Запорный клапан для испытателя пластов Советский патент 1986 года по МПК E21B49/00 

2.Клапан по п. 1, отличающийся тем, что седло выполнено из упругого материала.

3.Клапан по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что корпус выполнен с внутренним выступом для взаимодействия с цангой.

Изобретение относится к нефтегаздобывающей промышленности, а именно к испытательному скважинному оборудованию.

Цель изобретения - повьш1ение на- дежности клапанов в работе, а также предотвращение заклинивания подвижных упоров в скважинкой среде и про давленивания рабочего органа через седло при повышенных переходах дав- ления.

На фиг. 1 представлен запорный клапан в растянутом состоянии устройства, соответствующем его спуску в скважину, на фиг. 2 - то же, в сжатом состоянии, на фиг. 3 - то же, вариант исполнения, на фиг. 4 - то же, вариант исполнения, с двумя цанговыми опорами.

Запорный, клапан состоит из што- ка 1 и корпуса 2, внутри которого в стакане 3 установлена полая эластичная резиновая втулка выполняющая функцию деформируемого седла 4 клапана. Шток 1 и корпус 2 связаны между собой посредством шлицевого узла 5, предназначенного для передачи осевых и крутящих нагрузок, В средней части клапана шток 1 и корп 2 образуют узел гидравлического ура новешивания, состоящий из двух камер 6 и 7, одна из которых связана с внутритрубным, а вторая с затру ным пространством. В нижней части шток 1 связан с поршневой головкой 8, на которой нарезаны цанговые лепестки 9, выполняющие роль подвижного упора. Между корпусом 2 и ста- kaHOM 3 имеется кольцевой зазор 10, связанньй с помощью радиальных от- верстий 11 и 12 подклапанную и над- . клапанную зону внутритрубного про4. Клапан по пп. 1 и 2, о т л и- чающийся тем, что, с целью предотвращения продавливания рабочего органа через седло при повьппенных перепадах давления, он снабжен установленной под нижним торцом седла цанговой опорой для взаимодействия с запорным органом.

странства в обход деформируемого седла 4, т„е. выполняющий функцию уравнительного канала. Поршневая головка 8 снабжена подвижным уплотнением 13. Таким образом, поршневая головка 8, канал 10 и радиальные отверстия 11 и 12 представляют собой уравнительный клапан, управля- посредством осевых перемещений штока 1 . В верхней части деформируемо седло 4 снабжено предохранительным металлическим стаканчиком 14, а нижним торцом оно опирается на переводник 15, поджимающий седло 4 до упора в выступ 16. Глубинный прибор 17 спускается в подклапанную зону на картонажном кабеле 18 или проволоке. Вьше прибора 17 на кабеле 18 устанавливается запорный орган 19 с сальником 20.

Во втором примере исполнения запорного клапана выступ 16 отсутствует, а вместо него используется конусное гнездо 21, выполненное на предохранительном стаканчике 14 для взаимодействия с цанговыми лепестками 9

Кроме того, возможен пример исполнения клапана, когда сжимаемая цанга устанавливается между нижней опорой и деформируемым седлом 4, что также предотвращает продавливание запорного органа 19 сквозь седло 4, но не позволяет использовать дополнительный положительный эффект сжимаемой опоры, уменьшающей выдавливание .резины под действием перепада давления,

В связи с этим используется запорный клапан,,в котором применяются две цанги. Нижняя цанга 22 выполняет функцию подвижной опоры, предназначенной для ограничения перемеще

ния запорного органа 19, а верхняя 9 используется в качестве деформируемого вовнутрь упора, снижающего эффект вьздавливания резины в зазор между цангой и кабелем при повышенных перепадах давления. Устройство работает следующим образом.

Перед спуском в скважину клапан при помощи резьбы соединяется с колонной труб и другими узлами испытательного инструмента, причем испытатель пластов должен быть установлен в скважине ниже запорного Клапана. В процессе спуска клапан находит ся в растянутом состоянии под действием веса нижерасположенной части испытательного инструмента, а также благодаря наличию узла гидравлического уравновешивания.

После установки испытателя пластов на требуемую глубину в подкла- панную зону внутритрубного пространства испытательного инструмента спускается глубинный прибор 17. В связи с тем, что в растянутом положении клапана, диаметр сквозного осевого канала в цанге 9 и деформируемом седле 4 .превышает на несколько тугиллимет ров наружный диаметр прибора 17 и запорного органа 19, последние беспрепятственно проходят в подклапан- |Ное пространство.

После этого осуществляется паке- ровка, для чего шток 1 движется вниз относительно корпуса 2 и при помощи цанговых лепестков 9 сжимает деформируемое седло 4. При этом поршневая головка 8 устанавливается ниже ради

«О

альных отверстий 12, а цанговые лепестки 9, взаимодействуя с выступом 16, поджимаются вовнутрь.

В сжатом положении клапана, когда верхняя муфта штока 1 насажена на верхний торец корпуса 2, диаметры ., внутренних осевых каналов деформируе- гЛого седла 4 и цанги 9 становятся на несколько миллиметров меньше наружного диаметра запорного органа 19.

0

5

Q

0

5

В конце процесса пакеровки открывается приемный клапан испытателя пла- стов и осутцествляется вызов притока пластового флюида в трубы. По окончании открытого периода испытания при необходимости записи КВД производится натяжка кабеля 18 или проволоки до упора корпуса снизу в деформируемое седло 4, чем обеспечивается начальная герметизация под- пакерной зоны скважины по внутри- трубному пространству. Начиная с этого момента, глубинный, манометр,уста- новленньй в приборе ,17, фиксирует процесс восстановления давления в замкнутом объеме (закрытый период испытания). По мере нарастания забойного давления запорный орган 19 дополнительно вда.вливается в деформируемое седло 4. до тех пор, пока не упрется в сжатые цанговые лепестки 9, которые предотвращают самопроизвольную разгерметизацию клапана даже при воздействии максимального перепада давления, что характерно для газовых скважин при проведении испытаний с вьгходом газа в атмосферу. Кроме того, сжатые цанговые лепестки 9 при этом выполняют дополнительную (очень полезную) функцию сжимаемой опоры, уменьшающей отрицательный эффект вьщавливания резины деформируемого седла 4 в зазор меладу цангой 9 и кабелем 18, в связи с чем увеличивается ресурс работы седла 4 .

По окончании процесса записи КВД производится натяжка колонны труб, что вызывает движение потока 1 вверх, При этом цанговые лепестки 9 разжимаются, снижается усилие деформации деформируемого седла 4, открывается уравнительный клапан и выравнивается давление в зонах выше и ниже седла 4, что облегчает возврат последнего в . исходное положение и освобождение осевого канала клапана. При необходимости цикл исследований может быть повторен.

фиг. г

Редактор О, Бугир

Составитель И; Кепке Техред И,Попович

Заказ 2426/27Тираж 548

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г. Решетник

Подписное