ЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована в нефтяных скважинах, оборудованных глубинными насосами, для их промывки или обработки в ходе работ по увеличению нефтедобычи.
Известен циркуляционный клапан, содержащий корпус с перепускным и циркуляционным отверстиями и ступенчатую втулку, образующую с корпусом кольцевую полость, разделенную на две камеры поршнем, одна из камер (ступенчатая) заполнена смазочной жидкостью. При повышении давления в колонне насосно-компрессорных труб оно передается в полость клапана над поршнем, и ступенчатая втулка смещается, открывая циркуляционное отверстие и обеспечивая прямую циркуляцию жидкости (из колонны труб в затрубное пространство) (см. авторское свидетельство SU №1266968, кл. Е 21 В 34/06, 30.10.1986)
Недостаток устройства - отсутствие возможности проведения обратной циркуляции жидкости из затрубного пространства в колонну труб, что сужает возможности данного циркуляционного клапана.
Наиболее близким к полезной модели является циркуляционный клапан, содержащий установленные в цилиндрическом корпусе неподвижное кольцевое седло и затвор, выполненный в виде подвижной в осевом направлении относительно седла втулки, а в корпусе напротив затвора выполнено, по крайней мере, одно радиальное отверстие (см., авторское свидетельство SU №1263816, кл. Е 21 В 33/14, 15.10.1986).
Однако данный циркуляционный клапан может работать только при значительных перепадах давления, что связано с тем, что площадь воздействия на втулку затвора ограничена площадью отверстий в стенке
корпуса, поскольку втулка затвора в исходном положении прилегает непосредственно к отверстиям в корпусе циркуляционного клапана.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение эффективности работы циркуляционного клапана за счет увеличения площади воздействия подаваемой в клапан из затрубного пространства среды на втулку затвора при исключении утечек подаваемой в клапан среды через зазор между корпусом клапана и втулкой затвора.
Указанная задача решается за счет того, что циркуляционный клапан содержит установленные в цилиндрическом корпусе неподвижное кольцевое седло и затвор, выполненный в виде подвижной в осевом направлении относительно седла втулки, а в корпусе напротив втулки затвора выполнено, по крайней мере, одно радиальное отверстие, причем втулка затвора со стороны ее наружной цилиндрической поверхности выполнена ступенчато сужающейся в сторону седла с образованием кольцевой поршневой камеры, сообщенной через радиальное отверстие с затрубным пространством скважины и уплотнена относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса посредством эластичного уплотнения, расположенного на большем диаметре втулки.
Затвор клапана может быть снабжен грузом, выполненным в виде закрепленной на втулке трубы.
Затвор клапана может быть подпружинен относительно седла пружиной сжатия, выполненной за одно целое с втулкой.
Циркуляционный клапан относится к типу обратных клапанов, открытие и закрытие которых производится автоматически под действием перепада давления подаваемой в клапан среды. Циркуляционный клапан спускается на колонне насосно-компрессорных труб, что позволяет использовать его для освоения, глушения и промывки скважины при обработке скважины различными химическими реагентами, а также при других технологических операциях. Данный клапан может быть использован для периодической работы во время свабирования скважины, оборудованной,
например винтовым электроприводным насосом. Циркуляционный клапан устанавливается на колонне труб непосредственно над винтовым электроприводным насосом.
После проведенных обработок пласта скважины необходимо в течение нескольких часов создавать постоянный поток из пласта для того, чтобы получить эффект от проведенных мероприятий по увеличению нефтедобычи.
Для создания стабильного потока из пласта необходимо запустить насос. Однако продукты реакции после обработки из призабойной зоны насосом извлечь невозможно, поскольку произойдет засорение приемной части насоса. Поэтому необходимо до спуска насоса по технологии производить свабирование с помощью сваба для выноса продуктов реакции. После свабирования производится спуск насоса с глушением скважины, и в результате происходит уменьшение эффективности проведенных мероприятий по увеличению нефтедобычи. Данный клапан дает возможность увеличить эффективность проведенных мероприятий по увеличению нефтедобычи и уменьшить количество спуско-подъемных операции. Для этого циркуляционный клапан, устанавливают выше насоса на колонне труб, а обработку призабойной зоны пласта производят с установленными на колонне труб насосом и клапаном. В результате после обработки пласта производят свабирование с помощью свабового агрегата, при этом жидкость в процессе свабирования в колонну труб поступает через циркуляционный клапан из затрубного пространства скважины до полного выноса из скважины продуктов реакции, например после химической обработки пласта. После этого убирают свабовый агрегат, производят обвязку устья скважины и запускают в работу установленную на колонне труб погружную винтовую насосную установку.
Выполнение втулки затвора со стороны ее наружной цилиндрической поверхности ступенчато сужающейся в сторону седла с образованием кольцевой поршневой камеры, сообщенной через радиальное отверстие с затрубным пространством скважины, и уплотненной относительно
внутренней цилиндрической поверхности корпуса посредством эластичного уплотнения расположенного на большем диаметре втулки позволяет организовать обратную циркуляцию жидкой среды через циркуляционный клапан из затрубного пространства скважины в колонну труб и тем самым эффективно промыть скважину и колонну труб от продуктов, которые образовались в скважине после обработки пласта, а также от кольматирующих частиц, которые снижали проницаемость пласта для добываемой из него среды, что и позволило быстро запустить скважину в работу.
На фиг.1 представлен продольный разрез циркуляционного клапана с установленной на втулке затвора трубой и на фиг.2 представлен продольный разрез циркуляционного клапана с подпружиненной втулкой затвора клапана.
Циркуляционный клапан содержит установленные в цилиндрическом корпусе 1 неподвижное кольцевое седло 2 и затвор, выполненный в виде подвижной в осевом направлении относительно седла 2 втулки 3. В корпусе 1 напротив втулки 3 затвора выполнено, по крайней мере, одно радиальное отверстие 4, причем втулка 3 затвора со стороны ее наружной цилиндрической поверхности выполнена ступенчато сужающейся в сторону седла 2 с образованием кольцевой поршневой камеры 5, сообщенной через радиальное отверстие 4 с затрубным пространством скважины и уплотнена относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 посредством эластичного уплотнения 6, расположенного на большем диаметре втулки 3.
Затвор клапана может быть снабжен грузом выполненным в виде закрепленной на втулке 3 трубы 7.
Затвор клапана может быть подпружинен относительно седла 2 пружиной 8 сжатия, выполненной за одно целое с втулкой 3.
При подаче под давлением среды, например жидкой среды, в затрубное пространство скважины или при создании на циркуляционном клапане
перепада давления в ходе работы по свабированию скважины среда под давлением через радиальное отверстие 4 поступает в поршневую камеру 5 и воздействует на ступенчато сужающуюся стенку втулки 3. В результате втулка 3 перемещается вдоль корпуса 1, образуя кольцевой зазор между седлом 2 и втулкой 3 затвора. Через этот зазор среда под давлением поступает в колонну труб. При снижении давления среды в поршневой камере 5 втулка 3 под весом трубы 7 или под действием сжатой пружины 8 перемещается в сторону седла 2, перекрывая образовавшийся зазор.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтедобывающей или газодобывающей промышленности при проведении работ по интенсификации добычи из скважин различных сред.