Защитное устройство скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам во внутрискважинной компоновке, работающим в составе со сбивным клапаном, через который осуществляется слив жидкости из колонной подвески при подъеме оборудования.
Известен сбивной клапан для скважин (патент на ПМ RU № 159993, МПК Е21В 34/14, опубл. 20.02.2016 Бюл. № 5), содержащий полый корпус, внутри которого выполнено сквозное отверстие, в котором установлен штифт, причем что длина штифта больше радиуса внутреннего отверстия клапана, при этом на корпусе клапана выполнены ограничители блокирования дренажного отверстия.
Известен также клапанный узел для колонны насосно-компрессорных труб (патент на ПМ RU № 48575, МПК Е21В 34/06, опубл. 27.10.2005 Бюл. № 30), содержащий опрессовочный клапан, расположенный над ним сбивной сливной клапан и сбрасываемое в скважину приспособление для сбивки сливного клапана, причем между опрессовочным и сливным клапанами установлена, по крайней мере, одна насосно-компрессорная труба, проходное сечение непосредственно над сбивным клапаном сужено для направления на него приспособления для сбивки, причем приспособление для сбивки сливного клапана выполнено из насосной штанги, на нижний конец которой навинчен конус.
Недостаткам данных устройств является полное отсутствие защиты скважинного оборудования, находящегося ниже, от сбрасываемого с устья груза.
Наиболее близким является устройство для перфорации ствола скважины (патент на ПМ RU № 171683, МПК Е21В 43/112, опубл. 09.06.2017 Бюл. № 16), спускаемое на колонне труб, включающее трубчатый корпус с соединенным с ним с возможностью возвратно-поступательного перемещения гидроцилиндром с подпружиненным вверх поршнем и хвостовиком на конце, соединенный с поршнем клиновой толкатель, резцедержатель с перфорационными резцами, взаимодействующий с клиновым толкателем с возможностью радиального перемещения относительно хвостовика, и заливной клапан с седлом, причем трубчатый корпус выполнен с возможностью передачи перемещения вверх поршню при его крайнем нижнем положении относительно гидроцилиндра, отличающееся тем, что седло клапана расположено в клапанном корпусе, соединенном снизу с трубчатым корпусом и снабженном дополнительным каналом, сообщающим колонну труб с трубчатым корпусом, при этом седло клапана сообщено снизу с внутрискважинным пространством, а сверху - с дополнительным каналом, причем дополнительный канал и седло клапана сверху закрыты шайбой с отверстиями, выше клапанного корпуса установлен сбивной клапан, разрушаемый сбрасываемым с устья грузом для сообщения внутрискважинного пространства с колонной труб.
В состав данного устройства входит защитное устройство, располагаемое между сбивным клапаном и оборудованием в виде расположенной в корпусе поперечной шайбы с отверстиями, диаметр которых меньше диаметра бросового с устья элемента.
Недостатками данного защитного устройства является наличие отверстий с вертикальными стенками, при попадании в которые бросового элемента в виде ломика происходит его заклинивание, что затрудняет его извлечения из отверстия при необходимости извлечения бросового элемента и после поднятии оборудования на поверхность, и может привести к нарушению целостности самой шайбы.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции защитного устройства скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном, исключающего заклинивание любого бросового элемента в отверстиях шайбы, что приводит к упрощению обслуживания и исключению аварийных ситуаций из-за этого.
Техническая задача решается защитным устройством скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном, включающим корпус, расположенный между сбивным клапаном и оборудованием, и установленную в нем поперечно шайбу с отверстиями, диаметр которых меньше диаметра бросового с устья элемента.
Новым является то, что отверстия шайбы разбиты на две группы, первая из которых – мелкие отверстия, расположенные по периметру шайбы, а вторая – центральное отверстие большего диаметра, причем отверстия первой группы изготовлены диаметром и расположены от стенок корпуса на расстоянии, исключающими попадание бросового элемента в них, а центральное отверстие сверху снабжено расширяющейся вверх воронкой с углом при вершине большим, чем угол заклинивания бросового элемента.
На чертеже изображено защитное устройство в продольном разрезе.
Защитное устройство скважинного оборудования (не показано) с верхним сбивным клапаном (не показан) включает корпус 1, расположенный между сбивным клапаном и оборудованием, и установленную в нем поперечно шайбу 2 с отверстиями 3, диаметр которых меньше диаметра бросового с устья элемента 4 (показано условно). Отверстия 3 шайбы 2 разбиты на две группы, первая из которых – мелкие отверстия 5, расположенные по периметру шайбы 2, а вторая – центральное отверстие 6 большего диаметра D. Причем диаметр отверстий первой группы изготовления диаметром d и расположены от стенок корпуса1 на расстоянии h, исключающем попадание бросового элемента 4 в них. Центральное отверстие 6 сверху снабжено расширяющейся вверх воронкой 7 с углом α при вершине большим, чем угол заклинивания (для металла больше 13º) бросового элемента 4.
Защитное устройство работает следующим образом.
Корпус 1 устанавливают выше оборудования, но под сбивным клапаном, например, при помощи резьб 8, и спускают в скважину на колонне труб (не показаны). При спуске в скважину (не показана) и при работе оборудования жидкость свободно циркулирует через отверстия 3 шайбы 2. При необходимости разрушения сбивного клапана в скважину с устья сбрасывают бросовый элемент 4, который после разрушения клапана попадает в воронку 7 центрального отверстия 6, не проходя дальше, так как его диаметр больше диаметра D этого отверстия 6. В отверстия 5 первой группы бросовый элемент 4 попасть не может из-за того, что их диаметр d и расстояние h от стенок корпуса 1 подбираются эмпирическим путем так, чтобы ни при каких обстоятельствах не взаимодействовать с бросовым элементом 4. В результате бросовый элемент 4 не может ударить по верхним элементам оборудования и повредить их. При извлечении на колонне труб оборудования из скважины жидкость стекает в скважину через разрушенный сбивной клапан, не изливаясь на устье. После отсоединения корпуса 1 сбивной элемент свободно извлекается из шайбы 2, так как угол α при вершине воронки 7 меньше угла заклинивания. В результате защитное устройство готово к спуску в эту же или другую скважину без дополнительных технологических операций. Также при необходимости можно извлечь бросовый элемент 4 без извлечения оборудования ловильным инструментом (не показан) без аварийных ситуаций, так как он не заклинивает в воронке 7 шайбы 2.
Предлагаемое защитное устройство скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном исключает заклинивание любого бросового элемента в отверстиях шайбы, что приводит к упрощению обслуживания и исключению аварийных ситуаций из-за этого.