КЛАПАН-ЗАМОК СКВАЖИННЫЙ

Полезная модель относится к области горной промышленности, к устройствам для регулирования направления перетоков скважинных флюидов.
Известны клапанные распределительные устройства, содержащие корпус с размещенным в нем тарельчатым, поршневым и скользящим клапанами и каналами, сообщенными с полостями низкого и высокого давлений (Патент РФ на изобретение №2028521 МПК F15В 20/00, опубл. 09.02.1995 г.).
Недостатком известных устройств является необходимость использования диафрагменного привода и исполнительных гидроцилиндров.
Указанный недостаток устранен в конструкции клапанного автомата, содержащего корпус с седлом и тарельчатым клапаном с подпружиненным штоком, шайбой с толкателями, поджатыми цилиндрической пружиной (Патент РФ на изобретение №2038463 МПК Е21В 34/10, опубл. 27.06.1995 г.- прототип).
Недостатком этого устройства, выбранного нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является невозможность перекрытия межтрубного пространства между стенками обсадной колонны и стенками корпуса клапана.
Задачей, решаемой использованием заявляемого технического решения, является перекрытие межтрубного пространства в скважине при возрастании давления в призабойном ее пространстве.
Техническая сущность заявленного решения заключается в том, что в известном клапане-замке скважинном, содержащем корпус с седлом и тарельчатым клапаном с подпружиненным штоком и шайбой с толкателями, поджатыми цилиндрической пружиной, шайба выполнена конической, взаимодействующей с толкателями, разжимающими цилиндрическую пружину, при этом витки пружины плотно прилегают друг к другу, а на корпусе выше пружины размещены центрирующие ребра.
Выполнение шайбы конической, взаимодействующей с толкателями, разжимающими цилиндрическую пружину, при этом витки пружины плотно прилегают друг к другу, обеспечивает перекрытие межтрубного пространства при возрастании давления под клапаном-замком.
Размещение на корпусе выше пружины центрирующих ребер обеспечивает надежный упор для пружины, подвергающейся воздействию давления из-под клапана-замка.
На фиг.1 изображен клапан-замок скважинный, вид сбоку в открытом положении; на фиг.2 - то же в закрытом положении.
Клапан-замок скважинный содержит корпус 1 с седлом 2 на нижнем торце и тарельчатым обратным клапаном 3 под ним. Клапан 3 снабжен штоком 4, цилиндрической пружиной 5 сжатия, упором 6 и конической шайбой 7, взаимодействующей с радиальными толкателями 8 посредством разрезных дугообразных сегментов 9 воздействующих на цилиндрическую спираль 10 с плоскими витками из упруго-эластичного материала.
Толкатели 8, сегменты 9 и спираль 10 размещены в приливе 11 корпуса 1. Над спиралью 10 на поверхности корпуса 1 выполнены упоры 12. Клапан-замок опускается в скважину, обсаженную трубами 13, на колонне насосно-компрессорных труб 14.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Клапан-замок скважинный опускается в полость скважины на колонне насосно-компрессорных труб 14 в собранном открытом виде, как показано на фиг.1. При спуске жидкость, находящаяся в скважине, и пластовые флюиды не оказывают сопротивления перемещению устройства.
Затем в полость скважины, обсаженной трубами 13, перфорированными в интервале залегания продуктивного пласта, вводится реагент, например, жидкий азот, под действием забойной температуры превращающийся в газ, давлением которого тарельчатый обратный клапан 3 прижимается к седлу 2, преодолевая сопротивление пружины 5 и перекрывая полость клапана-замка снизу (фиг.2).
При этом шток 4 перемещает вверх коническую шайбу 7, прижимая ее коническую поверхность к приливу 11 корпуса 1 и раздвигая радиальные толкатели 8, которые посредством разрезных дугообразных сегментов 9 воздействуют на цилиндрическую спираль 10 с плоскими витками из упруго-эластичного материала, разворачивая ее и перекрывая ею межтрубное пространство между колонной 13 и корпусом 1. Упоры 12 удерживают спираль 10 в горизонтальном положении.
При последующей подаче на забой жидких или газообразных реагентов клапан 3 смещается вниз, открывая полость колонны труб 14 и межтрубное пространство для перетока флюидов из области высокого давления в область пониженного давления, то есть к устью скважины, обеспечивая тем самым очистку каналов перфорации.
Прекращение подачи на забой реагентов приводит к повышению давления под клапаном 3 и цикл перекрытия призабойной зоны скважины повторяется.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИЛИ ИНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1. Обеспечение автоматического перекрытия призабойной зоны скважины.
2. Очистка перфорационных каналов в обсадной колонне призабойной зоны скважины.
3. Надежное перекрытие призабойной зоны скважины с целью длительного воздействия реагента на продуктивный пласт.