КЛАПАН ОБРАТНЫЙ УСТЬЕВОЙ

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию устья скважины при эксплуатации нефтяных скважин штанговыми глубинными и электроцентробежными насосами, и может быть использовано для стравливания, накопившегося в затрубном пространстве скважины, газа, и предотвращения обратного потока добываемой продукции в скважину.
При эксплуатации нефтегазодобывающих скважин в затрубном пространстве скапливается газ, давление которого снижает гидродинамический уровень добываемой жидкости в скважине, отрицательно влияющей на качество добычи.
Известен клапан обратный для скважинной устьевой арматуры, содержащий корпус и установленный в нем клапанный узел, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде трубного фланца (полезная модель №8036, Е21В 34/02).
К недостаткам устройства следует отнести трудоемкость работ, необходимость проведения огнеопасных работ по установке устройства на устьевую арматуру скважины, и обязательное наличие фланцевых соединений на манифольдной лини устьевой арматуры, что увеличивает время при его сборке-разборке.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является уменьшение материальных и трудовых затрат, металлоемкости, повышение надежности, удобство и сокращение времени обслуживания за счет простоты конструкции клапана, исключение примерзания элементов клапана, изоляция клапана от внешней среды.
1. Поставленная задача решается путем изготовления клапанного устройства, состоящего из запорного элемента гвоздевого типа установленного и перемещающегося в осевом направлении в отверстии ступицы корпуса дисковидной формы с отверстиями, пропускающими избыточный газ, направляющей гайки, устанавливаемой в концевой части штока запорного элемента и удерживающей пружину, прижимающую шляпку запорного элемента к пропускным отверстиям корпуса клапана, где пружина клапана выполнена из антикоррозионного материала.
2. Поставленная задача решается путем установки клапана обратного устьевого в месте соединения вентиля углового (затрубного) и трубопровода под быстросъемной гайкой вместо уплотнительного элемента (кольца), выполняя одновременно его функции, тем самым обогреваясь потоком скважинной жидкости.
На фиг.1 изображен клапан обратный устьевой в разрезе, а на фиг.2 - место его установки на устьевой арматуре.
Клапан состоит из корпуса 1 в форме диска со ступицей 2 и отверстием в центре, в которое устанавливается запорный элемент 3 в форме шляпки с соединенным с ней штоком 4 меньшего диаметра, на который надета пружина 5, фиксируемая направляющей гайкой 6. Вокруг центрального отверстия корпуса 1 по окружности имеются несколько отверстий меньшего диаметра 7 для пропускания газа, соответствующие расчету пропускной способности клапана.
Установка клапана обратного устьевого происходит следующим образом (фиг.2).
Клапан устанавливается в месте соединения вентиля углового (затрубного) 1 и трубопровода 2 под быстросъемной гайкой 3 вместо уплотнительного кольца, т.к. края диска клапана идентичны форме и размерам уплотнительного кольца быстросъемного соединения.
При установке клапана на устьевую арматуру сначала останавливают насосную установку, работающую в скважине, перекрывают линейную задвижку 4 и центральный угловой вентиль 5 арматуры, путем сброса жидкости по устьевой арматуре в затрубное пространство скважины, или путем сброса жидкости через проботборное устройство 6 на манифольдной линии 2 в емкость, стравливают остаточное давление в трубопроводе 2, перекрывают угловой вентиль (затрубный) 1, затем производят развенчивание гайки 3 быстросъемного соединения в месте соединения вентиля углового (затрубного) 1 и трубопровода манифольдной линии 2. Затем производят извлечение уплотнительного стального кольца под быстросъемной гайкой 3, установку клапана вместо уплотнительного кольца и завинчивание гайки 3 быстросъемного соединения.
При необходимости замены или ревизии устройства все действия производятся аналогично действиям описанным выше.
Принцип работы клапана.
При возникновении избыточного давления газа в затрубном пространстве скважины большего чем давление в линии трубопровода 2 (фиг.2) запорный элемент 3 (фиг.1) под воздействием давления смещается в сторону движения газа, открывая отверстия 7 (фиг.1) в корпусе 1 (фиг.1) клапана, свободно перепуская газ в линию трубопровода 2 (фиг.2). При выравнивании давлений в затрубном пространстве и в линии трубопровода 2 (фиг.2) запорный элемент 3 (фиг.1) клапана под воздействием пружины 5 (фиг.1) перемещается в сторону обратную потоку газа, закрывая при этом отверстия 7 (фиг.1) в корпусе 1 (фиг.1) клапана и обеспечивая герметичность системы.
Предлагаемое устройство позволяет снизить материальные затраты на его изготовление за счет уменьшения металлоемкости конструкции клапана, трудовые затраты на его изготовление за счет простоты изготовления и на его ревизию за счет сокращения времени обслуживания, удобства ревизии и исключения работ по отогреву клапана по причине примерзания его элементов при отрицательной температуре внешней среды, увеличить ее надежность за счет упрощения конструкции, изготовления пружины из антикоррозионного материала, исключения потери деталей устройства при его демонтаже, и установки устройства внутри системы устьевой арматуры, что обеспечивает постоянный обогрев потоком жидкости.
Также устройство одновременно служит уплотнительным элементом быстросъемного соединения, что позволяет обеспечить полную герметичность и исключить пропуски скважинной продукции во внешнюю среду, сохраняя безопасность экологии.