КЛАПАН ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН

Устройство 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 закачки 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.
Эксплуатацию известных устройств осуществляют, в том числе, в агрессивной среде при высоких температурах и давлениях. Нагнетаемая в скважину среда поступает в корпус устройства на больших скоростях и может обладать высокой температурой, что способствует быстрому износу устройства. Поток нагнетаемой среды направлен через входное отверстие в донной части корпуса в сторону выполненных в крышке отверстий, ввиду чего наибольшему эрозионному воздействию подвержены крышка устройства в районе сквозных отверстий, а также обращенная к входному отверстию поверхность подвижного диска. В результате эрозионного износа, изменяются геометрические характеристики поверхности диска и отверстия в крышке. Увеличение площади проходного сечения сквозных отверстий в крышке влечет за собой изменение интенсивности потока нагнетаемой среды, отклоняя ее от расчетной. Отклонение фактических параметров от расчетных приводит к снижению эффективности работы устройства. В результате эрозионного износа подвижный диск может быть разрушен, что повлечет за собой выход устройства из строя. Так как контроль состояния устройства во время его эксплуатации невозможен, поскольку устройство находится в скважине, возникает необходимость повышения надежности устройства для обеспечения его штатной работы на протяжении всего эксплуатационного периода.
Задачей заявляемого технического решения является повышение срока службы клапана для технологической промывки скважин с сохранением параметров, обеспечивающих штатный режим его работы в течение всего периода эксплуатации.
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, а внутри корпуса расположен диск, выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси и перекрытия отверстия в донной части корпуса, при этом крышка и подвижный диск изготовлены из  твердосплавного материала на основе карбид-вольфрама ВК8.
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, кольцевой уступ 8.
Клапан для технологической промывки скважин выполнен следующим образом.
Клапан 1 содержит полый корпус 2, крышку 3 и подвижный диск 6. Корпус 2 выполнен в виде цельной неразъемной детали. Корпус 2 изготовлен из хромоникелевой нержавеющей стали с аустенитной структурой с содержанием хрома от 12% до 25% и содержанием никеля от 8% до 40%, что обеспечивает высокую коррозионную стойкость, кислотостойкость и прочность изделия. В донной части корпуса 2 выполнено сквозное центральное отверстие 5. Корпус 2 содержит внутренний кольцеобразный уступ 8, предназначенный для позиционирования крышки 3. 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. Выступ 7 исключает возможность перекрытия диском 6 отверстий 4 и обеспечивает достаточную площадь проходного сечения потока. Диск 6 выполнен с возможностью осевого перемещения в пространстве между выступом 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 крайнем положении, при контакте с донной частью корпуса 2 диск 6 перекрывает сквозное центральное отверстие 5. Крышка 3 и подвижный диск 6 изготовлены из  твердосплавного материала на основе карбид-вольфрама, например, из ВК8. Согласно ГОСТ 3882-74 сплав ВК8 представляет собой смесь зерен карбида вольфрама и кобальта, 92% и 8% соответственно. Крышку 3 и подвижный диск 6 изготавливают любым известным из уровня техники способом, например, путем спекания смеси порошков карбидов вольфрама и кобальта. Изделия из твердого сплава на основе карбид-вольфрама обладают высокой износостойкостью, что снижает интенсивность коррозионного разрушения наиболее нагруженных элементов клапана 1 и увеличивает, таким образом, срок его службы. На основе данных, полученных при проведении стендовых испытаний, физико-механические характеристики сплава ВК8 были признаны удовлетворительными для обеспечения надежности функционирования крышки 3 и диска 6 на протяжении всего эксплуатационного периода.
Клапан для технологической промывки скважин используют 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, 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, внутри добывающей колонны создают избыточное давление. Под действием давления подвижный диск 6 перемещается в направлении крышки 3 и упирается в выступ 7. 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.
Выполнение крышки 3 и подвижного диска 6 из твердосплавного материала на основе карбид-вольфрама, в частности из сплава ВК8, повышает износостойкость изделия, что продлевает срок его службы и обеспечивает штатный режим его работы на протяжении всего эксплуатационного периода. Физико-механические характеристики твердого сплава ВК8 позволяют существенно снизить влияние агрессивной среды, поступающей в клапан 1 на высокой скорости, на форму наиболее нагруженных деталей, что значительным образом уменьшает вероятность их преждевременного выхода из строя. Уменьшение вероятности преждевременного выхода из строя крышки 3 и подвижного диска 6, и сохранение их расчетных характеристик на протяжении всего эксплуатационного периода повышают надежность клапана 1 для технологической промывки скважин.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности клапана для технологической промывки скважин, 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, а внутри корпуса расположен диск, выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси и перекрытия отверстия в донной части корпуса, при этом крышка и подвижный диск изготовлены из  твердосплавного материала на основе карбид-вольфрама ВК8.