Устройство для регулирования режима работы скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B34/06 

при ограниченных диаметрах устройства, а также низкую надежность из-за сильфон- ных элементов, причем его область применения ограничена насосной эксплуатацией скважин.

Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства при одновременном упрощении его конструкции.

Положительный эффект при использо- вании изобретения заключается в повышении дебита, срока службы и увеличении межремонтного периода работы насосной скважины за счет поддержания динамического уровня, а значит и забойного давле- ния при рассогласованной работе системы пласт-насос из-за изменения приточной характеристики пласта, неправильного подбора подземного оборудования и пр.; в повышении добычи нефти при эксплуата- ции фонтанных и газлифтных скважин на сложно-построенных залежах за счет автоматического поддержания рационального забойного давления (или перепада давления на призабойной зоне) при различного рода внешних возмущающих воздействиях: нарушении стационарного притока жидкости из пласта; изменение обводненности, пластового и устьевого давлений; прорыве газа в скважину из подгазовой зоны пласта или газовой шапки; в снижении стоимости устройства за счет упрощения его конструкции.

Цель изобретения достигается за счет того, что полость над перегородкой выпол- нена герметично и заполнена сжатым газом, в штоке с верхнего конца выполнено глухое отверстие, а с нижнего конца штока - глухое осевое отверстие и ряды радиальных каналов, при этом шток установлен с возможностью перекрытия радиальных ка- налов поперечной перегородкой в крайнем верхнем своем положении, совмещения радиальных каналов с верхними каналами корпуса в промежуточном положении и пе- рекрытия гидравлической связи нижнего осевого канала штока с верхними каналами корпуса в крайнем нижнем положении штока, причем площадь поперечного сечения штока постоянна по всей его длине, а сум- марная площадь поперечных сечений радиальных каналов штока меньше площади поперечного сечения каналов корпуса. Под седлом в корпусе выполнена полость, гидравлически сообщенная с его нижними ка- налами. На наружной поверхности нижнего конца штока выполнен ограничительный бурт.

На фиг. 1 изображено устройство для регулирования режима работы насосной

скважины: а) в открытом (исходном) положении; б) в закрытом положении; на фиг. 2 - устройство для фонтанной и газлифтной скважины: а) в закрытом (исходном) положении; б) в открытом положении; на фиг. 3 - принципиальная схема насосной скважины; на фиг. 4 - схема фонтанной и газлифтной скважины.

Устройство содержит полый корпус 1 с верхними 2 и нижними 3 каналами, поперечную перегородку 4 с осевым отверстием, седло 5 с проходным отверстием, узел зарядки 6 и уплотнения 7. Устройство имеет подвижной шток 8 с ограничительным буртом 9, размещенный одновременно в осевом отверстии перегородки 4 и проходном отверстии седла 5, причем шток 8 с корпусом 1 образуют полость 10 буферной жидкости, полость 11 сжатого газа, полости 12 и 13. В штоке 8 с верхнего конца выполнено глухое отверстие 14 для увеличения объема с целью сокращения изменения давления в полости 11 сжатого газа при изменении его положения, а с нижнего конца штока 8 - глухое осевое отверстие 15 и ряды радиальных каналов 16. Причем площадь поперечного сечения штока 8 постоянна по всей его длине, а суммарная площадь сечений радиальных каналов 16 штока 8 меньше площади поперечного сечения каналов 2 и 3 корпуса 1, из-за чего сужение (дросселирование) потока добываемой жидкости при открытом положении устройства происходит в радиальных каналах 16 штока 8, Этот признак исключает действие давления жидкости в подъемнике на состояние устройства открыт-закрыт и обеспечивает управление работой устройства только от давления потока жидкости, действующей на нижнюю торцовую (поперечную) площадь штока 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед спуском его в скважину полость 11 заполняется сжатым газом до давления, определенного исходя из значения рационального забойного давления. При этом ис- пользуется уравнение баланса сил, действующих на поперечную площадь штока 8, т. е.

Pa-S Р S,

Р Рз - р -g A L cos a.

где PC -давление сжатого газа; S - поперечная площадь штока1 Р - давление жидкости, при котором происходит перемещение штока; Рз - рациональное забойное давление; Д L- расстояние между динамическим уровнем (или забоем) скв ажины и глубиной установки устройства; р-средняя плотность

жидкости на участке A L; а -средний угол наклона на участке g-ускорение свободного падения.

При насосном способе эксплуатации скважины устройство (см. фиг, 1) устанавли- вается на глубине выше, чем насос (см. фиг. 3). Работа клапана происходит под действием давления жидкости в затрубном пространстве (через нижние каналы 3 корпуса 1) на поперечную площадь штока 8, т, е. когда динамический уровень не достигает заданной величины, устройство находится в открытом состоянии и порция жидкости из лифта через каналы 16 поступает в затруб- ное пространство. При этом уровень жидко- сти в затрубном пространстве растет, за счет чего шток 8 перемещается вверх и пропускные каналы 16 перекрываются. В дальнейшем процесс повторяется, т. е, при падении уровня жидкости в затрубном про- странстве шток 8 перемещается вниз и происходит переток части жидкости из лифта в затрубное пространство. Таким образом, поддерживается определенный (фиксированный) динамический уровень жидкости в затрубном пространстве, а значит и заданное давление на забое скважины.

При фонтанном или газлифтном способах эксплуатации скважин устройство (см фиг. 2) может спускаться и устанавливаться в посадочный нипель 4 на башмаке лифта (см. фиг. 4). В момент достижения давления жидкости заданной величины под штоком устройство открывается и происходит приток жидкости из пласта в лифт через ради- альные каналы. Поддержание давления на забое скважины осуществляется автоматически за счеу дополнительного открытия или же частичного перекрытия радиальных каналов штока при изменении забойного давления, т. е. если повышается забойное давление, увеличивается пропускная способность устройства за счет дополнительного открытия части радиальных каналов. А если снижается забойное давление, то

уменьшается пропускная способность устройства за счет дополнительного перекрытия части радиальных каналов.

Формула изобретения

1.Устройство для регулирования режима работы скважины, включающее полый корпус с верхними и нижними каналами, поперечную перегородку с осевым отверстием, выполненную с возможностью образования с корпусом полости, седло с проходным отверстием, размещенное под верхними каналами, подвижный шток, размещенный одновременно в осевом отверстии перегородки и проходном отверстии седла, и узел зарядки, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе устройства при одновременном упрощении конструкции, полость над перегородкой выполнена герметичной и заполнена сжатым газом, в штоке с верхнего конца выполнено глухое отверстие, а с нижнего конца штока - глухое осевое отверстие и ряды радиальных каналов, при этом шток установлен с возможностью перекрытия радиальных каналов поперечной перегородкой в крайнем верхнем осевом положении, совмещения радиальных каналов с верхними каналами корпуса промежуточном положении и перекрытия гидравлической связи нижнего осевого канала штока с верхними каналами корпуса в крайнем нижнем положении штока, причем площадь поперечного сечения штока постоянная по всей его длине, а суммарная площадь поперечных сечений радиальных каналов штока меньше площади поперечного сечения каналов корпуса.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что под седлом в корпусе выполнена полость, гидравлически сообщенная с его нижними каналами.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что на наружной поверхности нижнего конца штока выполнен ограничительный бурт.

- чэ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к добыче нефти, и может быть применено для регулирования режима работы скважин, в частности забойного давления, при их эксплуатации, Целью изобретения является повышение эффективности работы устройства при одновременном упрощении конструкции. Устройство включает полый корпус (К) с верхними и нижними каналами, поперечную перегородку (ПП) с осевым отверстием. Выполнена ,ПП с возможностью образования с К полости. Под верхними каналами размещено седло с проходным отверстием. Одновременно в осевом отверстии ПП и проходном отверстии седла размещен подвижный шток (Ш). В верхней части К размеИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к добыче нефти, и может быть применено для регулирования режима работы скважины, в частности забойного давления, при их эксплуатации. Известно устройство, состоящее из корпуса с радиальными каналами, сердечника с пружиной, втулки с дросселирующими насадками, поворотного механизма и переводника. щен узел зарядки, Полость над ПП выполнена герметичной и заполнена сжатым газом. В Ш с верхнего конца выполнено глухое отверстие, а с нижнего конца - глухое осевое отверстие и ряды радиальных каналов. Установлен Ш с возможностью перекрытия радиальных каналов ПП в крайнем осевом положении, совмещения радиальных каналов с верхними каналами К в промежуточном положении и перекрытия гидравлической связи нижнего осевого канала Ш с верхними каналами К в крайнем нижнем положении Ш. Площадь поперечного сечения Ш постоянна по всей его длине Суммарная площадь поперечных сечений радиальных каналов Ш меньше площади поперечного сечения каналов К. Под седлом в К выполнена полость, гидра влически сообщенная с его нижними каналами. На наружной поверхности нижнего конца Ш выполнен ограничительный бурт. Поддержание давления на забое скважины осуществляется автоматически за счет дополнительного открытия или же частичного перекрытия радиальных каналов штока при изменении забойного давления, за счет чего и достигается поставленная цель. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Известно устройство, состоящее из корпуса и затвора, открывающегося от давления жидкости в канале между отверстиями корпуса. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, состоящее из корпуса с каналами, узла зарядки, сильфонов, жестко связанных со штоком затвора. Однако такое устройство имеет технологически сложную конструкцию, небольшую пропускную способность по жидкости ел с ч сь ел GO I0 со

-- / : : ffTT/Tzijfii / г- Ш,

CO tЈ CO

-in

CO

rчЈ00

ИСЧ1 H ПОЛ f-l ООЧ

N

(

(.

CO

.Tr. y. VN.

i.LV

I

со со со ю ю г43

I

2 Ъ