ГИДРОУПРАВЛЯЕМЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ ДЛЯ СКВАЖИН С ВЫСОКИМ ПЛАСТОВЫМ ДАВЛЕНИЕМ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к клапан-отсекателю с гидравлическим управлением, который может быть установлен на любой глубине в скважинах с высоким пластовым давлением.
Известен клапан-отсекатель, установленный под пакером, включающий корпус с размещенным в нем запорным органом, содержащим обратный клапан и заглушенное отверстие, проходной канал в корпусе и в запорном органе, сообщающий пространства эксплуатационной колонны выше и ниже клапана-отсекателя в положении «открыто», при этом корпус закреплен на металлической трубе, в которой выполнены перепускные отверстия и паз, запорный орган содержит манжету, выполненную из нефтестойкой резины, а пространства эксплуатационной колонны выше и ниже клапана-отсекателя сообщены через наконечник, установленный с возможностью вхождения в проходной канал и изготовленный из металлической трубы, RU №127123 U1, E21B 34/06, 20.04.2013.
Известен клапан-отсекатель для газовой скважины, содержащий корпус с седлом, запорный орган, узел управления запорным органом, включающий подпружиненный шток с осевым каналом, установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения и образующий с корпусом кольцевую полость для подачи управляющего агента, выполненную с возможностью одновременного глушения каналов подачи управляющего агента, RU №2311578 C1, E21B 34/06, F16K 3/04, 27.11.2007.
Известен клапан-отсекатель, содержащий корпус, установленный в корпусе подпружиненный шток с поршнем, кольцевую гидравлическую камеру, сообщенную с трубкой подвода жидкости, и тарельчатый затвор, выполненный с возможностью перехода в открытое положение при подводе жидкости в кольцевую гидравлическую камеру, RU №2160357 C2, E21B 34/06, 10.12.2000.
Известен клапан-отсекатель приустьевой гидроуправляемый, содержащий сборный корпус, имеющий гидравлический ввод для подведения управляющей жидкости под давлением, запорный орган в виде тарельчатого затвора, узел управления запорным органом в виде подпружиненного штока, установленный в сборном корпусе с возможностью осевого перемещения, блок уплотнений, установленный в корпусе, и уплотняемую втулку с упругим полимерным уплотнением, RU №109789 U1, E21B 34/06, 27.10.2011.
Известные клапан-отсекатели имеют индивидуальное конструктивное выполнение.
Известен гидроуправляемый клапан-отсекатель для газовых скважин, содержащий корпус, седло, запорный орган, узел управления запорным органом, гидравлически управляемый шток с возможностью взаимодействия с запорным органом, трубку с ниппелем для подвода управляющей жидкости к гидравлически управляемому штоку, пружину с возможностью взаимодействия с узлом управления, RU №94279 U1, E21B 34/06, 20.05.2010.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящей полезной модели.
В клапан-отсекателе ближайшего аналога управление запорным органом выполняется с устья скважины посредством подачи управляемой жидкости по трубке в полость со штоком, который воздействует на узел управления запорным органом, при этом пружина сжимается. Когда давление жидкости снимается, пружина возвращает узел управления запорным органом в исходное положение и запорный орган закрывается. Когда клапан-отсекатель открыт, пластовое давление добываемого флюида оказывает встречное давление на шток, перемещая его в исходное положение и закрывая запорный орган. Поэтому станция управления клапаном устанавливается с высоким рабочим давлением (45 МПа), но при давлении пласта 70 МПа и более клапан открыть невозможно.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей повысить эксплуатационные качества и обеспечить установку клапан-отсекателя на любой глубине в скважинах с высоким пластовым давлением.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в изоляции клапан-отсекателя от воздействия пластового давления за счет установки двух поясов эластичных уплотнителей, изолирующие полость с размещенной пружиной, в обеспечении возможности перемещения штока за счет выполнения в корпусе сквозных отверстий для сообщения полости с размещенной пружиной с затрубным пространством, в проведении дополнительной герметизации клапан-отсекателя за счет выполнения на запорном органе конической поверхности, увеличивающей площадь контакта и снижающей удельную нагрузку на седло, установки на седле манжеты V-образной формы и размещения упругого кольцевого уплотнения между манжетой V-образной формы и седлом.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что гидроуправляемый клапан-отсекатель для скважин с высоким пластовым давлением содержит корпус, седло, запорный орган, узел управления запорным органом, гидравлически управляемый шток с возможностью взаимодействия с запорным органом, трубку с ниппелем для подвода управляющей жидкости к гидравлически управляемому штоку, пружину с возможностью взаимодействия с узлом управления.
Клапан-отсекатель имеет два пояса эластичных уплотнителей: пояс эластичных уплотнителей с корпусом, расположенный над пружиной, и пояс эластичных уплотнителей с седлом, расположенный под пружиной, изолирующие полость с размещенной пружиной.
Между поясами эластичных уплотнителей в корпусе выполнены сквозные отверстия для сообщения полости с размещенной пружиной с затрубным пространством.
На запорном органе выполнена коническая поверхность, на седле установлена манжета V-образной формы и между манжетой V-образной формы и седлом размещено упругое кольцевое уплотнение.
Запорный орган своей конической уплотняющей поверхностью взаимодействует с манжетой V-образной формы.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о техническом решении, идентичном признакам, приведенным в формуле настоящей полезной модели, это определяет, по мнению заявителя, соответствие полезной модели критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - Гидроуправляемый клапан-отсекатель, разрез;
на фиг. 2 - Запорный орган клапан-отсекателя в закрытом положении, разрез;
на фиг. 3 - Запорный орган клапан-отсекателя в открытом положении, разрез;
на фиг. 4 - Узел управления запорным органом, трубка с ниппелем и гидравлически управляемый шток клапан-отсекателя, разрез.
Гидроуправляемый клапан-отсекатель содержит:
Корпус 1.
Седло - 2.
Запорный орган - 3,
коническую уплотняющую поверхность (органа 3) - 4,
манжету V-образной формы (в седле 2, с возможностью взаимодействия с поверхностью 4) - 5,
упругое кольцевое уплотнение (между манжетой 5 и седлом 2) - 6.
Узел управления (органом 3) - 7.
Гидравлически управляемый шток - 8,
трубку с ниппелем (для подвода управляющей жидкости к штоку 8) - 9.
Пружину (для узла 7) - 10,
полость (для размещения пружины 10) - 11.
Пояс эластичных уплотнителей (узла 7 с корпусом 1 над пружиной 10) - 12.
Пояс эластичных уплотнителей (узла 7 с седлом 2 под пружиной 10) - 13.
Сквозные отверстия (в корпусе 1 между поясами 12 и 13) - 14.
Гидроуправляемый клапан-отсекатель для скважин с высоким пластовым давлением содержит корпус 1, седло 2, запорный орган 3, узел управления 7, гидравлически управляемый шток 8, трубку с ниппелем 9, пружину 10.
Корпус 1 снабжен трубкой с ниппелем 9 для подвода управляющей жидкости к гидравлически управляемому штоку 8 с возможностью взаимодействия с запорным органом 3 посредством узла управления 7.
Пружина 10, установленная в корпус 1, имеет возможность взаимодействия с узлом управления 7.
Клапан-отсекатель имеет два пояса эластичных уплотнителей 12 и 13.
Пояс эластичных уплотнителей 12 с корпусом 1 расположен над пружиной 10.
Пояс эластичных уплотнителей 13 с седлом 2 расположен под пружиной 10.
Пояса эластичных уплотнителей 12 и 13 изолируют полость 11 с размещенной пружиной 10.
Между поясами эластичных уплотнителей 12 и 13 в корпусе 1 выполнены сквозные отверстия 14 для сообщения полости 11 с размещенной пружиной 10 с затрубным пространством.
На запорном органе 3 выполнена коническая поверхность 4.
На седле 2 установлена манжета V-образной формы 5.
Между манжетой V-образной формы5 и седлом 2 размещено упругое кольцевое уплотнение 6.
Запорный орган 3 своей конической уплотняющей поверхностью 4 взаимодействует с манжетой V-образной формы 5.
Управление клапан-отсекателем осуществляют следующим образом.
Клапан-отсекатель свинчивают с колонной труб и спускают в скважину в компоновке подземного оборудования с размещением над пакером. Вместе с клапан-отсекателем спускают в скважину трубку 9, которая крепится клямсами к лифтовой колонне, проходит через фонтанную арматуру к гидравлической станции. Гидростатический столб жидкости в затрубном пространстве в основном уравнивает гидростатический столб в трубке 9, поэтому глубина спуска не влияет на гидравлически управляемый шток 8. После запакеровки пакера в скважине затрубное пространство отсекается от пласта и, после вывода скважины на режим, гидравлически управляемый шток 8 - затрубное пространство остаются в равновесном положении за счет сквозных отверстий 14 в корпусе 1. С этого момента, чтобы открыть клапан-отсекатель, необходимо подать давление от гидравлической станции на гидравлически управляемый шток 8, причем это давление должно быть больше усилия пружины 10 и только. Глубина установки клапан-отсекателя и величина пластового давления не оказывают влияния на усилие перемещения гидравлически управляемого штока 8, а вместе с ним узла управления 7 запорным органом 3. Закрытие клапан-отсекателя производится снятием давления в трубке 9, после чего пружина 10 возвращает гидравлически управляемый шток 8 в исходное положение. Открытие клапан-отсекателя, под запорным органом 3 которого высокое пластовое давление, может быть осуществлено противодавлением в лифте над клапан-отсекателем, при этом на гидравлически управляемый шток 8 это давление никак не влияет.
Выполнение двух поясов эластичных уплотнителей, а именно пояса эластичных уплотнителей с корпусом, расположенного над пружиной, и пояса эластичных уплотнителей с седлом, расположенного под пружиной, которые изолируют полость с пружиной и повышает эксплуатационные качества клапан-отсекателя.
Выполнение в корпусе между поясами эластичных уплотнителей сквозных отверстий для сообщения полости с пружиной с затрубным пространством обеспечивает возможность перемещения штока, повышает эксплуатационные качества клапан-отсекателя и обеспечивает установку его на любой глубине в скважинах с высоким пластовым давлением.
Выполнение на запорном органе конической поверхности, установка на седле манжеты V-образной формы и размещение упругого кольцевого уплотнения между манжетой V-образной формы и седлом обеспечивают дополнительную герметизацию клапан-отсекателя и установку его на любой глубине в скважинах с высоким пластовым давлением.
В предложенном гидроуправляемом клапан-отсекателе использованы устройства, детали и узлы, широко применяемые для скважинной арматуры, а изготовление его на заводе «Измерон» и проведение опытных испытаний обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».