КЛАПАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРАВЛИВАНИЯ ГАЗА

Предложение относится к добыче нефти и может быть использовано для стравливания газа из затрубного пространства скважины в выкидную линию.
Известен обратный клапан (Справочник по добыче нефти /В.В.Андреев, К.Р.Уразаков, В.У.Далимов и др.; Под редакцией К.Р.Уразакова. - 2000 г., стр.94-96 - аналог) для перепуска газа из затрубного пространства в выкидную линию, входящий в состав оборудования устья скважин ОУ140-146/168-65А и ОУ140-146/168-65Б, состоящий из седла и подпружиненного шарика.
Недостатком данного устройства является то, что обратный клапан, входящий в состав оборудования устья скважины только перепускает газ через себя, но не позволяет перекрыть канал из затрубного пространства в выкидную линию, что необходимо при проведении технологических операций в процессе подземного и капитального ремонта скважин, таких как глушение, промывка и тому подобных, в связи с чем перед обратным клапаном требуется установка пробкового крана или вентиля, а это ведет к увеличению металлоемкости конструкции.
Наиболее близким по технической сущности является клапанное устройство (Свидетельство РФ на полезную модель №20536, МПК 7 Е 21 В 34/02, опубл. БИ №31 от 10.11.2001 г.), включающее полый корпус с осевым каналом, размещенные в нем клапан, состоящий из седла и запорного органа, подвижную подпружиненную втулку и штуцер, а также входной патрубок и выполненный по торцу корпуса выходной патрубок, при этом на торец корпуса, противоположный выходному патрубку, установлен стакан, при этом в корпусе выполнены приемная и размещенные по обе стороны от нее промежуточные полости, гидравлически соединенные друг с другом осевым каналом, подвижная втулка одним торцом жестко связана с запорным органом клапана, а с другого ее торца установлена пружина, связанная со штоком регулировочного устройства, установленного по торцу стакана, при этом запорный орган клапана выполнен с осевым проходным каналом, штуцер размещен в промежуточной полости со стороны выходного патрубка, на внешней поверхности втулки закреплены уплотнительные элементы, а входной патрубок сообщен с приемной полостью посредством радиального канала.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
во вторых, многие детали требуют высокой точности изготовления, что ведет к удорожанию конструкции в целом;
в-третьих, в процессе работы клапанного устройства агрессивная среда (нефть, песок, пластовая жидкость) в случае попадания на уплотнительные элементы, установленные на внешней поверхности втулки вызывают их износ, в связи с чем, снижается эффективность работы клапанного устройства.
Задачей полезной модели является создание конструктивно простого и дешевого в изготовлении клапанного устройства, при одновременном повышении эффективности его работы.
Поставленная задача решается предлагаемым клапанным устройством для стравливания газа, включающим полый корпус с осевым и радиальным на боковой поверхности каналами, размещенные в нем клапан, состоящий из седла и запорного органа, пружину и шток с регулировочным устройством, а также входной и выходной патрубки.
Новым является то, что запорный орган снабжен внутренней цилиндрической выборкой, а шток - кольцевым буртиком снизу, при этом шток своим кольцевым буртиком установлен во внутренней цилиндрической выборке запорного органа с возможностью осевого ограниченного перемещения, кроме того нижний торец кольцевого буртика штока имеет возможность взаимодействия с нижним торцом внутренней цилиндрической выборки запорного органа, причем пружина установлена на штоке между запорным органом и регулировочным устройством, при этом длина сжатия пружины ограничено длиной перемещения кольцевого буртика штока во внутренней цилиндрической выборке запорного органа.
На фиг. изображен предлагаемое клапанное устройство для стравливания газа в продольном разрезе.
Устройство для стравливания газа включает полый корпус 1 с осевым 2 и радиальным 3 на боковой поверхности 4 каналами. В полом корпусе 1 размещен клапан 5, состоящий из седла 6 и запорного органа 7. Седло 6, установлено в осевом канале 2 полого корпуса 1 и поджато снизу входным патрубком 8. На боковой поверхности 4 полого корпуса 1 напротив радиального канала 3 жестко и герметично установлен выходной патрубок 9. Сверху в полый корпус 1 герметично ввернуто регулировочное устройство 10 со штоком 11. Шток 11 имеет кольцевой буртик 12 снизу, а запорный орган 7 снабжен внутренней цилиндрической выборкой 13. Шток 11 своим кольцевым буртиком 12 установлен во внутренней цилиндрической выборке 13 запорного органа 7 с возможностью осевого ограниченного перемещения длиной - b, кроме того, нижний торец 14 кольцевого буртика
12 штока 11 имеет возможность взаимодействия с нижним торцом 15 внутренней цилиндрической выборки 13 запорного органа 7.
Пружина 16 установлена на штоке 11 между запорным органом 7 и регулировочным устройством 10. Длина сжатия пружины ограничено длиной перемещения - b кольцевого буртика 12 штока 11 во внутренней цилиндрической выборке 13 запорного органа 7.
Клапанное устройство для стравливания газа работает следующим образом.
Клапанное устройство для стравливания газа устанавливают в состав оборудования устья скважины (например, в составе ОУ 140-146/168-65А или ОУ140-146/168-65Б) для стравливания газа из затрубного пространства скважины в выкидную линию.
Запорный орган 7 клапана 5 поджатый пружиной 16 (см. фигуру) сидит на седле 6, при этом кольцевой буртик 12 штока 11 находится в верхней части внутренней цилиндрической выборки 13 запорного органа 7.
Газ из затрубного пространства скважины (на фиг. не показано) поступает по входному патрубку 8 и воздействует на запорный орган 7 снизу. Под действием давление газа запорный орган 7, сжимая пружину 16, передвигается вверх относительно остающегося неподвижным штока 11, при этом кольцевой буртик 12 штока 11 опускается вниз по внутренней цилиндрической выборке 13 запорного органа 7. Далее газ, попавший в осевой канал 2 полого корпуса 1 через радиальный канал 3, выполненный на боковой поверхности 4 полого корпуса 1 попадает в выходной патрубок 9, а оттуда в выкидную линию (на фиг. не показано). Длина осевого перемещения запорного органа 7 относительно штока 11 зависит от величины давления в затрубном пространстве и жесткости пружины 16, но не больше длины b (см. фигуру). Давление, при котором начинается стравливание газа, то есть запорный орган 7 начинает подниматься вверх относительно седла 6 клапана 5 зависит от жесткости пружины 16 и устанавливается опытным путем и на практике это составляет примерно 0,3-0,5 МПа.
При проведении подземного или капитального ремонта скважины возникает необходимость проведения различных технологических операций, таких как глушение, промывка скважины и тому подобных, в связи с чем возникает необходимость отсечения (отключения) выкидной линии (на фиг. не показано) от затрубного пространства скважины.
С этой целью вращают рукоятку 17 регулировочного устройства 10 (см. фигуру) по часовой стрелке, при этом шток 11, благодаря резьбовому соединению 18 опускается вниз, до тех пор, пока нижний торец 14 кольцевого буртика 12 штока 11 не упрется в нижний торец 15 внутренней цилиндрической выборки 13 запорного органа 7, при этом запорный орган 7 сядет на седло 6 клапана 5 и герметично отсечет затрубное пространство скважины
от выкидной линии. После этого можно проводить вышеуказанные технологические операции в скважине.
По окончанию проведения технологических операций и запуске скважины в работу вращают рукоятка 17 регулировочного устройства 10 против часовой стрелки, при этом шток 11, благодаря резьбовому соединению 18 поднимается вверх, а кольцевой буртик 12 штока 11 оказывается в верхней части внутренней цилиндрической выборки 13 запорного органа 7, как показано на фигуре. При этом запорный орган 7 клапана 5 поджатый пружиной 16 сидит на седле 6. Клапанное устройство готово для стравливания газа из межтрубного пространства скважины в выкидную линию.
Предлагаемое устройство для стравливания газа обладает простой конструкцией и дешево в изготовлении, при этом оно достаточно эффективно может работать в агрессивных средах, а это позволяет продлить его срок службы и сэкономить материальные и финансовые затраты.