Защитное устройство скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном

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 проход жидкости из колонной подвески при подъеме оборудования.
Обратные клапана используются вместе со сбивными клапанами в компоновках УЭЦН, а также при проведении различных технологических операций при ремонтах скважин. При этом для сбития штифта сбивного клапана зачастую используют различные бросовые элементы (ломики, части насосных штанг и пр.). Зачастую, при этом происходит повреждение узлов обратного клапана, находящегося под сбивным клапаном, что приводит к дополнительным затратам на приобретение и замену обратных клапанов.
Известно защитное устройство скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном (патент RU № 203245, МПК Е21В 34/06, опубл. 29.03.2021 в бюл. № 10), включающее корпус и шайбу с двумя группами отверстий, жестко установленную поперечно в корпусе. Корпус, расположенный между сбивным клапаном и оборудованием. Отверстия в шайбе диаметром меньше диаметра бросового с устья элемента. Отверстия шайбы разбиты на две группы, первая из которых – мелкие отверстия, расположенные по периметру шайбы, а вторая - центральное отверстие большего диаметра. Отверстия первой группы изготовлены диаметром и расположены от стенок корпуса на расстоянии, исключающем попадание бросового элемента в них, а центральное отверстие сверху снабжено расширяющейся вверх воронкой с углом при вершине большим, чем угол заклинивания бросового элемента.
Наиболее близким аналогом является защитное устройство скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном (патент RU № 213609, МПК Е21В 34/06, опубл. 19.09.2022 в бюл. № 26), включающее корпус и шайбу с двумя группами отверстий, жестко установленную поперечно в корпусе. Отверстия в шайбе расположены эксцентрично относительно оси корпуса устройства, к первой группе отверстий относятся три отверстия, выполненные диаметром, равным 0,4⋅D, где D - диаметр бросового элемента, ко второй группе отверстий относится одно отверстие, выполненное диаметром, равным (0,7-0,8)⋅D, где D - диаметр бросового элемента, наружная поверхность отверстия второй группы сопряжена с внутренней поверхностью корпуса, при этом первая и вторая группы отверстий выполнены на диаметрально противоположных половинах торцевой поверхности шайбы, первая группа отверстий равномерно расположена по полуокружности, наружная поверхность первой группы отверстий сопряжена с одной стороны с внутренней поверхностью корпуса, а с другой стороны с конической фаской отверстия второй группы для направления бросового элемента, при этом фаска выполнена несимметричной относительно оси отверстия.
Недостатком данных устройств является низкая технологичность, связанная с необходимостью использования бросового элемента (ломика) строго определенного размера, что в реальных условиях работы ремонтных бригад оказывается затруднительным, поэтому ограничивает их применение, увеличивает риски заклинивания бросового элемента в сливных отверстиях и повреждения защитного устройства.
Техническими задачами полезной модели являются повышение технологичности защитного устройства скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном за счет обеспечения универсальности, повышении надежности за счет исключения повреждения защитного устройства, увеличение срока службы защитного устройства за счет исключения заклинивания бросового элемента, упрощения обслуживания, исключения аварийных ситуаций.
Технический результат, получаемый при использовании полезной модели, заключается в совершенствовании конструкции защитного устройства скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном, обеспечении высокой технологичности изготовления, улучшении надежности и эксплуатационных показателей защитного устройства.
Технический результат достигается защитным устройством скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном, включающим корпус и шайбу с отверстиями, жестко установленную поперечно в корпусе.
Новым является то, что шайба оснащена защитным узлом, состоящим из сердечника с козырьком полусферической формы, обеспечивающим перекрытие отверстий, при этом сердечник расположен в цилиндрической пружине, упирающейся одним концом в козырек полусферической формы, другим в шайбу, сердечник установлен в центре шайбы и жестко зафиксирован стопорной гайкой.
На фиг. 1 и 2 изображена схема предлагаемого устройства, где корпус - 1, шайба - 2, отверстия - 3, козырек - 4, сердечник - 5, пружина - 6, стопорная гайка - 7, бросовый элемент (ломик) - 8.
Защитные устройство скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном содержит корпус 1 и шайбу 2 с отверстиями 3, жестко установленную поперечно в корпусе 1.
Шайба 2 оснащена защитным узлом, состоящим из сердечника 5 с козырьком 4 полусферической формы, обеспечивающим перекрытие отверстий 3, что предотвращает попадание бросового элемента 8 в одно из отверстий 3 и исключает вероятность заклинивания бросового элемента 8, как следствие обеспечивается универсальность устройства, вследствие использования бросовых элементов разного типоразмера, а также увеличение срока службы.
При этом сердечник 5 расположен в цилиндрической пружине 6, упирающейся одним концом в козырек 4 полусферической формы, другим в шайбу 2. Наличие пружины 6 снижает риск повреждения защитного устройства при падении бросового элемента 8 из-за ударного воздействия, как следствие повышение надежности.
Сердечник 5 установлен в центре шайбы 2 и жестко зафиксирован стопорной гайкой 7.
В случае износа защитного узла, узел демонтируют и устанавливают новый.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Защитное устройство устанавливается выше обратного клапана (на фиг. 1 и 2 не показано) или другого оборудования, под сбивным клапаном. При работе погружного насоса или проведения технологических операций (на фиг. 1 и 2 не показано) при подземном ремонте жидкость свободно циркулирует через отверстия 3. При необходимости разрушения сбивного клапана в скважину с устья сбрасывают бросовый элемент 8, который после разрушения клапана попадает на козырек 4 защитного элемента, предотвращая его попадание в отверстия 3. При этом сердечники 5 с пружиной 6 производит гашение ударной нагрузки, исключая повреждение устройства.
Таким образом, предлагаемая конструкция повышает технологичность защитного устройства скважинного оборудования с верхним сбивным клапаном за счет обеспечения универсальности, повышает надежность за счет исключения повреждения защитного устройства, увеличивает срок службы защитного устройства за счет исключения заклинивания бросового элемента, упрощения обслуживания, исключения аварийных ситуаций.