнение в корпусе ниже выходных радиальных окон входных радиальных окон, установка ступенчатой втулки на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, установка запорного элемента на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, закрытие корпуса снизу заглушкой обеспечивают повышение надежности работы скважинного клапана-отсекателя за счет исключения влияния давления под пакером на срабатывание скважинного клапана-отсекателя. Выполнение в теле запорного элемента продольных каналов, гидравлически связывающих полости корпуса над и под ним, предназначено для выравнивания давления над и под запорным элементом, что обеспечивает возможность движения запорного элемента вверх (вниз) при закрытии (открытии) скважинного клапана-отсекателя.

То что камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, обеспечивает простоту и удобство настраивания параметров срабатывания (давления открытия и закрытия) скважинного клапана-отсекателя, которые регулируются поджатием пружины с помощью регулировочной гайки.

То что камера образована втулкой, размещенной внутри переходника, установленного в верхней части корпуса, штоком и сильфоном, один конец которого связан с нижней частью втулки, а другой - со штоком, обеспечивает возможность настраивания параметров срабатывания (давления открытия и закрытия) скважинного клапана-отсекателя регулированием давления зарядки камеры газом, а также высокий срок его службы.

Выполнение внутри переходника узла принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя обеспечивает возможность принудительного его открытия для выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

Выполнение корпуса составным, состоящим из соединенных между собой верхнего и среднего корпусов, а также нижнего корпуса, установленного внутри среднего корпуса и ступенчатой втулки, при этом опирание нижнего корпуса своим выступом в торец ступенчатой втулки, выполнение входных радиальных окон в нижнем корпусе, а выходных - в среднем корпусе, обеспечивают технологичность изготовления скважинного клапана-отсекателя.

Запорный элемент может быть выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса, что позволяет сделать его гидравлически нейтральным к давлению под пакером для повышения надежности работы скважинного клапана-отсекателя.

Фиксирование штока от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, при этом опирание головок лепестков цанги на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра, исключают преждевременное срабатывание скважинного клапана-отсекателя при незначительных изменениях давления, что повышает надежность его работы.

Выполнение узла уплотнения штока и корпуса в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами обеспечивает герметизацию камеры для надежной работы скважинного клапана-отсекателя.

Фиксирование регулировочной гайки от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса, повышает надежность работы скважинного клапана-отсекателя.

Выполнение в боковой стенке переходника радиальных отверстий, а под одним из радиальных отверстий - торцевого канала, соединяющего глухой осевой канал переходника с камерой, установка внутри переходника седла со сквозными окнами в стенке, зафиксированного в верхнем положении с помощью срезных элементов, при этом сообщение сквозных окон с радиальными отверстиями, перекрытие торцевого канала стенкой седла, позволяют перед подъемом компоновки на поверхность очистить промывкой межтрубное пространство от скопившегося над пакером песка и шлама. В нижнем положении седло своим буртиком, расположенным над сквозными окнами, опирается на внутренний выступ переходника, при этом глухой осевой канал переходника сообщается с торцевым каналом через расположенное над ним сквозное окно, а через канал, выполненный в буртике над одним из сквозных окон, - с соответствующим данному сквозному окну радиальным отверстием. Данное решение позволяет с помощью шарика, сбрасываемого с устья, произвести разгерметизацию камеры для принудительного открытия клапана-отсекателя с целью выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

Выполнение в переходнике выше срезных элементов сливных отверстий, перекрытых стенкой седла в верхнем его положении, и сообщающихся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла, обеспечивает возможность освобождения колонны НКТ от жидкости при подъеме компоновки на поверхность.

Фиксирование штока от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом опирание штока на головки лепестков цанги, исключают преждевременное срабатывание скважинного клапана-отсекателя при незначительных изменениях давления, что повышает надежность его работы.

Фиксирование втулки в верхнем положении с помощью срезных элементов, размещение над втулкой седла со сквозными окнами в стенке, которые сообщены в верхнем положении втулки с радиальными отверстиями, выполненными в боковой стенке переходника, позволяют перед подъемом компоновки на поверхность очистить промывкой межтрубное пространство от скопившегося над пакером песка и шлама, а с помощью шарика, сбрасываемого с устья, переместить шток с запорным элементом в нижнее положение для принудительного открытия клапана-отсекателя с целью выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

На фиг. 1 представлена схема скважинного клапана-отсекателя в исходном (открытом) положении, на фиг. 2 - в закрытом положении, на фиг. 3 - в принудительно открытом положении, на фиг. 4 - вариант исполнения скважинного клапана-отсекателя с сильфоном в исходном (открытом) положении.

Скважинный клапан-отсекатель (фиг. 1-3) содержит корпус, состоящий из верхнего 1, среднего 2, нижнего 3 корпусов, ступенчатую втулку 4. В верхней части корпуса 1 установлен переходник 5, выполненный с глухим осевым каналом 6. Верхний корпус 1, средний корпус 2 и ступенчатая втулка 4 соединены между собой посредством резьбы. Нижний корпус 3 установлен внутри среднего корпуса 2 и ступенчатой втулки 4, при этом опирается своим выступом 7 в верхний торец ступенчатой втулки 4. Ступенчатая втулка 4 выполнена с наконечником 8. Между внешней поверхностью нижнего корпуса 3 и внутренней поверхностью ступенчатой втулки 4 имеется кольцевой зазор 9, сообщающийся с полостью 10 корпуса через входные радиальные окна 11, выполненные в нижнем корпусе 3. В среднем корпусе 2 выполнены выходные радиальные окна 12. Внутри корпусов 1, 2, 3 размещен шток 13, имеющий возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения. На штоке 13 установлен запорный элемент 14, выполненный в виде поршня с радиальными каналами 15 в боковой стенке. Наружная поверхность запорного элемента 14 сопряжена с внутренней поверхностью нижнего корпуса 3. В исходном положении клапана-отсекателя (фиг. 1) радиальные каналы 15 совмещены с входными радиальными окнами 11. Нижний корпус 3 закрыт снизу заглушкой 16, при этом полости 10, 17 соответственно над и под запорным элементом 14 гидравлически связаны через продольные каналы 18 в теле последнего. Переходником 5, верхним корпусом 1, штоком 13 и узлом уплотнения штока и корпуса А образована камера 19 привода запорного элемента 14 в движение, заполненная атмосферным воздухом. Ниже узла уплотнения штока и корпуса А (например, в виде втулки или втулок с уплотнительными кольцами) на шток 13 установлена пружина 20, которая поджата с заданным усилием с помощью регулировочной гайки 21, зафиксированной от раскручивания с помощью фиксаторов 22, установленных в продольных отверстиях 23 среднего корпуса 2. Шток 13 зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги 24 и цилиндра 25, установленных внутри камеры 19, причем головки 26 лепестков цанги 24 опираются на кольцевой выступ 27, выполненный на внутренней поверхности цилиндра 25. Переходник 5 имеет в верхней части резьбу для соединения с инструментом для спуска клапана-отсекателя в скважину и подъема из нее. Внутри переходника 5 выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя, для чего в боковой стенке переходника 5 выполнены радиальные отверстия 28, а также торцевой канал 29 под одним из радиальных отверстий 28, сообщающий глухой осевой канал 6 с камерой 19. Внутри переходника 5 размещено седло 30 со сквозными окнами 31 в стенке. Предусмотрены два положения седла 30 внутри переходника 5 - верхнее и нижнее. В верхнем положении (фиг. 1, 2) седло 30 зафиксировано с помощью срезных элементов 32, при этом сквозные окна 31 сообщены с радиальными отверстиями 28, а торцевой канал 29 перекрыт стенкой седла 30. В нижнем положении (фиг. 3) седло 30 своим буртиком 33, расположенным над сквозными окнами 31, опирается на внутренний выступ 34 переходника 5. При этом глухой осевой канал 6 сообщается с торцевым каналом 29 через расположенное над ним сквозное окно 31, а через канал 35, выполненный в буртике 33 над одним из сквозных окон 31, - с соответствующим данному сквозному окну 31 радиальным отверстием 28. Выше срезных элементов 32 выполнены сливные отверстия 36, перекрытые стенкой седла 30 в верхнем его положении (фиг. 1, 2), и сообщающиеся с глухим осевым каналом 6 в нижнем положении седла 30 (фиг. 3).

Камера 19 привода запорного элемента 14 в движение может быть образована втулкой 37, установленной внутри переходника 5, штоком 13 и сильфоном 38, один конец которого связан с нижней частью 39 втулки 37, а другой - со штоком 13 (фиг. 4). Камера 19 при этом заполнена сжатым газом через втулку 37. В данном исполнении скважинного клапана-отсекателя шток 13 зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги 24, установленной в верхней части камеры 19 при помощи упора 40 и зафиксированной снизу гайками 41. При этом шток 13 опирается на головки 26 лепестков цанги 24. Втулка 37 зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов 32. Над втулкой 37 расположено седло 30 со сквозными окнами 31 в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями 28 переходника 5 в верхнем положении втулки 37.

Работа скважинного клапан-отсекателя, изображенного на фиг. 1-3, происходит следующим образом.

Параметры открытия и закрытия скважинного клапана-отсекателя регулируются поджатием пружины 20 регулировочной гайкой 21. Скважинный клапан-отсекатель устанавливают над пакером (на фиг. не показан).

Компоновку, содержащую пакер, скважинный клапан-отсекатель, спускают на колонне НКТ на требуемую глубину. Производят посадку пакера. Под действием гидростатического давления столба скважинной жидкости шток 13 с запорным элементом 14, сжимая пружину 20, начинают двигаться вверх, при этом сжимается цанга 24 и головки 26 ее лепестков срываются с внутреннего выступа 27 цилиндра 25. В результате входные радиальные окна 11 перекрываются боковой стенкой запорного элемента 14 (фиг. 2). Скважинный клапан-отсекатель приводится в закрытое положение, и скважинная жидкость перестает поступать в надпакерную зону (не показана). Колонну НКТ поднимают на поверхность и спускают скважинный насос (не показан). После запуска скважинного насоса гидростатическое давление столба скважинной жидкости уменьшается, и когда оно станет ниже давления открытия скважинного клапана-отсекателя, шток 13 с запорным элементом 14 возвращаются в нижнее положение (фиг. 1). Скважинная жидкость из подпакерной зоны (не показана) по кольцевому зазору 9, через входные радиальные окна 11 и радиальные каналы 15 запорного элемента 14, а далее через выходные радиальные окна 12 поступает в надпакерную зону и далее на прием насоса.

В случае остановки насоса и увеличения гидростатического давления столба скважинной жидкости до давления закрытия скважинного клапана-отсекателя, последний приводится в закрытое положение выше описанным образом (фиг. 2).

Для извлечения клапана-отсекателя из скважины нужно принудительно привести его в открытое положение (для выравнивания давления над и под пакером). Для этого в скважину спускают колонну НКТ и соединяют с переходником 5. Для выноса осевших над пакером механических примесей на поверхность осуществляют промывку подачей жидкости в колонну НКТ. При этом жидкость через сквозные окна 31 седла 30 и радиальные отверстия 28 переходника 5 поступает в межтрубное пространство над пакером (не показано). Промывку проводят до тех пор, пока из межтрубного пространства не начнет поступать чистая жидкость. Затем промывку останавливают, бросают в колонну НКТ шар 42 (фиг. 3), который садится на седло 30. В колонне НКТ нагнетанием жидкости создают давление, под действием которого срезные элементы 32 срезаются, и седло 30 перемещается в нижнее положение. При этом седло своим буртиком 33 опирается на внутренний выступ 34 переходника 5. В результате, глухой осевой канал 6 сообщается с торцевым каналом 29 через расположенное над ним сквозное окно 31 седла 30, а через канал 35, выполненный в буртике 33 седла 30 над одним из сквозных окон 31, - с соответствующим данному сквозному окну 31 радиальным отверстием 28 переходника 5. Жидкость попадает из межтрубного пространства в камеру 19, в результате чего давление в ней выравнивается с гидростатическим давлением столба скважинной жидкости. Шток 13 с запорным элементом 14 перемещаются вниз, и радиальные каналы 15 совмещаются с входными радиальными окнами 11. При подъеме клапана-отсекателя происходит освобождение колонны НКТ от жидкости через сливные отверстия 36 переходника 5.

Работа скважинного клапан-отсекателя, изображенного на фиг. 4, происходит следующим образом.

Перед спуском скважинного клапана-отсекателя в скважину камера 19 через втулку 37 заряжается сжатым газом на расчетное давление. Скважинный клапан-отсекатель устанавливают над пакером (на фиг. не показан).

Компоновку, содержащую пакер, скважинный клапан-отсекатель, спускают на колонне НКТ на требуемую глубину. Производят посадку пакера. Под действием гидростатического давления столба скважинной жидкости сильфон 38 сжимается, поднимая шток 13 с запорным элементом 14 вверх. При этом сжимается цанга 24 и шток 13 срывается с головок 26 ее лепестков. В результате входные радиальные окна 11 перекрываются боковой стенкой запорного элемента 14, и скважинная жидкость перестает поступать в надпакерную зону. Колонну НКТ поднимают на поверхность и спускают скважинный насос. После запуска скважинного насоса гидростатическое давление столба скважинной жидкости уменьшается, и под действием сжатого газа в камере 19 сильфон 38 удлиняется, перемещая шток 13 с запорным элементом 14 в нижнее положение. Скважинная жидкость из подпакерной зоны по кольцевому зазору 9, через входные радиальные окна 11 и радиальные каналы 15 запорного элемента 14, а далее через выходные радиальные окна 12 поступает в надпакерную зону и далее на прием насоса.

В случае остановки насоса и увеличения давления жидкости сильфон 38 сжимается, шток 13 с запорным элементом 14 перемещаются вверх, и клапан-отсекатель закрывается.

Для принудительного открытия и извлечения клапана-отсекателя, изображенного на фиг. 4, в скважину спускают колонну НКТ и соединяют с переходником 5. Для выноса осевших над пакером механических примесей на поверхность осуществляют промывку подачей жидкости в колонну НКТ. При этом жидкость через сквозные окна 31 седла 30 и радиальные отверстия 28 переходника 5 поступает в межтрубное пространство над пакером. Промывку проводят до тех пор, пока из межтрубного пространства не начнет поступать чистая жидкость. Затем промывку останавливают, бросают в колонну НКТ шар 42, который садится на седло 30. В колонне НКТ нагнетанием жидкости создают давление, под действием которого срезные элементы 32 срезаются. Седло 30 вместе с втулкой 37, нижней ее частью 39 и упором 40 движутся вниз, при этом упор 40 толкает вниз шток 13, и последний вместе с запорным элементом 14 перемещаются в нижнее положение. Радиальные каналы 15 совмещаются с входными радиальными окнами 11. При подъеме клапана-отсекателя происходит освобождение колонны НКТ от жидкости через радиальные отверстия 28 переходника 5.

Из уровня техники не выявлено решение, которому присуща совокупность признаков, совпадающая с совокупностью отличительных признаков заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявленное изобретение не следуют явным образом из уровня техники, что обусловливает его соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Скважинный клапан-отсекатель испытан в скважинных условиях, доказал свою работоспособность, может быть реализован на машиностроительном предприятии и использован в нефтегазовых скважинах. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет проводить ремонтные работы без глушения скважины, тем самым защищает продуктивный пласт от воздействия кольматирующих частиц, сокращает затраты на растворы глушения и время вывода скважины на технологический режим. Повышается надежность работы скважинного клапана-отсекателя, обеспечивается возможность настраивания параметров срабатывания скважинного клапана-отсекателя и возможность принудительного его открытия.

Изобретение относится к области нефтегазодобыващей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения. Скважинный клапан-отсекатель содержит корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения. В корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна. Ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна. Запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока. Корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего. Технический результат заключается в повышении надежности работы скважинного клапана-отсекателя. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Скважинный клапан-отсекатель, содержащий корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения, отличающийся тем, что в корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна, ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего.

2. Скважинный клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

3. Скважинный клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что камера образована втулкой, размещенной внутри переходника, установленного в верхней части корпуса, штоком и сильфоном, один конец которого связан с нижней частью втулки, а другой - со штоком, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

4. Скважинный клапан-отсекатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что корпус состоит из соединенных между собой верхнего и среднего корпусов, а также нижнего корпуса, установленного внутри среднего корпуса и ступенчатой втулки, причем нижний корпус своим выступом опирается в торец ступенчатой втулки, при этом входные радиальные окна выполнены в нижнем корпусе, а выходные радиальные окна - в среднем корпусе.

5. Скважинный клапан-отсекатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса.

6. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, причем головки лепестков цанги опираются на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра.

7. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что узел уплотнения штока и корпуса выполнен в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами.

8. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что регулировочная гайка зафиксирована от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса.

9. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, а под одним из радиальных отверстий выполнен торцевой канал, соединяющий глухой осевой канал переходника с камерой, внутри переходника установлено седло со сквозными окнами в стенке, зафиксированное в верхнем положении с помощью срезных элементов, при этом сквозные окна сообщены с радиальными отверстиями, а торцевой канал перекрыт стенкой седла, в нижнем положении седло своим буртиком, расположенным над сквозными окнами, опирается на внутренний выступ переходника, при этом глухой осевой канал переходника сообщается с торцевым каналом через расположенное над ним сквозное окно, а через канал, выполненный в буртике над одним из сквозных окон, - с соответствующим данному сквозному окну радиальным отверстием.

10. Скважинный клапан-отсекатель по п.9, отличающийся тем, что в переходнике выше срезных элементов выполнены сливные отверстия, перекрытые стенкой седла в верхнем его положении и сообщающиеся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла.

11. Скважинный клапан-отсекатель по п.3, отличающийся тем, что шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом шток опирается на головки лепестков цанги.

12. Скважинный клапан-отсекатель по п.3, отличающийся тем, что узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, втулка зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов, а над втулкой размещено седло со сквозными окнами в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями в верхнем положении втулки.