Скважинный клапан-отсекатель Советский патент 1992 года по МПК E21B34/06 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для перекрытия ствола скважины с целью предотвращения открытого фонтанирования

при нарушении герметичности устья и проведении ремонта надземного и подземного оборудования.

Известен скважинный клапан-отсека- тель, содержащий корпус с ниппелем, внутри которого установлен привод, выполненный в виде камеры, заполненной газом, и штока с седлом, кулачки и размещенную на корпусе ступенчатую втулку с радиальными каналами в нижней части.

Недостатком указанного клапана является низкая надежность его работы, обусловленная- значительным усилием столба жидкости, имеющимся над клапанным пространством, возникающим при съеме клапа- на-отсекателя из посадочного ниппеля.

Целью изобретения является повышение надежности работы клапана за счет уменьшения усилия в процессе съема его из посадочного ниппеля.

Указанная цель достигается тем, что скважинный клапан-отсекатель снабжен установленным под седлом концентрично на корпусе и связанным с ним срезными элементами ступенчатым цилиндром, в верхней части которого выполнены бурты для взаимодействия их со ступенчатой втулкой, а в корпусе под седлом выполнены радиальные каналы, причем цилиндр размещен на корпусе с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения относительно последнего, перекрытия радиальных каналов в крайнем нижнем своем положении и открытия радиальных каналов в крайнем верхнем положении для установления гидравлической связи внутренней полости корпуса под затвором с пространством за корпусом, кроме того на наружной поверхности корпуса над и под его радиальным каналом установлены кольцевые уплотнения.

На фиг. 1 изображен общий вид сква- жинного клапана-отсекателя в открытом положении; на фиг. 2 - то же, в посадочном ниппеле в закрытом положении; на фиг. 3 - то же, в момент выравнивания давления над и под радиальными каналами.

Скважинный клапан-отсекатель содержит корпус 1 с ниппелем 2 в верхней части, внутри корпуса 1 установлен привод, выполненный в виде камеры 3, заполненной сжатым газом и штока 4. В корпусе 1 установлено седло 5, а нижний конец штока 4 связан с дополнительным седлом 6. На штоке 4 свободно установлен затвор 7, выполненный в виде шара. В нижней части штока 4 выполнены продольные каналы 8 для сообщения пространств над и под затвором 7. В корпусе 1 выполнены радиальные сквозные пазы 9 для размещения в них кулачков 10. Нз корпусе 1 концентрично размещена ступенчатая втулка 11, имеющая возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения относительно корпуса 1. Ступенчатая втулка 11 связана с корпусом 1 с помощью срезных элементов 12. В верхней части ступенчатой

втулки 11 внутри имеется переводник 13, предназначенный для соединения его с инструментом спуска клапана-отсекателя в скважину, а в нижней части ступенчатая втулка 11 выполнена с кольцевым выступом

0 14.

Для герметичной установки клапана-отсекателя в посадочный ниппель 15 на корпусе 1 установлены уплотнения 16 (на чертеже пакет не показан).

5 Наконечник 17 предохраняет затвор 7 при спускоподъемных операциях клапана- отсекателя и создает удобство для его усс- тановки в посадочный ниппель 15. В ступенчатой втулке 11 и корпусе 1 имеются

0 радиальные каналы А, а в наконечнике 17 центральные каналы Б. На корпусе 1 установлен подвижный ступенчатый цилиндр 18 с канавкой на наружной поверхности, зафиксированный срезными элементами 19;

5 на цилиндр 18 надета в свободном состоянии цанга 20.

В корпусе 1 выполнены радиальные каналы 21 и установлены кольцевые уплотнения 22.

0 На нижнем конце привода выполнена кольцевая проточка 23 для размещения в ней кулачков 10 в крайнем нижнем положении затвора 7. Высота кольцевого выступа 14 ступенчатой втулки 11 должна быть не

5 меньше глубины кольцевой проточки 23, чтобы кулачки 10 могли быть размещены над кольцевым выступом 14 при расфикса- ции штока 4.

Скважинный клапан-отсекатель работа0 ет следующим образом,

Клапан-отсекатель с заряженной на расчетное давление камерой 3 спускают в скважину.

При спуске в скважину шток 4 зафикси5 рован кулачками 10, размещенными всквозных пазах 9 и кольцевой проточке 23. Затвор

7 находится в крайнем нижнем положении.

В момент посадки клапана-отсекателя

в посадочный ниппель 15, цанга 20 упира0 ется в верхний торец посадочного ниппеля 15, перемещается вверх и утапливается в канавке на наружной поверхности ступенчатого цилиндра 18. Клапан-отсекатель устанавливается в посадочном ниппеле 15 и

5 цанга 20 фиксирует его в последнем. При этом ступенчатая втулка 11 упирается в верхний торец посадочного ниппеля 15, срезной элемент 12 разрушается и втулка 11 перемещается вверх. Кольцевой выступ 14 совмещается с кулачками 10. давая им возможность радиального перемещения, что освобождает от фиксации шток 4.

Под действием гидростатического давления скважинной жидкости сильфон 24 сжимается, шток 4 перемещается вверх, при этом затвор 7 закрывает седла 5 и б, предотвращая тем самым открытое фонтанирование скважины.

При необходимости извлечения клапа- на-отсекателя из посадочного ниппеля 15 инструментом для извлечения головка ступенчатой втулки 11 ловится и перемещается вверх (на чертеже инструмент для извлечения не показан).

При этом ступенчатая втулка 11, буртом тянет ступенчатый цилиндр 18 и срезной элемент 19 срезается, ступенчатый цилиндр 18 совместно со ступенчатой втулкой 11 перемещается вверх больше, чем длина кольцевой проточки 25 на посадном ниппеле 15 и открываются радиальные каналы 21 для установления гидравлической связи внутренней полости корпуса под затвором с пространством за корпусом. Ход ступенчатого цилиндра 18 больший, чем длина кольцевой проточки 25 на посадочном ниппеле 15 обусловлен необходимостью освобождения лепестков цанги 20 для последующего извлечения-отсекателя.

Таким образом, выравнивается давление над и под клапанной зоны и клапан-от- секатель без усилия поднимается вверх.

Таким образом, технико-экономические преимущества изобретения по сравнению с известным заключается в обеспечении извлечения каната-отсекателя с помощью тросовой техники, что значительно сокращает время и расходы на ремонт скважины, повышает эффективность эксплуатации их и увеличивает нефтеотдачу.

Формула изобретения

1. Скважинный клапан-отсекатель, включающий корпус с седлом, радиальными

каналами и сквозными пазами, внутри которого установлен затвор в виде шара, привод в виде камеры, заполненной сжатым газом, имеющий кольцевую проточку на наружной

поверхности, шток с седлом и продольными каналами для сообщения пространств над и под затвором, размещенную концентрично на корпусе ступенчатую втулку с радиальными каналами в нижней части и кольцевым

выступом, высота которого не меньше глубины кольцевой проточки на приводе, уста- новленную с возможностью осевого перемещения относительно корпуса и связанную с ним срезными элементами, и кулачки, установленные с возможностью взаимодействия со сквозными пазами корпуса в крайнем нижнем положении затвора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы клапана за

счет уменьшения усилия при его съеме, он снабжен установленным под седлом концентрично на корпусе и связанным с ним срезным элементом ступенчатым цилиндром, в верхней части которого выполнены

бурты для взаимодействия их со ступенчатой втулкой, а в корпусе под седлом выполнены радиальные каналы, причем цилиндр размещен на корпусе с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения относительно последнего, перекрытия радиальных каналов корпуса в крайнем нижнем своем положении и открытия радиальных каналов в крайнем верхнем положении для установления гидравлической связи внутренней полости корпуса под затвором с пространством за корпусом.

2. Клапан-отсекатель по п. 1. о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что. с целью повышения его надежности, он снабжен двумя кольцевыми уплотнениями, установленными на наружной поверхности корпуса над и под его радиальным каналом.

V

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для перекрытия ствола скважины с целью предотвращения открытого фонтанирования при нарушении герметичности устья и проведении ремонта надземного и подземного оборудования. Целью изобретения является повышение надежности работы клапана за счет уменьшения усилия при съеме клапана. Клапан включает корпус 1 с седлом 5 и радиальными каналами, внутри которого установлен шток 4 с дополнительным седлом 6 и затвором 7 в виде шара. В нижней части штока выполнены продольные каналы 8 для сообщения пространства над и под затвором. В корпусе 1 выполнены радиальные сквозные пазы 9 для размещения в них кулачков 10. А на корпусе концен- трично размещена ступенчатая втулка 11, имеющая возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения относительно корпуса 1. Ступенчатая втулка 11 связана с корпусом 1 с помощью срезных элементов 12. Под седлом на корпусе установлен связанный с последним срезными элементами 19 ступенчатый цилиндр 18. В верхней части ступенчатого цилиндра выполнены бурты для взаимодействия их со ступенчатой втулкой, В корпусе под седлом выполнены радиальные каналы 21 и установлены кольцевые уплотнения 22. Ступенчатый цилиндр размещен на корпусе с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения относительно последнего, перекрытия радиальных каналов 21 в крайнем нижнем своем положении и открытия их в крайнем верхнем положении для установления гидравлической связи внутренней полости корпуса под затвором с пространством за корпусом. При подъеме клапана ступенчатая втулка 11, зацепляясь за бурт ступенчатого цилиндра 18, тянет его вверх, при этом срезаются элементы 19 и ступенчатый цилиндр, перемещаясь вверх, открывает каналы 21. Устанавливается гидравлическая связь полости корпуса под затвором с пространством за корпусом и выравнивается давление над и под клапаном, за счет чего клапан легко поднимается вверх. 1 з.п.ф-лы, Зил. ч 6Е 00 Ј сЈ

91Ш811

tf

Фиг.З