Скважинный клапан Российский патент 2021 года по МПК E21B34/14 

Описание патента на изобретение RU2761234C1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к конструкции скважинного клапана, который может быть использован для эксплуатации газовых, газоконденсатных, нефтяных обсаженных скважин и скважин поддержания пластового давления.

Известен циркуляционный клапан, внутри корпуса которого установлен поршень с пружиной в верхней части и цангой в нижней части. При срывании цанги с конусного выступа пружина перемещает поршень в нижнее положение. Вскрываются радиальные каналы и происходит сообщение полости труб с областью затрубного пространства, обеспечивая циркуляцию жидкости в прямом и обратном направлениях с помощью продавочных агрегатов (патент РФ №2195553, 27.12.2002).

Недостатком известного устройства является невозможность замены циркуляционного клапана без подъема всей компоновки оборудования на поверхность.

Известен циркуляционный клапан, который содержит уравновешенный полый поршень с уплотнительными элементами и цангой, корпус с радиальными каналами и внутренним выступом для фиксации цанги. В поршне выполнены продольные прорези, в которых шарнирно установлены подпружиненные рычаги. В корпусе выполнена проточка, к поверхности которой прижаты концы рычагов с возможностью перемещения поршня под действием толкателя на противоположные концы рычагов (патент РФ №46039, 10.06.2005).

Недостатком известного циркуляционного клапана является недостаточная надежность, а также невозможность замены клапана, например при присыпании, потере герметичности поршня, без подъема всей компоновки с клапаном на поверхность.

Известен скважинный клапан, содержащий цилиндрический корпус с циркуляционными отверстиями и кольцевой проточкой, выполненной на его внутренней поверхности, цангу, уплотнительные элементы, вставку, выполненную съемной, корпус которой выполнен с возможностью захвата его ловильным инструментом. Скважинный клапан содержит посадочное место для установки съемной вставки, выполненное в виде выступа на внутренней поверхности цилиндрического корпуса. Цанга установлена на корпусе съемной вставки с возможностью фиксации ее буртика в кольцевой проточке цилиндрического корпуса при установке съемной вставки на посадочное место. Достигается технический результат – обеспечение возможности производить обслуживание скважинного оборудования без его подъема на поверхность и извлечения из скважины (патент РФ №2729296,05.08.2020).

При установке в скважине нескольких таких скважинных клапанов с различными съемными вставками для выполнения соответствующих технологических операций нет возможности замены съемных вставок нижерасположенных скважинных клапанов без подъема всей компоновки из скважины, так как после извлечения съемных вставок спускаемую новую вставку можно установить только в корпус верхнего скважинного клапана, а пройти ниже и выйти из полости верхнего корпуса для установки в нижерасположенные корпусы нет возможности.

Технической задачей является снижение затрат на проведение спуско-подьемных операций при установке в скважине нескольких скважинных клапанов с различными съемными вставками за счет обеспечения возможности замены съемных вставок без подъема компоновки оборудования с корпусами скважинных клапанов из скважины, а также предотвращение преждевременной посадки съемной вставки при спуске ее в скважину и обеспечение надежной фиксации вставки в соответствующем корпусе скважинного клапана.

Поставленная задача решается заявляемым скважинным клапаном, содержащим цилиндрический корпус с циркуляционными отверстиями и кольцевой проточкой, выполненной на его внутренней поверхности, съемную вставку, корпус которой выполнен с возможностью захвата его ловильным инструментом, установленную на корпусе съемной вставки цангу с наружным выступом, выполненным с возможностью фиксации его в кольцевой проточке цилиндрического корпуса, при этом, согласно изобретению, корпус съемной вставки состоит из верхней и нижней частей, причем на верхней части установлена верхняя цанга с наружным буртиком, а к нижней части прикреплена нижняя цанга с наружным выступом, на наружной поверхности нижней цанги дополнительно выполнен кодовый выступ, а на внутренней поверхности цилиндрического корпуса – кодовый паз, причем при прохождении через цилиндрический корпус съемная вставка фиксируется внутри него только при совпадении кодового выступа нижней цанги с кодовым пазом цилиндрического корпуса, в исходном положении верхняя цанга упирается в нижнюю цангу и имеет возможность осевого перемещения совместно с верхней частью корпуса съемной вставки относительно нижней цанги после установки кодового выступа нижней цанги в кодовый паз цилиндрического корпуса, при этом на наружной поверхности верхней части корпуса съемной вставки имеется выступ, который прижимает и фиксирует нижнюю цангу после установки ее кодового выступа в кодовый паз цилиндрического корпуса.

На фиг. 1 представлена схема скважинного клапана в момент установки съемной вставки в цилиндрическом корпусе, на фиг. 2 – местный вид А, на фиг. 3 – схема скважинного клапана с установленной и зафиксированной в корпусе съемной вставкой.

Скважинный клапан состоит из цилиндрического корпуса 1 с циркуляционными отверстиями 2. Съемная вставка содержит корпус 3, выполненный в верхней части с возможностью захвата его ловильным инструментом, для чего имеется место захвата 4 ловильным инструментом. Корпус 3 состоит из верхней 5 и нижней 6 частей, причем верхняя часть 5 установлена с возможностью осевого перемещения относительно нижней части 6 при установке вставки в корпус 1.

Съемная вставка содержит нижнюю цангу 7, нижняя часть которой соединена с нижней частью 6 корпуса 3. Нижняя цанга 7 содержит наружный выступ 8 для фиксации его в кольцевой проточке 9 цилиндрического корпуса 1. Также на наружной поверхности нижней цанги 7 выполнен кодовый выступ 10, а на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 – кодовый паз 11, причем таким образом, что при прохождении съемной вставки через цилиндрический корпус 1 вставка фиксируется внутри него только при совпадении кодового выступа 10 нижней цанги 7 с кодовым пазом 11 цилиндрического корпуса 1. Кодовый паз 11 корпуса 1 может быть выполнен, например, в виде определенной формы кольцевой выемки или нескольких выемок, а кодовый выступ 10 нижней цанги 7 имеет соответствующую этой выемке или выемкам форму, например, в виде кольцевого буртика или нескольких буртиков соответствующей формы (на фиг. не показаны).

Съемная вставка содержит также верхнюю цангу 12 с наружным буртиком 13, размещенную над нижней цангой 7 с возможностью осевого перемещения вместе с верхней частью 5 корпуса 3 вставки вниз относительно нижней цанги 7 при фиксации вставки в цилиндрическом корпусе 1, а в исходном транспортном положении верхняя цанга 12 упирается в нижнюю цангу 7 и зафиксирована от перемещения (упирается своим торцем 14 во внутренний бурт нижней цанги 7, на фиг. не показан бурт).

Грязесъемное кольцо 15, установленное в верхней части съемной вставки, служит для удержания механических примесей, от попадания их на цанговый узел, что снижает риск присыпания и осложненного срыва вставки из цилиндрического корпуса 1.

На представленных схемах в цилиндрический корпус 1 установлена съемная вставка, перекрывающая циркуляционные отверстия 2 корпуса 1 для прекращения сообщения между трубным и затрубным пространствами скважины, что дает возможность осуществлять эксплуатацию скважины.

Также, в зависимости от требуемых технологических операций, съемные вставки могут быть выполнены (на фиг. не показаны):

- с радиальными каналами в стенке для сообщения с циркуляционными отверстиями цилиндрического корпуса и с глухой нижней частью для перекрытия внутреннего пространства насосно-компрессорных труб (НКТ) под скважинным клапаном для предотвращения течения жидкости от пространства под скважинным клапаном до устья скважины;

- с установленным внутри обратным клапаном для перекрытия движения жидкости сверху вниз и обеспечения движения жидкости снизу вверх;

- с узлом отвода газа из затрубного пространства для снижения затрубного давления в НКТ и повышения динамического уровня пластовой жидкости в скважине, а также облегчения пластовой жидкости для уменьшения нагрузки на установку электроцентробежного насоса (УЭЦН);

- с установленными в радиальных каналах штуцерами для регулирования добычи пластового флюида из затрубного пространства скважины при глушении проходного канала ниже скважинного клапана заглушкой или другим оборудованием.

Скважинный клапан работает следующим образом.

В скважину на колонне НКТ спускают компоновку внутрискважинного оборудования (на фиг. не показана), в составе которого размещены несколько цилиндрических корпусов 1 с различными кодовыми пазами 11. Компоновку устанавливают на заданной глубине. Съемную вставку спускают в скважину на колонне НКТ, соединенной при помощи инструмента с местом захвата 4 корпуса 3 вставки, до ее установки в том цилиндрическом корпусе 1, кодовый паз 11 на внутренней поверхности которого совмещается с кодовым выступом 10 нижней цанги 7 съемной вставки. Съемная вставка свободно проходит через установленные в компоновке верхние цилиндрические корпусы скважинных клапанов и может устанавливаться в нижерасположенном корпусе при совпадении кодового выступа 10 с кодовым пазом 11. При этом нижняя цанга 7 разжимается, наружный выступ 8 ее устанавливается в кольцевой проточке 9 цилиндрического корпуса 1, кодовый выступ 10 нижней цанги 7 – в кодовом пазу 11 цилиндрического корпуса 1 (фиг. 1). Верхняя цанга 12, упираясь наружным буртиком 13 во внутренний выступ 16 цилиндрического корпуса 1, сжимается и при дальнейшем перемещении вставки вниз выходит из зацепления с нижней цангой 7 и перемещается вместе с верхней частью 5 корпуса 3 вниз до упора последней в торец нижней части 6 корпуса 3 вставки (фиг. 3). Нижняя цанга 7 вставки фиксируется в цилиндрическом корпусе 1 выступом 17, выполненным на наружной поверхности верхней части 5 корпуса 3.

Таким образом, предотвращается преждевременная посадка съемной вставки при спуске ее в скважину и обеспечивается надежная фиксация ее в соответствующем корпусе скважинного клапана только при совпадении кодового выступа 10 нижней цанги 7 с кодовым пазом 11 цилиндрического корпуса 1.

Благодаря полнопроходным цилиндрическим корпусам и выполнению различных кодовых выступов на каждой вставке и соответствующих кодовых пазов на ответном корпусе скважинного клапана, можно использовать в скважине несколько расположенных один за другим скважинных клапанов с различными вставками без сужения проходного канала скважины. Также обеспечивается возможность замены съемных вставок без подъема компоновки оборудования с корпусами скважинных клапанов из скважины, что снижает затраты на проведение спуско-подьемных операций.

Для замены какой-либо съемной вставки с помощью ловильного инструмента производят извлечение съемных вставок вышерасположенных в скважине клапанов, затем заменяемой вставки, и осуществляют спуск и установку новой вставки в требуемый цилиндрический корпус. Так как кодовый выступ спускаемой вставки не совмещается с кодовыми пазами корпусов верхних скважинных клапанов, она проходит через корпусы ниже и устанавливается в своем ответном корпусе.

Похожие патенты RU2761234C1

название год авторы номер документа
Скважинный клапан 2020
  • Змеу Артем Александрович
  • Кунцман Андрей Эдуардович
  • Котляров Артем Леонидович
RU2729296C1
Скважинный циркуляционный клапан 2021
  • Змеу Артем Александрович
  • Котляров Артем Леонидович
RU2765940C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ В СКВАЖИНЕ 2010
  • Бекетов Сергей Борисович
  • Димитриади Юлианна Константиновна
  • Басов Антон Александрович
  • Машков Виктор Алексеевич
RU2453680C1
Клапан-отсекатель и инструмент для механического управления клапаном-отсекателем 2021
  • Котляров Артем Леонидович
  • Змеу Артем Александрович
RU2766383C1
РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ-СОЕДИНИТЕЛЬ ШАРИФОВА ДЛЯ ПАКЕРНОЙ УСТАНОВКИ СКВАЖИНЫ (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Шарифов Махир Зафар Оглы
  • Ибадов Гахир Гусейн Оглы
  • Леонов Василий Александрович
  • Кузнецов Николай Николаевич
  • Набиев Натиг Адил Оглы
  • Гарипов Олег Марсович
  • Иванов Олег Анатольевич
  • Синёва Юлия Николаевна
RU2289012C2
Оборудование для отсоединения и повторного соединения колонны труб с пакером 1990
  • Эфендиев Октай Исмаил Оглы
  • Ахмедов Хикмет Юсиф Оглы
  • Гулиев Гарягды Меджид Оглы
SU1765361A1
СИСТЕМА КАРОТАЖА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СКВАЖИНЕ В ЗОНЕ ПОД ПОГРУЖНЫМ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНЫМ НАСОСОМ 2008
  • Готлиб Михаил Владленович
  • Тургенев Кирилл Анатольевич
  • Орбан Жак
RU2459073C2
Клапан механический 2018
  • Нагуманов Марат Мирсатович
  • Камильянов Тимербай Сабирьянович
  • Ахметшагиев Фанис Кашипович
  • Халилов Руслан Рамилевич
  • Котляров Артем Леонидович
RU2685360C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ ЗАКАЧКИ ЖИДКОСТИ ПО ПЛАСТАМ С АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ ЗАМЕРОМ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА 2015
  • Аминев Марат Хуснуллович
  • Шамилов Фаат Тахирович
  • Лукин Александр Владимирович
  • Салахов Руслан Оликович
  • Суханов Андрей Владимирович
  • Лубышев Даниил Петрович
RU2610484C9
Улавливающее устройство 2019
  • Нагуманов Марат Мирсатович
  • Кутуев Камиль Караметдинович
  • Шайхиев Салават Галимзянович
RU2706281C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 761 234 C1

Реферат патента 2021 года Скважинный клапан

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к конструкции скважинного клапана, который может быть использован для эксплуатации газовых, газоконденсатных, нефтяных обсаженных скважин и скважин поддержания пластового давления. Скважинный клапан содержит цилиндрический корпус с циркуляционными отверстиями и кольцевой проточкой, выполненной на его внутренней поверхности, съемную вставку. Корпус съемной вставки выполнен с возможностью захвата его ловильным инструментом. На корпусе съемной вставки установлена цанга с наружным выступом, выполненным с возможностью фиксации его в кольцевой проточке цилиндрического корпуса. Корпус съемной вставки состоит из верхней и нижней частей. На верхней части установлена верхняя цанга с наружным буртиком, к нижней части прикреплена нижняя цанга с наружным выступом. На наружной поверхности нижней цанги дополнительно выполнен кодовый выступ, на внутренней поверхности цилиндрического корпуса – кодовый паз. При прохождении через цилиндрический корпус съемная вставка фиксируется внутри него только при совпадении кодового выступа нижней цанги с кодовым пазом цилиндрического корпуса. В исходном положении верхняя цанга упирается в нижнюю цангу и имеет возможность осевого перемещения совместно с верхней частью корпуса съемной вставки относительно нижней цанги после установки кодового выступа нижней цанги в кодовый паз цилиндрического корпуса. На наружной поверхности верхней части корпуса съемной вставки имеется выступ, прижимающий и фиксирующий нижнюю цангу после установки ее кодового выступа в кодовый паз цилиндрического корпуса. Достигается технический результат – снижение затрат на проведение спуско-подьемных операций при установке в скважине нескольких скважинных клапанов с различными съемными вставками за счет обеспечения возможности замены съемных вставок без подъема компоновки оборудования с корпусами скважинных клапанов из скважины, а также предотвращение преждевременной посадки съемной вставки при спуске ее в скважину и обеспечение надежной фиксации вставки в соответствующем корпусе скважинного клапана. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 761 234 C1

Скважинный клапан, содержащий цилиндрический корпус с циркуляционными отверстиями и кольцевой проточкой, выполненной на его внутренней поверхности, съемную вставку, корпус которой выполнен с возможностью захвата его ловильным инструментом, установленную на корпусе съемной вставки цангу с наружным выступом, выполненным с возможностью фиксации его в кольцевой проточке цилиндрического корпуса, отличающийся тем, что корпус съемной вставки состоит из верхней и нижней частей, причем на верхней части установлена верхняя цанга с наружным буртиком, а к нижней части прикреплена нижняя цанга с наружным выступом, на наружной поверхности нижней цанги дополнительно выполнен кодовый выступ, а на внутренней поверхности цилиндрического корпуса – кодовый паз, причем при прохождении через цилиндрический корпус съемная вставка фиксируется внутри него только при совпадении кодового выступа нижней цанги с кодовым пазом цилиндрического корпуса, в исходном положении верхняя цанга упирается в нижнюю цангу и имеет возможность осевого перемещения совместно с верхней частью корпуса съемной вставки относительно нижней цанги после установки кодового выступа нижней цанги в кодовый паз цилиндрического корпуса, при этом на наружной поверхности верхней части корпуса съемной вставки имеется выступ, который прижимает и фиксирует нижнюю цангу после установки ее кодового выступа в кодовый паз цилиндрического корпуса.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2761234C1

US 20070221384 A1, 27.09.2007
Скважинный клапан 2020
  • Змеу Артем Александрович
  • Кунцман Андрей Эдуардович
  • Котляров Артем Леонидович
RU2729296C1
ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН 2001
  • Шакиров И.И.
  • Камалов Ф.Х.
RU2195553C1
Способ приготовления пластических масс из эфиров целлюлозы 1935
  • Малян П.Б.
SU46039A1
СИСТЕМА ДЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ОТКРЫТИЯ ОТВЕРСТИЙ ВДОЛЬ СКВАЖИНЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ПОДАЧИ ЧЕРЕЗ НИХ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ 2016
  • Нордхаймер, Дэвид
RU2683294C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ МНОГОСТАДИЙНОГО ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА 2017
  • Пустовалов Михаил Михайлович
  • Рябов Михаил Михайлович
RU2668209C1

RU 2 761 234 C1

Авторы

Змеу Артем Александрович

Кунцман Андрей Эдуардович

Котляров Артем Леонидович

Даты

2021-12-06Публикация

2021-05-24Подача