КЛАПАН ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использовано при очистке фильтра, входящего в состав добывающей колонны, а также закачке в пласт жидкости или пара.
Известен «АВТОНОМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПРИТОКА» по патенту на изобретение РФ №273917, от 21.07.2020, опубликован 21.12.2020, МПК E21B34/08, E21B43/12, E21B34/32. Известный регулятор содержит два гидравлических сопротивления, выполненных в виде одного отверстия в крышке и нескольких отверстий в днище корпуса. Между крышкой и днищем с возможностью осевого перемещения установлен диск, выполняющий функции клапана, осевое перемещение которого с одной стороны ограничено крышкой, а с другой стороны выступами осевой ориентации, расположенными на днище внутри корпуса. В крышке отверстие выполнено в центре. В днище отверстия расположены по краю внутренней полости корпуса. Не менее трех выступов осевой ориентации диска расположены равномерно по окружности между отверстиями в днище корпуса.
Наиболее близким по технической сути является «клапан УКП нагнетательный», известный из патента на изобретение «Скважинное устройство регулирования потока сред» РФ № 2674496, от 01.10.2018, опубликован 11.12.2018, МПК E21B34/08, E21B43/12, E21B43/08, F16K15/02. Известное устройство состоит из корпуса, выполненного из цельной заготовки и имеющего форму диска крышки с входным отверстием, через которое поступающий из паронагнетающей колонны пар, обтекая подвижную шайбу, выполненную в виде плоского диска, свободно перемещающегося в открытом пространстве, образованном между корпусом и крышкой, поступает через выходные отверстия, расположенные под углом относительно торца корпуса, в область нефтяного коллектора.
При решении ряда эксплуатационных задач, например, при глушении скважины на поглощение или переводе скважины из добывающей в нагнетательную, возникает необходимость осуществления подачи нагнетаемой среды в затрубное пространство под заданным расчетным давлением. При решении таких задач подача нагнетаемой среды, например, пара или кислоты, должна осуществляться только по достижению в добывающей колонне расчетного уровня давления, но не раньше. Известный клапан переходит в позицию «открыто» при крайне незначительном превышении давления в добывающей колонне над давлением в затрубном пространстве.
Задачей заявляемого технического решения является создание клапана для технологической промывки скважин, обладающего возможностью открытия при достижении заданной разницы между давлением в затрубном пространстве и давлением внутри добывающей колонны.
Поставленная задача решена за счет клапана для технологической промывки скважин, содержащего полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное центральное отверстие, в крышке выполнены сквозные отверстия, расположенные по окружности, внутри корпуса расположен диск, выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси и перекрытия отверстия в донной части корпуса, при этом между крышкой и диском расположена пружина, выполненая цилиндрической и с возможностью сжатия, а в центральной части внутренней поверхности крышки выполнен выступ.
Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг.1 – разрез клапана для технологической промывки скважин.
На фиг. 1 изображены: клапан 1 для технологической промывки скважин, полый корпус 2, крышка 3, сквозные отверстия 4, сквозное центральное отверстие 5, диск 6, выступ 7, кольцеобразное углубление 8, пружина 9.
Клапан для технологической промывки скважин выполнен следующим образом.
Клапан 1 содержит полый корпус 2, крышку 3, подвижный диск 6, пружину 9 и втулку 10. Корпус 2 выполнен в виде цельной неразъемной детали. Корпус 2, крышка 3, подвижный диск 6 и втулка 10 могут быть изготовлены, например, из хромоникелевой нержавеющей стали с аустенитной структурой. В донной части корпуса 2 выполнено сквозное центральное отверстие 5. В крышке 3 выполнены сквозные отверстия 4, расположенные по окружности. Крышка 3 содержит со своей внутренней стороны выступ 7. Выступ 7 предназначен для ограничения осевого перемещения диска 6, расположенного внутри корпуса 2 и для позиционирования пружины 9. Ограничение осевого перемещения диска 6 обеспечивает минимальную площадь сечения потока нагнетаемой среды, необходимую для штатного функционирования клапана 1. Пружина 9 выполнена цилиндрической с возможностью сжатия. Пружина 9 установлена между крышкой 3 и диском 6. Перемещение пружины 9 в плоскости перпендикулярной оси устройства ограничено выступом 7. Жесткость пружины 9 определяет разницу давлений, при которой инициализируется открытие клапана 1. Жесткость пружины 9 выбирают исходя из технологической целесообразности при решении задач различного характера. Диск 6 выполнен с возможностью осевого перемещения в пространстве между выступами 7 и донной частью корпуса 2. Возможность осевого перемещения диска 6 обеспечена выполнением его диаметра меньшим, чем минимальный внутренний диаметр полости корпуса 2. В своем исходном положении, будучи прижатым пружиной 9 к донной части корпуса 2 диск 6 перекрывает сквозное центральное отверстие 5. Корпус 2 содержит внутреннее кольцеобразное углубление 8, предназначенное для позиционирования крышки 3 и ее фиксации относительно корпуса 2, например, путем закатки края углубления 8 на внешнюю поверхность крышки 3.
Клапан для технологической промывки скважин работает следующим образом.
Клапан 1 работает, как правило, в составе массива устройств, установленных на внешней поверхности добывающей колонны, например, совместно с автономным регулятором притока. Клапан 1 устанавливают на боковую поверхность трубы и с колонной обсадных труб спускают в скважину. Во время режима добычи флюида, под действием давления пружины 9, подвижный диск 6 прижимается к донной части корпуса 2, перекрывая, таким образом, сквозное центральное отверстие 5. Перекрытие отверстия 5 исключает возможность поступления флюида внутрь добывающей колонны через клапан 1. При необходимости очистки фильтра или осуществлении технологической промывки скважины, внутрь добывающей колонны подают нагнетаемую среду. Прижимное усилие пружины 9 преодолевается при достижении определенного жесткостью пружины значения давления внутри колонны обсадных труб, диск 6 смещается в направлении крышки 3 и, таким образом, через центральное отверстие 5, полость корпуса 2 и сквозные отверстия 4 осуществляют сообщение добывающей колонны с затрубным пространством во время технологической промывки скважины. После окончания технологической промывки скважины и спаде давления в добывающей колонне, диск 6 прижимается пружиной 9 к донной части корпуса 2, перекрывая центральное отверстие 5.
Использование пружины 9, соответствующей жесткости, для прижатия диска 6 к донной части корпуса 2 и перекрытия отверстия 5, позволяет открывать клапан только при заданном давлении, определяемым технологическими особенностями осуществляемой операции.
Техническим результатом заявленного технического решения является возможность открытия клапана для технологической промывки скважин при достижении заданной разницы между давлением в затрубном пространстве и давлением внутри добывающей колонны, за счет клапана для технологической промывки скважин, содержащего полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное центральное отверстие, в крышке выполнены сквозные отверстия, расположенные по окружности, внутри корпуса расположен диск, выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси и перекрытия отверстия в донной части корпуса, при этом между крышкой и диском расположена пружина, выполненная цилиндрической и с возможностью сжатия, а в центральной части внутренней поверхности крышки выполнен выступ.