ЗАТВОР ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ТРУБ ПРИ ГАЗОНЕФТЕВОДОПРОЯВЛЕНИИ СКВАЖИНЫ

Полезная модель «Затвор для перекрытия труб при газонефтеводопроявлении скважины» относится к нефтедобывающей промышленности, в частности для предотвращения газонефтеводопроявлении скважины.
Известно устройство для перекрытия труб [1], включающее корпус, установленные в нем плашки с приводами в виде гидроцилиндров с поршнями и фиксаторы закрытого положения, в надпоршневой полости дополнительным приводом плашек с узлом управления и предохранительным клапаном, для сообщения надпоршневой полости гидроцилиндра с узлом управления дополнительного привода.
Известно устройство для нижнего налива жидкости в транспортные емкости [2], включающее стыковочную муфту с транспортной емкостью, отсечной клапан, гильзу с отверстиями, сообщающимися с радиальными отверстиями в корпусе, опорный стержень, установленный на резьбе и имеющий буртик для осевого перемещения отсечного клапана.
Недостатками известных устройств являются:
большие конструктивные размеры, не позволяющие устанавливать их между вертлюгом и ведущей трубой;
отсутствие возможности контроля давления в трубах.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для герметизации устья скважины, устанавливаемое между вертлюгом и ведущей трубой [3] включающее корпус с осевым каналом, в котором на резьбе установлено седло, шарнирно связанное с тарелкой, пружина, нажимная втулка, поворотный вал с толкателем, имеющим форму спиральной лопасти, двухпозиционный кран с манометром и вентиль со штуцером для крепления сбросового шланга.
Недостатком прототипа является то, что применение плоской тарелки не обеспечивает герметичность перекрытия трубного канала, что снижает
надежность предотвращения газонефтеводопроявления скважины.
Цель полезной модели - повышение надежности предотвращения газонефтеводопроявлении скважины за счет обеспечения герметичности перекрытия трубного канала, тарелкой, имеющей сферическую форму.
Целевой технический результат достигается тем, что полезная модель «Затвор для перекрытия труб при газонефтеводопроявлении скважины» включает корпус с осевым каналом, в котором установлено седло, шарнирно связанное с тарелкой, имеющей сферическую поверхность (далее тарелка) нажимная втулка с резьбой на наружной поверхности и пружиной, установленной между седлом и нажимной втулкой, фиксатор в виде поворотного вала с выступом на конце и толкателем, имеющим форму спиральной лопасти, двухпозиционный кран, внутренняя полость которого сообщена с каналом колонны труб, содержащий штуцер для крепления манометра и вентиль для перекрытия внутренних полостей корпуса затвора и крана, штуцер для крепления сбросового шланга и вентиль для перекрытия внутренних полостей крана и штуцера.
Устройство работает следующим образом (см. рисунок).
Перед началом капитального подземного ремонта скважины затвор устанавливают между вертлюгом и ведущей трубой. Тарелка 3 находится в открытом положении, ее удерживает выступ 7. Чувствительность затвора регулируется нажимной втулкой 4, которая сжимает пружину 5. Седло 2 при этом находится в своем нижнем положении.
В начальной стадии проявления при возникновении восходящего потока появляется перепад давления в седле 2. Этот перепад давления отжимает седло 2 вверх, чему препятствует пружина 5. Вместе с седлом 2 вверх перемещается и тарелка 3, которая в определенный момент перестает взаимодействовать с выступом 7 вала 6. Восходящий поток подхватывает тарелку 3, она поворачивается на шарнире 11 и перекрывает седло 2. Внутренний канал колонны труб оказывается герметично перекрытым на устье скважины.
В случае, когда энергии восходящего потока недостаточно для поворота тарелки 3 после ее освобождения от взаимодействия с выступом 7, поворачивается вал 6. При этом толкатель 8, взаимодействуя с тарелкой 3, поворачивает ее на некоторый угол, достаточный для ее дальнейшего поворота энергией потока. Этим достигается дальнейшая посадка тарелки 3 на седло 2.
Для открытия внутреннего канала колонны труб необходимо произвести замер величины остаточного давления под тарелкой 3 и снизить его до величины давления действующего над тарелкой 3, путем сброса определенных объемов среды (флюидов, жидкости и т.д.) Для этого, при закрытом вентиле 17, крана 13 открывается вентиль 16 и среда, заполняющая канал колонны труб через штуцер 14 поступит к манометру. После замеров величины остаточного давления и принятия решения о сбросе среды, вентиль 17 открывается, среда из канала колонны труб поступит к штуцеру 16 и по шлангу будет сбрасываться в приемную емкость (на чертеже не показаны). После снижения величины давления, подпружиненная тарелка 3 поворачиваясь на шарнире 11, занимает исходное положение. При повороте вала 6 тарелка 3 может быть зафиксирована выступом 7 в открытом положении.
Применение предлагаемого затвора позволит повысить степень надежности и безопасности при предотвращении газонефтеводопроявлении скважины за счет обеспечения надежной герметичности перекрытия трубного канала тарелкой, имеющей сферическую поверхность.
Источник информации
1. Патент №123096, МПК Е21В 35/00, 1993.
2. А.С. №1778065, МПК В67D 5/04, 1992
3. Патент №2293173, МПК Е21В 33/00, 2006 (Прототип).