Клапанное устройство для управления работой газонефтяной скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B34/16 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначено для обеспечения надежной эксплуатации фонтанирующих скважин.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы в условиях повышенного содержания в добываемой жидкости гидратов и механических примесей.

На фиг. 1 показано клапанное устройство и взаимное положение деталей в нормальном режиме эксплуатации, разрез; на фиг. 2 - взаимное положение деталей подпружиненного поршня и толкателя в начальный момент отрыва торцового клапана от посадочного седла; на фиг. 3 - момент очистки канала дросселя стержнем.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с приемной 2 и отводящей

3камерами, гидравлически соединенными между собой через осевой канал

4дросселя 5, стержень 6 очистки осевого канала дросселя 5 и привод. Устройство снабжено стаканом 7. На внутренней поверхности корпуса выполнена ступенчатая расточка 8, в верхней ступени которой размещен стакан 7 с возможностью перекрытия верхней части корпуса 1. Устройство снабжено также посадочным седлом 9, размещенным в нижней ступени расточки 0 корпуса 1, и подпружиненным пружиной

5

0

0

5

0

5

t) поршнем 11 с осевым каналом, кольцевым выступом 12, радиальными щелями 1 3 и торцовым клапаном 14, установленным с возможностью взаимодействия с посадочным седлом 9. Между нижней торцовой поверхностью стакана 7 и посадочным седлом 9 выполнена кольцевая полость 15 для размещения в ней кольцевого выступа 12 поршня 11, установленного с возможностью поочередного взаимодействия его с торцовой поверхностью стакана 7 и посадочным седлом 9 в крайних положениях поршня 11. Стержень 6 очистки осевого канала дросселя, приемная камера 2 и дроссель 5 расположены в осевом канале подпружиненного поршня 11, причем стержень 6 очистки осевого канала дросселя 5 установлен вы- ше радиальных щелей 13, гидравлически связанных с приемной камерой 2 и кольцевой полостью 15. Высота каждой радиальной щели 13 меньше диаметра осевого канала дросселя 5. Привод выполнен в виде подпружиненного пружиной 16, регулируемой гайкой 17, толкателя 18, установленного в корпусе 1 с возможностью взаимодействия с подпружиненным поршнем 11, совместного осевого перемещения их и сообщения кольцевой полости 15 с отводящей камерой 3. В корпусе выполнены два подводящих канала 19 и 20. Канал

5

19 гидравлически соединен с кольцевой полостью, а канал 20 - с выполненной- ниже подпружиненного толкателя 18 полостью 21. В корпусе выполнены также два отводящих канала 22 и 23. Канал 22 гидравлически связан с отводящей камерой 3, а канал 23 через полость 24 и отверстие 25 - с полостью 26, образованной подпружи- ненным поршнем 11 и внутренней поверхностью стакана 7.

Кроме того, устройство содержит корончатый ниппель 27, цилиндрический центрирующий выступ 28, силовой поршень 29 и шток 30, а толкатель 18 имеет сквозные окна 31.

Устройство работает следующим образом.

Пластовая жидкость подается в под водящую магистраль 32, через подводящий канал 19 поступает в кольцевую полость 15 и через радиальные щели 13 - в приемную камзру 2, при этом крупные механические примеси не про- ходят через радиальные щели 13 и оседают в полости 15, а пластовая жидкость через осевой канал 4 дросселя Ьодается в отводящую камеру 3, а детем через отводящий канал 22 выво- дится в отводящую магистраль 33.

При этом поршень 11 с торцовым клапаном 14 плотно поджат к седлу 9 усилием пружины 10 и избыточным давлением, действующим на площадь кольцевого выступа 13, а толкатель 18 находится в крайнем нижнем положении и удерживается в нем пружиной 16, настроенной Гайкой 17 на определенны рабочий перепад давления на дросселе 5.

В процессе эксплуатации скважины осевой канал 4 дросселя 5 начинает забиваться, например, в результате гидратообразования или отложения со- лей на внутренней поверхности дросселя 5, что приводит к уменьшению площади сечения осевого канала Аи, как следствие, к увеличению перепада давления между подводящей 32 и отводящей 33 магистралями.

При этом под действием избыточного давления на силовой поршень 29 толка теля 18 последний через шток 30 сжимает пружину 16 и перемещается вверх до упора в поршень 11. При определенном значении перепада давления на дросселе 5 поршень 29 толкателя .18 преодолевает сопротивление пружины

-

0 5

-

5

0

30

10поршня 11 и гнлие от перепада давления на площадь кольцевого выступа 12. В результате происходит отрыв торцового клапана 14 от седла 9 и пластовая жидкость поступает под торцовый клапан 14, что приводит к резкому перемещению поршня 11 вверх. Центрирующий цилиндрический выступ

28 во время движения поршня вверх задерживает свободное поступление пластовой жидкости в отводящую камеру 3, что способствует поддержанию силовог о контакта между толкателем 18 и поршнем 11 до момента выхода центрирующего выступа 28 из взаимодействия с корпусом 1. После перемещения выступа 28 в кольцевую полость 15 пластовая жидкость вместе с крупными механическими примесями через кольцевой зазор между торцовым клапаном 14 и седлом 9 поступает из камеры 15 в отводящую камеру 3, поршень отбрасывается в крайнее верхнее положение. При этом радиальные щели 13 проходят относительно острой кромки на торцовой поверхности стакана 7, что приводит к скалыванию отложений на входе в них. Одновременно стержень 6 входит в осевой канал 4 дросселя 5 и взаимодействует со слоем отложений на внутренней поверхности качала 4.

Поскольку расход пластовой жидкости через кольцевой зазор между торцовым клапаном 14 и седлом Э значительно превосходит заданный расход через дроссель 5, перепад давления между приемной 32 и отводящей 33 магистралями снижается до значений ниже расчетного на 1 - 1,5 ати, При этом усилием сжатой избыточным давлением пружинь: 16 толкатель 18 возвращается в исходное нижнее положение. Поршень

11усилием сжатой пружины 10 перемещается вниз до контакта торцового клапана 14 с седлом 9. Одновременно стержень 6 выводится из осевого канала 4, что позволяет вновь вести через дроссель 5 добычу пластовой жид- кости.

В случае, если процесс очистки и разрушения отложений на внутренней поверхности дросселя за первый цикл проведен неполностью и перепад давления больше оптимального, процесс его очистки повторяется до тех пор, пока величина перепада давления .не станет равной заданной.

Формула изобретения

Клапанное устройство для управления работой газонефтяной скважины, содержащее цилиндрический корпус с приемной и отводящей камерами, гидравлически соединенными между собой через осевой канал дросселя, стержен очистки осевого канала дросселя и привод, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности работы в условиях повышенного содержания в добываемой жидкости гидратов и меха- нических примесей, оно снабжено стаканом, а на внутренней поверхности корпуса выполнена ступенчатая расточка, в верхней ступени которой размещен стакан с возможностью перекрытия верхней части корпуса, посадочным седлом, размещенным в нижней ступени расточки корпуса, и подпружиненным поршнем с осевым каналом, кольцевым выступом, радиальными щелями и тор- цовым клапаном, установленным с возможностью взаимодействия его с посадочным седлом, причем между нижней торцовой поверхностью стакана и посадочным седлом выполнена кольцевая полость для размещения в ней кольцевого выступа поршня, установленного с возможностью поочередного взаи

Q , 5

модействия его с торцовой поверхностью стакана и посадочным седлом в крайних положениях поршня , а стержень очистки осевого канала дросселя,приемная камера и дроссель расположены в осевом канале подпружиненного поршня, причем стержень очистки осевого канала дросселя установлен выше радиальных щелей, гидравлически связанных с приемной камерой и кольцевой полостью, привод выполнен в виде подпружиненного толкателя, установленного в корпусе с возможностью взаимодействия с подпружиненным поршнем, совместного осевого перемещения их и сообщения кольцевой полости с отводящей камерой, при этом в корпусе выполнены два подводящих канала,один из которых гидравлически соединен с кольцевой полостью, а другой - с выполненной ниже подпружиненного толкателя полостью, и два отводящих канала, один из которых гидравлически связан с отводящей камерой, а другой - с полостью, образованной подпружиненным поршнем и внутренней поверхностью стакана. I

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что высота каждой радиальной щели меньше диаметра осевого канала дросселя.

Изобретение относится к нефтяной и газовой пром-сти и предназначено для обеспечения надежной эксплуатации фонтанирующих скважин. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности работы в условиях повышенного содержания в добиваемой жидкости гидратов и механических примесей. Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с приемной 2 и отводящей 3 камерами, гидравлически связанными между собой через осевой канал 4 дросселя 5, стержень (С) 6 очистки канала 4 дросселя 5 и привод. В верхней ступени, выполненной на § (Л

Of

15

Л

/7