Устройство для перекрытия скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B33/03 E21B43/12 

1090853 от. 1984 года содержащая фонтанную арматуру, установленный в скважине клапан-отсекатель, соединенный через за- трубную зону скважины с расположенной на поверхности системой управления, установленные на выкиде фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давления.

Эти устройство для перекрытия скв. металлоемки, сложны для монтажа и обслуживания и менее надежны в работе.

Эти недостатки обусловлены тем, что в качестве канала для подачи рабочего агента к скважинному клапану-отсекателю используются соответственно два ряда колонн подъемных труб и затрубная зона. В обоих случаях закрытие клапана-отсекателя в аварийных и пожароопасных ситуациях требует большого времени из-за необходимости стравливания давления из большого межтрубного пространства.

Предохранительная система обоих комплексов включает в себя металлоемкую, сложную по управлению систему управления с электро- или пневмоприводом, которая менее надежна в работе из-за наличия утечек в местах соединений. Пилотный клапан низкого давления указанных предохра- нительных систем не позволяет использовать давление самой скважины.

Прототипами предполагаемого изобретения являются устройство для перекрытия скважин комплексов управляемых клапа- нов-отсекателей как отечественной так и за- рубежной конструкции, содержащие установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапа- ном-отсекателем (см. BAKER EACTERN DIVISION 1978-79 Catalog стр. 598 - 609), и Оборудование для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с устройствами предупреждения открытых фонтанов (каталог стр, 6-16 ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1989 г.). Эти устройства для перекрытия скв., также как и другие, менее надежны в работе, металлоемки и сложны при монтаже и обслуживании благодаря наличию в составе сложной системы управления и пилота низкого давления, не способного сообщать давление самой скважины с системой управления,

Целью настоящего изобретения является повышения надежности работы устройства, за счет возможности использования как принудительного, так и автоматического

управления им при одновременном упрощении конструкции и обслуживания.

Для достижения этой цели в известной устройство для перекрытия скважины содержащей установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем система управления выполнена в виде мультипликатора, соединенного ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, а низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, связанного с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры.

На фиг. 1 показано устройство для перекрытия скважины по изобретению; на фиг. 2 - конструкция пилотного клапана низкого давления; на фиг. 3 - конструкция пилотного клапана высокого давления; на фиг. 4 - конструкция мультипликатора.

Устройство для перекрытия скважины по предлагаемому изобретению (см. рис. 1) содержит фонтанной арматуры 1, скважин- ного клапана-отсекателя 2, который соединен с мультипликатором 3 со стороны высокого давления через трубку управления 4. На выкидной линии 5 фонтанной арматуры через вентили 6 установлены пилотные клапаны 7 низкого давления (рис. 2) и высокого давления 8 (рис. 3).

Пилотные клапаны 7 и 8, ступень низкого давления мультипликатора 3 и соленоидный клапан 9 соединены между собой сигнальной линией 10, на которой установлен обратный клапан 11 для принудительного ручного открытия скважинного клапана-отсекателя. На сигнальной линии 10 также установлены температурные предохранители 12 для стравливания давления

из сигнальной линии в пожароопасных ситуациях.

Конструкция пилотного клапана низкого давления (см. рис. 2) содержит цилиндра 13, внутри которого размещена пружина 14,

удерживающая нижний поршень 15 в верхнем положении. К цилиндру 13 сверху присоединена гайка 16, к последней - шток 17 для предварительного сжатия на необходимую величину пружины 14 через верхний

поршень 18. Между верхним 18 и нижним 15

поршнями образуется герметичная камера а, соединенная с верхним подводом 19. На поверхности цилиндра 13 имеется разрядное отверстие в. При контакте поверхности б нижнего поршня 15 с уплотнителем 20, установленным внутри корпуса 21, прекращается разрядка камеры г через отверстие в. Внутри корпуса 21 размещено седло 22 с уплотнительным кольцом 23, через которое проходит хвостовая часть нижнего поршня 15.

К корпусу 21 сбоку присоединен нижний подвод 24, а снизу - переводник 25, внутри которого размещен обратный клапан 26, предварительно прижатый к седлу 22 пружиной 27. Соединение корпуса 21 с переводником 25 герметизируется уплотнительным кольцом 28.

Конструкция пилотного клапана (см. рис. 3) высокого давления предназначена для стравливания давления из сигнальной линии 10 при повышении давления на вы- киде фонтанной арматуры, которое происходит благодаря разности площадей прохода седла и прохода переводника (см. рис. 3).

Конструкция мультипликатора (см. рис. 4) имеющего ступень высокого и низкого давления, обеспечивает любую величину давления, необходимого для открытия сква- жинного клапана-отсекателя 2, благодаря разности площадей ступенчатого поршня.

Для подробного ознакомления с устройством и принципом работы пилотного клапана высокого давления 8 и мультипликатора 3 смотри каталог ЦИНТИХИМНЕФ- ТЕМАШ.

Устройство работает следующим образом.

После монтажа устья по рис. 1 через обратный клапан мультипликатора производится заполнение рабочим агентом (маслом) объема трубки управления 4 и мультипликатора 3 (см. рис. 4) ниже ступенчатого поршня, после чего вентиль 6 под пилотным клапаном низкого давления 7 закрывается. Затем навинчиванием штока 17 (см. рис. 2) производится движение поршней 15 и 18 вниз и обратный клапан 26 удерживается в открытом положении. Далее через обратный клапан 11 (см. рис. 1) в ступени низкого давления мультипликатора 3 (см, рис. 4) создается давление, благодаря которому ступенчатый поршень двигаясь вниз вытесняет рабочий агент (масло) из ступени высокого давления в камеру сква- ж|/1нного клапана-отсекателя 2 (см. рис. 1) и последний открывается и удерживается в открытом состоянии. Скважина начинает работать и после стабилизации давления на

выкиде фонтанной арматуры 1 вентиль 6 под пилотом 7 низкого давления (см. рис. 1) открывается и давление самой скважины через обратный клапан 26, нижний подвод 23,

верхний подвод 19 поступает в камеру а (см. рис. 2), а через сигнальную линию 10 поступает к ступенй нИзкого давления мультипликатора 3 и соленоидному клапану (см. рис. 1). После этого шток 17 пилотного кла0 пана 7 переводится в верхнее положение и под действием давления в камере а верхний поршень 18 также поднимается наверх до упора штока, а нижний поршень 15 под действием этого же давления остается в

5 нижнем положении, удерживая обратный клапан 26 (см. рис. 2) открытым. В таком состоянии предохранительная система обеспечивает безопасную эксплуатацию скважины в автоматическом режиме.

0 В случаях возможных аварийных ситуаций:

1.Пожароопасных ситуациях (повышение температуры на устье скважины выше допустимой величины) - расплавляется

5 плавкая пробка у предохранителей температурных 12, сигнальная линия 10 сообщается с атмосферой, освобождаются пружины 14 и 27, поршень 15 (см. рис. 2) мгновенно поднимается наверх до упора в поршень 18, обратный клапан 26 закрывает0 ся и через отверстие в также происходит стравливание давления из сигнальной линии 10.

В этом процессе ступенчатый поршень мультипликатора 3 (см, рис. 4) под действи5 ем освобожденной пружины и давления в ступени высокого давления возвращается в верхнее положение, рабочий агент из камеры скважинного клапана-отсекателя 2 через трубку управления 4 вытесняется обратно в

0 ступень высокого давления мультипликатора 3 и клапан-отсекатель 2 (см. рис. 1) герметично закрывает ствол скважины.

2.При понижении давления на выкидной линии фонтанной арматуры усилие,

5 удерживающее нижний поршень 15 (см. рис. 2) уменьшается и происходит процесс, аналогичный описанному в п. 1.

3.При повышении давления в выкидной линии фонтанной арматуры 1 (см. рис. 1)оно

0 действует на площадь (см рис. 3), открывая проход седла и давление в сигнальной линии 10 (см. рис. 1) стравливается, благодаря чему происходит процесс, описанный в п. 1 и клапан-отсекатель 2 закрывается.

0 4. Стравливание давления из сигнальной линии 10 можно осуществить нажатием кнопки соленоидного клапана (см. рис. 1) как местно (устья скважины), так и дистанционного с диспетчерского пункта, что также обеспечит закрытие клапана-отсекателя 2.

После каждого закрытия клапана-отсекателя 2 для повторного открытия необходимо повторить работу для его первоначального открытия, описанную выше.

Изобретение позволяет отказаться от металлоемких и ненадежных в работе систем управления известных устройств для перекрытия скважины, упрощает монтаж и обслуживание.

Формула изобретения

Устройство для перекрытия скважины, содержащее установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давлений, имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая

0

5

0

связана с размещенным в скважине клапа- ном-отсекателем, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства путем обеспечения возможности использования как принудительного, так и автоматического управления им при одновременном упрощении конструкции и обслуживания, система управления выполнена в виде мультипликатора, соединенного ступенью высокого давления с клапаном-от- секателем, а низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, связанного с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, предназначено для управления как принудительно (местно и дистанционно) через промысловую телемеханику, так и в автоматическом режиме работой фонтанирующих нефтяных и газовых скважин и обеспечивает предотвращение загрязнения окружающей среды в Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно предназначено для обеспечения безопасной эксплуатации фонтанирующих нефтяных и газовых скважин, предотвращения загрязнения окружающей среды при аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважин как принудительно (местно и дистанционно), так и автоматическом режиме. Известно устройство для перекрытия скважины содержащая установленные на аварийных и пожароопасных ситуациях путем герметичного закрытия ствола скважины. Устройство для перекрытия скважины содержит систему управления клапаном-от- секателем, выполненную в виде мультипликатора, соединенного ступенью высокого давления с клапаном-отсекателем, в низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры. Система имеет соленоидный обратный клапан, связанный с пилотными клапанами и ступенью низкого давления мультипликатора. Подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давления установлен с возможностью сообщения полости между верхним и нижним поршнями с выкидной линией фонтанной арматуры. При повышении температуры на устье в случае аварийных ситуаций расплавляется плавкая пробка у температурного предохранителя. Ступенчатый поршень мультипликатора перемещается в верхнее положение Рабочий агент из камеры клапана-отсекателя через трубку управления вытесняется в ступень высокого давления мультипликатора. При этом клапан-отсекатель герметично закрывает ствол скважины. 4 ил. выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давления, соединенные сигнальными линиями с системой управления, которая связана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем (см SURFACE CONTROLLED SUB-SURFACE SAFETY VALVES Cameo Catalog 1973 r.) Известно также устройство для перекрытия скважины комплекса управляемых клапанов-отсекателейпоавт ев СССР за № сл XI о w о GJ 0 :

/2

42

Ґ

п

Л

ю

-

/

JLS ЛГсоленои3рб йклапан

Pvz f

-1

9

V4

ч

s

ч

cal -v «ol - S M

«NJ сч t41 MJ M| C4l C-vll

k P/-7

(Учи ft pTCw

ю со to со

CD ГстилемQTMV / лсг и/ен&

к с $ахин еttOfltj КЛС/ЪС&у.

Фиг. 4

Csn СиГгОль SUf-fULi

dafs.ewe на Јы#иде фОн/7-,( 3f cr/rrЈp &

оРра/пн&о #sa/jKMf

/для лред&урц- / /ъе/ьного зсгпо - нения