УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ Российский патент 2019 года по МПК E21B34/10 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к внутрискважинному оборудованию, и может использоваться при добыче нефти, промывке и освоении скважин, ликвидации гидратопарафиновых образований.

Известен циркуляционный клапан (RU 2187623 С1, МПК Е21В 34/06, 2002.08.20), 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, причем 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.

Недостатком известного циркуляционного клапана является то, что он представляет собой одноразовое устройство, требует сброса в скважину ударной штанги и может использоваться только во время подъема лифтовых труб для обеспечения слива жидкости в затрубное пространство.

Известен также циркуляционный клапан (RU 2211915 С2, МПК Е21В 34/06, 2003.09.10), содержащий корпус в виде ступенчатого цилиндра с осевым каналом и седлом в днище, подвижно размещенный в корпусе полый ступенчатый золотник, выполненный с жестко связанным с ним кольцевым поршнем и образующий с корпусом кольцевую камеру, каналы в корпусе, связывающие кольцевую камеру с межтрубным пространством, и осевой канал корпуса с кольцевой камерой, причем он снабжен торцевым клапаном, корпус выполнен разъемным в виде верхней и нижней частей с седлом на верхнем торце нижней части корпуса, каналы в корпусе, связывающие кольцевую камеру с межтрубным пространством, выполнены продольными в месте разъема корпуса, канал, связывающий осевой канал корпуса с кольцевой камерой, выполнен дроссельным, в нижней части разъемного корпуса выполнено сужение с уплотнительным кольцом, торцевой клапан охватывает верхнюю часть разъемного корпуса и имеет возможность взаимодействия с седлом на верхнем торце нижней части корпуса, ход полого ступенчатого золотника с жестко связанным с ним ступенчатым кольцевым поршнем ограничен торцом верхней части разъемного корпуса, при этом ступенчатый кольцевой поршень при взаимодействии с уплотнительным кольцом образует герметичное соединение, ступенчатый золотник подпружинен, а диаметр ступенчатого кольцевого поршня в нижней части больше, чем в верхней.

Недостатком известного циркуляционного клапана является то, что его нельзя использовать в скважинах, оборудованных штанговыми насосными установками, нет полной уверенности, что сработает кольцевой ступенчатый поршень, так как обе его ступени находятся в одном цилиндре, торцевое уплотнение не гарантирует надежную герметизацию внутренней полости клапана.

Наиболее близким техническим решением является циркуляционный клапан (RU 2195553 С1, МПК Е21В 49/00, 34/06, 2002.12.27), содержащий корпус с радиальными каналами, уравновешенный полый поршень с уплотнительными элементами и с верхним конусным седлом, причем полый поршень снабжен в верхней части пружиной и в нижней - цангой, а корпус выполнен с внутренним выступом для фиксации цанги.

Недостатком известного циркуляционного клапана является то, что из-за своих габаритных размеров его невозможно применять в скважинах малого диаметра (с эксплуатационной колонной 102 мм). Корпус клапана является монолитным и неразборным. Поршень клапана имеет сложную конструкцию из-за наличия цанги и пружины, а для повторного применения клапана необходимо применение специального оборудования для создания необходимого усилия для сжатия пружины и установки цанги в исходное положение.

Задачей изобретения является создание устройства для селективной обработки с простой по изготовлению и обслуживанию конструкцией, который можно использовать при проведении ремонтных работ в скважинах с эксплуатационной колонной 102 мм, оснащенных пакерными компоновками, повышение его надежности, обеспечение возможности точной настройки клапана для работы на заданной глубине в зависимости от плотности флюида и глубины спуска под динамический уровень.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве, содержащем полый корпус с присоединительными резьбами, гидравлический полый плунжер, центратор, согласно изобретению корпус клапана выполнен монолитным и со сквозными отверстиями, обеспечивающими циркуляцию флюида, корпус оснащен с верхнего торца резьбовым центратором, внутри корпуса расположен гидравлический полый плунжер с центральным каналом и радиальной канавкой в верхней части тела плунжера, плунжер зафиксирован в закрытом положении с помощью штифтов вворачиваемых в корпус.

Полезная модель поясняется на фигурах.

На фиг. 1 изображено Устройство для селективной обработки гидравлическое

На фиг. 2 изображен детальный чертеж элементов устройства

На фиг. 3 - работа Устройства для селективной обработки гидравлическое

Устройство состоит из следующих элементов:

В корпусе 1 с каналом 2 расположен гидравлический полый плунжер 3 удерживаемый при помощи штифтов 4 (возможна установка до шести штифтов, в зависимости от настройки Устройства для селективной обработки гидравлического на срабатывание) вворачиваемых в специальные отверстия 5. Головка штифта 4 упирается в радиальную канавку 6 плунжера и удерживает плунжер от осевого перемещения внутри корпуса 1. Для исключения радиального перемещения плунжера 3 в корпусе 1 диаметр плунжера выполнен одного диаметра с каналом 2.2., так же плунжер выполняет роль седла для стального шара 8, для этого в верхнем торце имеется конусное седло 7. Для предотвращения радиального перемещения шара 8 в корпусе 1 во время приведения в действие плунжера 3, в конструкции предусмотрен центратор 9 со сквозным отверстием 10 для перемещения шара. К корпусу 1 центратор присоединяется с помощью резьбового соединения 11. Для циркуляции флюида, после приведения в действие клапана, из внутренней полости корпуса 1 в затрубное пространство (не показано) в корпусе 1 предусмотрены сквозные радиальные каналы 12. Для монтажа Устройства для селективной обработки гидравлического в конструкции имеются резьбовые соединения 13 и 14.

Устройство для селективной обработки гидравлическое работает следующим образом. Спуск устройства производится на колонне НКТ без шара 8 с закрытыми радиальными каналами 12 в корпусе 1. При необходимости обеспечения циркуляции из полости НКТ в затрубное пространство (не показаны) с устья скважины в полость НКТ сбрасывается стальной шар 8, который садится в конусное седло 7 в верхнем торце плунжера 3. Затем продавочным агрегатом создается избыточное давление в полости НКТ. При этом давление столба жидкости давит на стальной шар 8 расположенном в конусном седле 7. Для надежной фиксации и предохранения от радиальных перемещений шара 8 установлен центратор 9. С ростом давления шар 8 с плунжером 3 перемещаются вниз, срезая штифты 4, и садится на торец 15, ограничивающий его ход. Одновременно открывается гидравлическая связь между полостью НКТ через радиальные отверстия 12 и затрубным пространством, и обеспечивает переток жидкости из полости НКТ в затрубное пространство, или наоборот, из затрубного пространства в полость НКТ.

Настройка Устройства для селективной обработки гидравлического на срабатывание в зависимости от глубины, плотности рабочего флюида, глубины спуска под динамический уровень производится путем изменения количества установленных штифтов 4 и материала изготовления (бронза, латунь, сталь, алюминий).

Для повторного применения клапана достаточно гидравлический полый поршень 3 вернуть в исходное положение и установить штифты 4 в специальные отверстия 5 в корпусе 1.

Преимуществами заявленной полезной модели являются: 1) применение в скважинах с эксплуатационной колонной 102 мм и выше; 2) применение Устройства для селективной обработки гидравлического в составе технологического глубинно-насосного оборудования с пакерными компоновками при проведении ремонтных работ скважин позволяет организовать сообщение затрубного пространства и внутренней полости НКТ при проведении технологических операций, связанных с прямой, обратной или комбинированной прокачкой жидкостей; 3) позволяет проводить селективную обработку и раздельное опробование двух пластов при проведении обработки кислотными составами; 4) обеспечивает высокую степень надежности, безопасности работ, значительную экономию материальных и трудовых ресурсов, за счет сокращения дополнительных спуско подъемных операций для смены компоновки технологического оборудования; 5) имеет простую конструкцию, малый вес, не требует больших материальных затрат на изготовление и специальной профессиональной подготовки при монтаже, демонтаже и приведения устройства в рабочее состояние для повторного использования.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к внутрискважинному оборудованию, и может использоваться при добыче нефти, промывке и освоении скважин, ликвидации гидратопарафиновых образований. Устройство для селективной обработки гидравлическое содержит цилиндрический корпус с наружным диаметром Д=82 мм с присоединительными наружными резьбами Д=46 мм (для присоединения технологического оборудования) и Д=72 мм (для присоединения центратора), длиной 375 мм. Корпус содержит 6 радиально расположенных сквозных отверстий с резьбой Д=6 мм для установки фиксирующих штифтов, 8 радиально расположенных сквозных отверстий диаметром Д=12 мм, расположенных на расстоянии 118 мм от верхнего торца корпуса устройства, 8 радиально расположенных сквозных отверстий диаметром Д=12 мм, расположенных на расстоянии 136 мм от верхнего торца корпуса устройства, цилиндрический гидравлический полый плунжер, установленный внутри корпуса, длиной 142 мм и диаметром Д=50 мм с внутренним сквозным цилиндрическим отверстием Д=28 мм. С верхнего торца плунжера имеется бурт диаметром Д=62 мм с прорезанной канавкой под штифты для фиксации. Центратор установлен в верхней части корпуса с помощью присоединительной резьбы Д=72 мм (для соединения с корпусом) и имеет с верхнего торца присоединительную резьбу Д=62 мм (для присоединения технологического оборудования). В верхней части центратора выполнены два среза под ключ 74 мм для производства монтажных работ и сквозное цилиндрическое отверстие диаметром Д=40 мм внутри центратора для предотвращения перемещения в радиальном направлении стального шара (отверстие выполнено на 4 мм больше диаметра стального шара). Штифты длиной 12 мм и диаметром Д=6 мм со срезаемой головкой длиной 4 мм и диаметром Д=4 мм установлены в радиально расположенные отверстия с резьбой Д=6 мм в корпусе клапана и удерживают гидравлический полый плунжер. Достигается технический результат – обеспечение возможности селективной обработки и раздельное опробование двух пластов при проведении кислотной обработки, упрощение изготовления и обслуживания устройства, повышение надежности и точности настройки клапана. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для селективной обработки гидравлическое, включающее в себя цилиндрический корпус с наружным диаметром Д=82 мм с присоединительными наружными резьбами Д=46 мм (для присоединения технологического оборудования) и Д=72 мм (для присоединения центратора), длиной 375 мм и имеющий 6 радиально расположенных сквозных отверстий с резьбой Д=6 мм для установки фиксирующих штифтов, 8 радиально расположенных сквозных отверстий диаметром Д=12 мм, расположенных на расстоянии 118 мм от верхнего торца корпуса устройства, 8 радиально расположенных сквозных отверстий диаметром Д=12 мм, расположенных на расстоянии 136 мм от верхнего торца корпуса устройства; цилиндрический гидравлический полый плунжер, установленный внутри корпуса, длиной 142 мм и диаметром Д=50 мм с внутренним сквозным цилиндрическим отверстием Д=28 мм, с верхнего торца плунжера имеется бурт диаметром Д=62 мм с прорезанной канавкой под штифты для фиксации; центратор, установленный в верхней части корпуса с помощью присоединительной резьбы Д=72 мм (для соединения с корпусом) и имеющий с верхнего торца присоединительную резьбу Д=62 мм (для присоединения технологического оборудования), также имеются в верхней части центратора два среза под ключ 74 мм для производства монтажных работ и сквозное цилиндрическое отверстие диаметром Д=40 мм внутри центратора для предотвращения перемещения в радиальном направлении стального шара (отверстие выполнено на 4 мм больше диаметра стального шара); штифты длиной 12 мм и диаметром Д=6 мм со срезаемой головкой длиной 4 мм и диаметром Д=4 мм, установленные в радиально расположенные отверстия с резьбой Д=6 мм в корпусе клапана и удерживающие гидравлический полый плунжер.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что имеет возможность применения в скважинах с эксплуатационной колонной диаметром 102 мм.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что имеет в конструкции центратор, направляющий и удерживающий от радиального перемещения сбрасываемого стального шара при создании избыточного давления в полости НКТ для среза штифтов.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что имеет в конструкции срезные штифты, устанавливаемые в корпусе клапаны от 2 до 6 штук, что позволяет регулировать необходимое рабочее давление.