Изобретение относится к хранению газа, нефти и нефтепродуктов в подземных емкостях, сооружаемых в горных породах, и предназначено для обеспечения автоматического перекрытия скважины в случае повреждения ее головки без снижения давления в емкости.
Известно устройство для закрытия скважин, состоящее из установленного на центральной колонне труб поршня, подвижного клапана с рабочей полостью, связанной каналом через иневмогидравлическую систему управления с межтрубным пространством, пакера li седла клапана.
Предлагаемое устройство отличается тем, что его клапан выполнен в виде полого, с отверстием в боковой стенке, цилиндра, перемещающегося по поршню, неподвижному относительно центральной колонны труб, на которой установлена букса пакера, нижняя часть которой является седлом клапана, а центральная колонна труб снабжена ограничителем хода.
Такое выполнение обеспечивает принудительное или автоматическое перекрытие межтрубного пространства при падении давления на выходе из скважины.
Па чертеже показана схема устройства (А - открытое положение, Б - закрытое положение) .
Звено центральной трубы 1 с поршнем 2 и
неподвижным цилиндром 3 соединено с центральной трубой 4 рабочей колонны скважины муфтами 5 на некоторой глубине относительно головки. Подвижный клапан 6 в сборе со звеном 1 и норшнем 2 образует полость 7, герметичность которой обеспечена уплотнительными кольцами 8. Уплотнение неподвижного цилиндра в обсадной трубе 9 достигается за счет применения пакера 10, состоящего из набора
упругих колец, закрепленных гайками 11. С противоположной стороны кольца опираются на буксу 12, которой сообщена возможность осевого перемещения вверх при воздействии усилия на коническую поверхность буксы,
представляющей седло клапана. Отверстие 13 в цилиндре клапана, площадь поперечного сечения которого в несколько раз меньше площади сечения канала 14, предназначено для выравнивания давления в рабочей полости
и межтрубном пространстве при открытом положении клапана, фиксируемого ограничителем 15. Каналом 14 и трубопроводом 16 с вентилями 17 рабочая полость соединена с золотниковым устройством 18. Рукоятка 19
предназначена для нринудительного перемещения плунжера 20. Камеру сжатия этого устройства с межтрубным пространством над затвором соединяет трубопровод 21.
Конструкции золотникового устройства управления, показанная условно, аналогична известной конструкции иредохранителыюго клапана, ограничивающего повышение давления в сосудах, с той лишь разницей, что срабатывает при понижении рабочего давления в межтрубпом прострапстве над затвором.
Действие предлагаемого автомата осуществляется при возникновении перепада давлений в полости 7 и в межтрубпом пространстве. При наличии рабочего давления под плунжером 20 выход среды из рабочей полости 7 закрыт, давление в полости 7 равно давлению в межтрубном иространстве, чем и обеспечивается неподвижное открытое положение затвора. В случае аварийного снижения давления над затвором С1И1жается давление под плунжером 20, соединенным с головкой екважииы трубопроводом 21. Под воздействием плунжер 20, освобожденный от противодавлепня среды, перемещается впнз и открывает выход сжатой среды из нолости 7 (см. чертеж, положение Б). Тогда па подвижпый клапан 6 начинает действовать сила
(,),
де F - площадь поперечного сечения полостп 7; /Р - рабочее давление в межтрубном
прострапстве пад затвором; (/А - давлепне в полости 7.
Разпость проходного сечения отверстия 13 в сравнении с прохОлТ ными сечениями канала 14 и трубопровода 16 такова, что выход газа из рабочей полости 17 пе комнепсируется входом газа из межтрубпого пространства через отверстие 13. При перемещении клапапа 6 в закрытое положение впуск газа в отверстие 13 закрывается. Под действием силы Р клапан 6 перемещается вдоль звена трубы 1, и его поверхпость входит в контакт с копической поверхностью буксы 12 (см. чертеж, положе1н-1е Б). Выход сжатой среды из межтрубного пространства под затвором закрыт. Сила Р, продолжая действовать на буксу 12, сжимает упругие кольца пакера 10 и создает герметичность унлотнепия затвора в обсадной трубе. Принудительное закрытие клапана 6 достигается путем перемещения плунжера 20 в открытое положение посредством рукоятки 19. При этом полость 7 освобождается от давлепия и затвор приводится в действие, как изложено выще.
Возвращение затвора в открытое положение достигают известным енособом: оперируя вентилями 17, в полость 7 но трубопроводу 16 подают масло под высоким давлением, которое, нреодолевая нерепад давлений под затвоj.oM и пад ним, возвращает клапан 6 в исходное открытое положение.
Предмет изобретения
1. Устройство для закрытия скважин, нанрнмер для подземного хранения газа, состоящее из установленного па центральной колонне труб порщня, подвижного клапапа с рабочей полостью, связанной каналом через нневмогидравлическую систему управления с межтрубпым пространством, накера и седла клапана, отличающееся тем, что, с целью принудительного или автоматического перекрытия межтрубного пространства при падении давлепия па выходе из скважины, клапан вынолпен в виде иолого, с отверстием в боковой степке, цилиндра, неремещающимся по порщпю, неподвижному относительно цептральпой колоппы труб, па которой устаповлена букса пакера, нижняя часть которой является седлом клапана.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью ограпичения хода клапана, центральная колонна снабжена ограничителем.
