Перепускной клапан Советский патент 1985 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для эксплуатации скважин в период фонтанирования. Цепь изобретения - упрощение автоматического регулирования процессом перепуска флюида из межтрубного пространства в подъемную колонну труб. .,. , На фиг.1 схематично показан пере пускной клапан; на фиг.2 - установка клапана в скважине. Перепускной клапан имеет корпус 1 с выходным отверстием 2, сильфон 3 большего диаметра, один конец которой прикреплен к выходному отверс тию 2, другой - к седлу 4 клапана. На другой стороне седла 4 закреплен конец сильфона 5 меньшего диаметра, противоположный конец которого прикреплен к нижней части корпуса 1 с входным отверстием 6. На стержне 7 установлен запорный элемент 8. Седло клапана имеет отверстие 9. В корпус 1 вставлен вентиль 10. Пере пускной клапан установлен (фиг.2) на подъемной колонне труб 11 в межтрубном пространстве с эксплуатационной колонной 12. (Иверстие 13 в подъемной колонне соединено с выход ным отверстием 2 клапана. Подъемная колонна на устье имеет дроссельное устройство 14, а межтрубное пространство на устье имеет дроссельное устройство 15. На устье подъемных труб установлен манометр 16, а на устье межтрубного пространства - манометр 17. Перепускной клапан работает следующим образом. По подъемным трубам 11 добываетс нефть вместе с газом. Давление на устье равно Р . Пр межтрубному про странству добывается газ. Давление на устье межтрубного пространства До места установки перепуск ного клапана, нефть поднимается вме те с газом по межтрубному пространс ву, так же, как и по подъемным трубам, В месте установки клапана рабо чее давление в межтрубном пространс ве Р больше рабочего давления внут подъемных труб . Под дейст1вием разницы давлений Рг-Р ЛР седло 4 кл пана перемещается относительно запо ного элемента 8, сжимает сильфон 3, растягивает сильфон 5 и открывает о верстие 9, через которое нефть и ча 92 тично газ перепускаются из межтрубного пространства через входное отверстие 6 в клапане и выходное отверстие 2 в отверстие 13 подьемных труб и смешивается с Нефтью и газом подьемных труб. При этом в случае прорыва большей части газа давление на устье Р( и Р изменяется, однако для сохранения АР const седпо клапш1а перемещается, снижая зазор между клапаном и отверстием в седле,, что приводит к снижению прорыва газа, к восстановлению заданных условий перетока.. Работа плавающего седпа клапана описывается уравнением баланса сил, действующих на него: (F-C)EVp;if-CJ PctF f), (1) где ,- сила пружин сильфоиов боль щего и меньшего диаметров; 1 - давлеиие в подьемных трубах; pj - давление в межтрубном пространстве;F - площадь поперечного сечения сильфона большего диаметра;f - площадь поперечного сечения сильфона меньшего диаметра 9 - площадь Отверстия в седле; . давление в полости корпуса клапана (с наружной стороны сильфонных трубок). В случае равенства Е Е уравнение баланса сил в открытом клапане переписывается в виде p;cp-c)4pUt-cbPc{p-{) Согласно уравнению-, 2) определяют давление о P-tt - bP Ci-c) С. г Перепад давлений ЛР закрытого клапана определяют из уравнения баланса сил закрытого клапана: Pa PcCF-t)P;F()) . (5) Действующей силой является разность давлений Р (до седпа) и Р после седла) АР В,-Рг вне завнсимоси от их абсолютных значений. Разность давлений ДР является основным параметром, определякядим расход флюида, проходящего через седпо.

12

/4

фиа. 2

ПЕРЕПУСКНОЙ КЛАПАН, содержащий корпус, внутри которого размещены седло, запорный элемент с приводом, выполненным в виде сильфонов разного диаметра, образующих герметичную камеру, заполненную газом при заданном давлении, отличающийся тем, что, с целью упрощения автоматического регулирования процессом перепуска флюида из межтрубного пространства в подъемную колонну труб, седло соединено с оДной стороны с сильфоном большего диаметра, а с другой - с сильфоном меньшего диаметра, причем герметичная камера расположена между наружной поверхностью сильфонов и внутренней поверхностью корпуса. (Л С