КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ПЛАСТА

Полезная модель относится к области нефтедобычи - бурению, пакерованию, эксплуатации и обустройству скважин и может применятся для отсечения призабойной зоны скважины от надпакерной зоны путем беспроводного управления клапаном с возможностью многократного закрытия/открытия потока продукции скважины в насосно-компрессорную трубу и проведения соответствующих технологических процессов без использования погружного и/или присоединяемого механического оборудования.
Известно техническое решение по патенту RU №2291286 С1 «Система разъединения двух объектов скважины и способ ее установки и эксплуатации», Е21В 43/14, Е21В 34/06, содержащее пакер, клапанные устройства, включающие запорные элементы, колонну труб с разъединителем, обеспечивающим совместно-раздельное взаимодействие вспомогательного оборудования с функциональными каналами между клапанными устройствами и пакером.
Данное техническое решение имеет недостаток - использование вспомогательного и присоединяемого оборудования в виде безмуфтовой колонны труб и лифтовой колонны НКТ с целью управления клапанным устройством, что исключает автономность и/или необслуживаемость функционирования на забое скважины без вспомогательного оборудования, например, колонны НКТ, а также раздельная и поэтапная установка системы что усложняет и соответственно удорожает технологические процессы при обслуживании скважины.
Также известно устройство по патенту RU №2465438 С1 «Скважинный затвор», Е21 В 34/06, 27.10.2012, применяющийся для перекрытия скважины в процессе ее эксплуатации и предотвращения открытого фонтанирования скважинной жидкости при проведении ремонтно-профилактических работ, состоящий из корпуса, ограниченного ниппелем и седлом, образующих камеру, в которой размещен сильфон, заполненный сжатым газом, управляющий запорным клапаном, соединенный с ним посредством штока, обеспечивающим закрытие/открытие под действием разности давлений нефтепродукта в скважине и газа в сильфоне.
Недостатками данного устройства является необходимость зарядки сильфона сжатым газом для разных глубин установки, раздельная и поэтапная установка пакера, а затем скважинного затвора, что усложняет технологический процесс и требует дополнительного оборудования для обслуживания сильфона. Сильфон обеспечивает только закрытие затвора, но открытие без погружного и/или присоединяемого оборудования обеспечить не может.
Наиболее близким аналогом является техническое решение по патенту RU №2412334 «Устройство для приведения в действие скважинного инструмента (варианты) и скважинная система с данным устройством» Е21 В 34/00, 47/00, 4/00, конвенционный приоритет 28.10.2005 г.
Устройство содержит датчик давления (приемник), модуль электронных приборов (блок управления) соединенный с двигателем, аккумулятор (источник питания), электрически связанный с двигателем и модулем электронных приборов, клапанную систему (клапанный затвор), и соединяющий механизм, соединенный с двигателем и выполненный с возможностью линейного перемещения, приводимый в действие вращательным движением от двигателя.
Недостатком данного решения является отсутствие постоянной кинематической связи между двигателем, соединяющим механизмом и клапанным затвором, что усложняет технологический процесс управления клапанным затвором, уменьшает надежность системы и приводит к удорожанию обслуживания скважины и клапана-отсекателя пласта.
Основным техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности устройства - клапана-отсекателя пласта.
Технический результат заявленной полезной модели достигается за счет применения в устройстве - клапане-отсекателе пласта, надежного соединяющего механизма, обеспечивающего привод клапанного затвора.
Сущность полезной модели состоит в том, что клапан-отсекатель пласта, содержащий блок управления, приемник, электрически связанный с блоком управления, двигатель, электрически связанный с блоком управления, источник питания, электрически связанный с блоком управления, приемником и двигателем, клапанный затвор, соединяющий механизм, обеспечивающий преобразование вращательного движения от двигателя в поступательное движение клапанного затвора, причем приемник выполнен с возможностью беспроводного приема управляющих сигналов, передаваемых передатчиком, расположенным на устье скважины, по среде, заполняющей внутреннее пространство скважины, и их передачи по электрической связи в блок управления, а блок управления выполнен с возможностью распознавания управляющих сигналов и включения двигателя в соответствии с распознанным управляющим сигналом, по полезной модели, соединяющий механизм выполнен в виде шарико-винтовой передачи, обеспечивающей передачу движения напрямую от двигателя к клапанному затвору.
Применение соединяющего механизма в виде шарико-винтовой передачи позволяет повысить надежность устройства за счет высокой надежности данного типа передачи.
Соединение клапанного затвора напрямую с соединяющим механизмом позволяет повысить надежность устройства вследствие установления постоянной кинематической связи между двигателем, соединяющим механизмом и клапанным затвором, что также обеспечивает увеличение циклов открытия-закрытия клапанного затвора с сохранением его работоспособности.
Блок управления может содержать микроконтроллер и блок памяти.
Сущность полезной модели поясняется иллюстрацией - Фиг. 1, на которой изображена скважина с передатчиком управляющих сигналов и блок-схемой основных элементов, клапана-отсекателя, расположенного в скважине.
Клапан-отсекатель содержит приемник 1, блок управления 2, двигатель 3, источник питания в виде аккумуляторной батареи 4, электрически связанной с двигателем 3, блоком управления 2 и приемником 1, клапанный затвор 5, соединяющий механизм 6, соединенный с двигателем 3 и клапанным затвором 5 и выполненный в виде шарико-винтовой передачи приводимой в действие вращательным движением от двигателя 3. Приемник 1 выполнен с возможностью беспроводного приема сигналов передатчика 7, расположенного на устье скважины. В изображенном случае случае реализации клапан-отсекатель может быть закреплен на стенке скважины с помощью пакера (на рисунке не показан). Составные части клапана отсекателя могут быть расположены в его корпусе или на каркасе.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Передатчик 7 установленный на устье скважины передает закодированный сигнал управления с помощью импульсов давления, воздействуя на газовую или жидкую среду во внутреннем пространстве скважины. Закодированный сигнал приемника, распространяющийся по газовой или жидкой среде во внутреннем пространстве скважины, принимается приемником 1, установленным в скважине на необходимой глубине, в котором импульсы давления преобразуются в электрические сигналы, которые передаются в блок управления 2. В полученных сигналах блок управления 2 распознает сигнал управления по записанным в его память значениям, после чего включает двигатель 3, который через соединяющий механизм 6 переводит клапанный затвор 5 в заданное положение (закрыто/открыто) в соответствии с полученным блоком управления 2 сигналом управления. Питание двигателя 3 и электрических компонентов осуществляется с помощью аккумуляторной батареи 4.
Использование предлагаемой полезной модели в дополнение к основному техническому результату позволяет сократить затраты на осуществление технологических процессов при обслуживании скважины в связи с объединением исполнительного механизма и затворного клапана в единое целое.