Клапан для герметизации перекрытия канала, соединяющего межтрубное пространство, устанавливаемый в колонне подъёмных труб Российский патент 2019 года по МПК E21B34/12 E21B17/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для герметизации колонны насосно-компрессорных труб. В частности, клапан предназначен для герметизации колонны труб при проведении заключительных работ после цикла освоения скважины методом компрессирования путем закрытия запорного устройства клапана.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен патент RU 2546204, в котором раскрыт пусковая муфта с клапаном, размещенная в колонне насосно-компрессорных труб и выполненная в виде осесимметричного полого тела вращения с резьбой на концах, в боковой стенке которой установлен клапан. Клапан содержит корпус, упор, седло с центральным отверстием и запорный элемент, выполненный в виде жесткого шара с возможностью его перемещения внутри канала цилиндрической формы, сообщающего внутреннюю полость муфты с затрубным пространством. Части цилиндрического канала, обращенные к затрубному пространству и к внутренней полости пусковой муфты, выполнены с меньшими диаметрами, чем диаметр шара. Часть цилиндрического канала, обращенная к внутренней полости пусковой муфты, сообщается с ней посредством дополнительных каналов, выполненных по периферии цилиндрического канала. Часть центрального отверстия седла, примыкающая к упору, выполнена с меньшим диаметром, чем диаметр шара, а седло запорного клапана выполнено из эластомерного материала. Технический результат согласно патенту RU 2546204 заключается в повышении надежности работы клапана.

Недостатком этого устройства является сложная конструкция клапана, при которой существует возможность агрессивного воздействия газожидкостной смеси на седло, канал и цилиндр, а также возможность их засорения взвешенными в жидкой среде частицами. Кроме того закрытие клапана согласно RU 2546204 трудоемкий процесс, в ходе которого создается избыточное давление во внутреннем пространстве трубы, что влияет на возможность выполнения закрытия клапана и негативные воздействия на продуктивный пласт. Кроме того, после операции по закрытию клапана и при необходимости повторного их открытия, оно возможно только после подъема колонны труб и ревизии клапана, а это означает дополнительные спуско-подъемные операции (СПО), что усложняет и замедляет процесс работы. Кроме того, техническое решение согласно RU 2546204 не позволяет проводить соляно-кислотные обработки пласта через устройство клапана, а также гидравлический разрыв пласта, что также означает дополнительные СПО, что в свою очередь усложняет и замедляет процесс работы.

Предлагаемый клапан имеет простую конструкцию, при этом закрытие клапана осуществляется путем передачи крутящего момента на колонну труб, исключена необходимость в дополнительных СПО, обеспечена возможность проведения солняно-кислотной обработки пласта и гидравлического разрыва пласта.

Задачей, решаемой заявленным техническим решением, является устранение по меньшей мере одного недостатка уровня техники.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является надежная герметизация и разгерметизация без дополнительного СПО.

Клапан позволяет прокачивать через себя объемы жидкости в выбранные интервалы обработки. Детали клапана обладают износостойкостью к прокачке песка для гидравлического разрыва пласта (ГРП), операциям по промывке скважин без проведения дополнительных СПО за счет отсечения технологических (пусковых) отверстий путем радиальных нагрузок на колонну спущенных в скважину труб. Клапан предназначен для герметичного перекрытия канала соединяющего межтрубное пространство, устанавливаемого в колонне подъемных труб, при наличии избыточного давления после испытания пласта с целью продолжения различных видов работ (тампонажные работы, кислотные обработки, ГРП, и.т.д. без дополнительного СПО.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технический результат достигается благодаря тому, что клапан для герметизации перекрытия канала, соединяющего межтрубное пространство, устанавливаемого в колонне подъемных труб, содержит внутреннюю трубу, муфту, верхнюю крышку, соединенную с муфтой, и нижнюю крышку, выполненную с возможностью накручивания на муфту и удержания внутренней трубы за счет подшипника, при этом муфта выполнена с возможностью вращения на внутренней трубе и содержит выступ который при ее вращении упирается в сухарь, выполненный с возможностью крепления к внутренней трубе посредством винтов, в трубе 1 выполнено первое проходное отверстие, а в муфте выполнено второе проходное отверстие, имеющие по существу одинаковый диаметр, при совмещенных первом и втором проходных отверстиях клапан находится в открытом положении, при смещении первого проходного отверстия относительно второго проходного отверстия на 180° за счет вращения муфты клапан находится в закрытом положении, в котором обеспечена герметичность соединения внутренней полости внутренней трубы относительно наружного пространства клапана.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 изображено продольное сечение клапана согласно предложенному изобретению.

На Фиг. 2 изображен вид сверху клапана согласно предложенному изобретению. На Фиг. 3 проиллюстрировано соединение отверстий в муфте 5 и трубе 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СО ССЫЛКАМИ НА ЧЕРТЕЖИ

На Фиг. 1 изображен клапан согласно предложенному изобретению. Клапан содержит внутреннюю трубу 1, муфту 5, верхнюю крышку 3, соединенную с муфтой 5, нижнюю крышку 4 выполненную с возможностью накручивания на муфту 5 и удержания трубы 1 за счет подшипника 18, а также упор 7 и ниппель 2. Муфта 5 выполнена с возможностью вращения на трубе 1. Муфта 5 содержит выступ который при вращении муфты 5 упирается в сухарь 6, выполненный с возможностью крепления к трубе 1 посредством винтов 14.

В трубе 1 выполнено первое проходное отверстие 21, а в муфте 5 выполнено второе проходное отверстие 22, имеющие по существу одинаковый диаметр.

Открытое положение клапана обеспечено при совмещенных первом и втором проходных отверстиях 21, 22, соответственно.

При этом, когда вращение муфты 5 осуществляется вправо (по часовой стрелке), если смотреть со стороны верхней крышки 3, происходит перемещение первого проходного отверстия 21 и второго проходного отверстия 22 на 180° друг относительно друга на муфте 5 и трубе 1. Указанное вращение муфты обеспечивает герметизацию внутренней полости трубы с наружным пространством. Величина диаметра указанных первого и второго проходных отверстий на муфте 5 и трубе 1, соответственно, по существу одинакова, варьируется в диапазоне от 1 до 3 мм, и зависит от требуемой глубины снижения уровня жидкости в скважине для вызова притока, исходя из геологического строения пласта и глубины залегания залежей. Диаметр отверстия обратно пропорционален глубине уровня снижения жидкости в скважине, то есть, чем глубже уровень снижения жидкости в скважине, тем меньше диаметр отверстия.

Открытие прохода клапана осуществляется за счет вращения муфты 5 влево (против часовой стрелки), если смотреть со стороны верхней крышки 3, относительно трубы 1 на 180°, при этом происходит совмещение первого проходного отверстия 21 и второго проходного отверстия 22. Для предотвращения самопроизвольного развинчивания верхняя крышка 3, нижняя крышка 4, упор 7, ниппель 2 застопорены винтами. Для обеспечения герметичности в клапане имеются уплотнительные кольца 15, 16, 17 и защитные кольца 8, 9,10. как изображено на Фиг. 3

Закрытие клапана происходит путем вращения вправо на 180° до перекрытия отверстий на внешней и внутренней поверхностях. Открытие клапана в скважине происходит в обратной последовательности операции по закрытию.

Клапан предназначен для герметичного перекрытия канала соединяющего межтрубное пространство, устанавливаемого в колонне подъемных труб, при наличии избыточного давления после испытания пласта, с целью продолжения различных видов работ (тампонажные работы, кислотные обработки, ГРП, и.т.д. без дополнительного СПО. Габаритные размеры, указанные на чертежах, представлены только в качестве варианта осуществления.

Клапан позволяет прокачивать через себя объемы жидкости в выбранные интервалы обработки [предлагаем указать, что конкретно обеспечивает прокачку в выбранные интервалы времени]. Детали клапана обладают износоустойчивостью к прокачке песка для ГРП благодаря материалу, из которого выполнены детали клапана [предлагаем указать материал деталей, иными словами, указать за счет чего достигается износоустойчивость].

Изобретение относится к герметизации насосно-компрессорных труб. Клапан для герметизации перекрытия канала, соединяющего межтрубное пространство, установлен в колонне подъемных труб и содержит внутреннюю трубу, муфту, верхнюю крышку, соединенную с муфтой, и нижнюю крышку, выполненную с возможностью накручивания на муфту и удержания внутренней трубы за счет подшипника. Муфта выполнена с возможностью вращения на внутренней трубе и содержит выступ. Выступ при вращении муфты упирается в сухарь, выполненный с возможностью крепления к внутренней трубе посредством винтов. В трубе выполнено первое проходное отверстие. В муфте выполнено второе проходное отверстие. Отверстия в трубе и муфте имеют по существу одинаковый диаметр. При совмещенных первом и втором проходных отверстиях клапан находится в открытом положении. При смещении первого проходного отверстия относительно второго проходного отверстия на 180° за счет вращения муфты клапан находится в закрытом положении и обеспечивает герметичность соединения внутренней полости внутренней трубы относительно наружного пространства клапана. Достигается технический результат – надежная герметизация и разгерметизация без проведения дополнительных спуско-подъемных операций. 3 ил.

Клапан для герметизации перекрытия канала, соединяющего межтрубное пространство, устанавливаемый в колонне подъемных труб, содержащий

внутреннюю трубу, муфту, верхнюю крышку, соединенную с муфтой, и нижнюю крышку, выполненную с возможностью накручивания на муфту и удержания внутренней трубы за счет подшипника,

при этом муфта выполнена с возможностью вращения на внутренней трубе и содержит выступ, который при ее вращении упирается в сухарь, выполненный с возможностью крепления к внутренней трубе посредством винтов,

в трубе выполнено первое проходное отверстие, а в муфте выполнено второе проходное отверстие, имеющие по существу одинаковый диаметр,

при совмещенных первом и втором проходных отверстиях клапан находится в открытом положении,

при смещении первого проходного отверстия относительно второго проходного отверстия на 180° за счет вращения муфты клапан находится в закрытом положении, в котором обеспечена герметичность соединения внутренней полости внутренней трубы относительно наружного пространства клапана.