Клапан отсекатель скважинный для чего нужен

Скважинный клапан-отсекатель

Сущность: клапан-отсекатель содержит затвор со ступенчатой кольцевой канавкой, заполненной эластичным материалом, причем внутренняя часть канавки через каналы, выполненные в затворе, сообщается с пространством скважины ниже клапана-отсекателя. 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для перекрытия ствола скважины.

Известен клапан, содержащий втулки с отверстием, резиновые шланги, зафикцированный деталью с отверстием.

Недостатком этого клапана является то, что в качестве затвора применен резиновый шланг, что понижает надежности работы клапана за счет преждевременного выхода из строя резинового шланга и усложнение конструкции запорного органа клапана.

Наиболее близким к изобретению является скважинный клапан-отсекатель, содержащий корпус с седлом и радиальными каналами, внутри которого установлен привод, выполненный в виде камеры, заполненной сжатым газом, подвижный шток, соединенный с приводом и имеющий на нижнем конце дополнительное седло, продольное каналы и затвор в виде шара, свободно установленного на штоке, и кулачки, радиальный ход которого ограничен втулкой.

Недостатком указанного клапана является то, что для получения герметичности седла с затвором, выполненным в виде шара и изготовленным из сплошного металла, требуется большой перепад давления и гидростатическим давлением скважинной жидкости).

Уменьшение перепада давления закрытия клапана за счет уменьшения давления сжатого газа в камере клапана может привести к колебаниям уровня в затрубном пространстве и соответственно отрицательно влиять на работу насоса.

Вышеуказанные недостатки ограничивают область применения клапана-отсекателя (неглубокие нефтяные скважины) и понижают надежность работы насоса.

Целью изобретения является повышение надежности его работы.

Скважинный клапан-отсекатель содержит корпус 1 с ниппелем 2 в верхней части. Внутри корпуса 1 установлен привод, выполненный в виде камеры 3, заполненной газом и штока 4. В корпусе 1 размещено седло 5.

Седло 6 жестко связано с нижним концом штока 4. На последнем установлен с возможностью осевого перемещения затвор 7, выполненный в виде шара.

В верхней части затвора 7, взаимодействующего с седлом 5, выполнена ступенчатая кольцевая канавка 8. Верхняя часть кольцевой канавки 8 заполнена эластичным материалом 9.

Наконечник 19 предохраняет затвор 7 от непредвиденных препятствий и создает удобство для его установки в ниппель. В наконечнике 19, корпусе 1 и втулки 13 выполнены радиальные каналы 20.

Клапан-отсекатель работает следующим образом.

Перед спуском клапана в скважину камера 3 заряжается на расчетное давление сжатым газом в зависимости от глубины установки, потом спускают клапан в скважину и устанавливают в ниппеле выше пакера. Под действием гидростатического давления скважинной жидкости сильфон сжимается, двигая шток 4 вверх, при этом затвор 7 одновременно закрывает седла 5 и 6. После закрытия седел 5 и 6 в пространстве скважины ниже клапана-отсекателя за счет пласта повышается давление, которое проходя через каналы 10 действует на эластичный материал 9. Под действием этого давления эластичный материал 9 прижимается к уплотнительной поверхности седла 5, заполняя зазор между затвором 7 и седлом 5, тем самым клапан создает полную герметичность. При меньшем перепаде давления закрытия без уменьшения сжатого газа и небольшой высоте столба жидкости над клапаном предотвращается открытое фонтанирование скважины. И это дает возможность спустить клапан в неглубокие нефтяные скважины повысить надежность насоса при их совместной работе.

После пуска скважины в работу, т. е. включения насоса, давление на глубине установки снижается.

При этом под действием сжатого газа в камере 3 сильфон со штоком 4 перемещается вниз и открывает седло 6, происходит выравнивание давления над и под затвором 7 через продольные каналы 11, после чего открывается седло 5, обеспечивая поступление жидкости из пласта в над клапанное пространство.

В случае остановки скважины и повышения давления жидкости сильфон сжимается, шток 4 перемещается вверх и закрывает клапан, предотвращая фонтанирование скважины.

СКВАЖИННЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ, содержащий корпус с седлом и радикальными каналами, внутри которого установлен затвор в виде шара, привод в виде камеры, заполненной сжатым газом, штока с седлом, в нижней части штока выполнены продольные каналы для сообщения пространства над и под затвором и кулачков, радиальный ход которых ограничен втулкой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе, на затворе выполнена ступенчатая кольцевая канавка, верхняя часть которой заполнена эластичным материалом, при этом затвор установлен с возможностью взаимодействия с седлом, причем нижняя часть канавки через каналы затвора расположена с возможностью сообщения с пространством ниже клапана-отсекателя.

Источник

Где необходимо использование отсечного клапана и как его выбрать

Отсечной клапан относится к защитной арматуре. По своему назначению он подобен предохранительным клапанам, т.к. оба предназначены защищать оборудование и трубопроводы от негативного воздействия последствий нарушения режимов нормальной эксплуатации. Только способы защиты у них разные: если первый закрывается, предохраняя поврежденный участок, то второй распахивается, обеспечивая выход рабочей среды, тем самым снижая параметры системы.

Что это такое и для чего он нужен

Клапан-отсекатель представляет собой быстродействующую запорную арматуру, состоящую из затвора и привода. Время закрытия является основным показателем качественного устройства. Быстродействующие запорные клапаны оснащены пневматическими или электрическими приводами. Они управляются по командам от датчиков, фиксирующих изменение параметров движения рабочего тела в системе. Закрыть или открыть отсекатель можно дистанционно ключом с пульта управления.

Отсекающие устройства являются частью трубопровода и нужны для локализации зоны аварии при разрыве последнего или возникновении другой нештатной ситуации. Применение быстродействующей арматуры минимизирует убытки и позволяет автоматически отключать поврежденное оборудование или участки системы.

Назначение отсечного клапана

Эта арматура относится к запорной и используется для перекрытия трубопровода при возникновении нештатной ситуации во время его работы. Устройства могут применяться не только в промышленности, но и в быту. Чаще всего их устанавливают в системах очистки воды обратным осмосом. Здесь его роль заключается в защите приемной емкости от перелива.

Так как повышение давления на выходе из фильтра ухудшает качество воды, то проверку (контроль) работы системы осуществляет 4-ходовой клапан. При возникновении такой ситуации происходит перекрытие линии подачи жидкости на фильтр до момента снижения давления (уровня) в баке.

Поплавковые отсечные клапаны применяются на АЗС для защиты топливных танков во время слива ГСМ с бензозаправщика. На атомных электростанциях быстродействующая отсечная арматура используется в локализующих системах безопасности для защиты персонала и окружающей среды от радиоактивных выбросов во время аварии в гермооболочке. При превышении параметров, характеризующих условия нормальной эксплуатации, по сигналу от датчиков срабатывает отсечная арматура, герметизируя оболочку реактора.

На магистральных водопроводах устанавливают шаровые быстрозапорные вентили с электрическими однооборотными приводами. При разрыве трубы увеличивается скорость движения воды, что формирует сигнал к закрытию отсекателя. Чтобы перекрыть поток и повернуть запорный орган на 90°, потребуется несколько секунд.

Особенности устройства

Отсечные клапаны конструктивно не отличаются от другой запорной арматуры. Различие состоит в приводном механизме, который должен обеспечивать минимальное время срабатывания. Чаще всего применяют арматуру с пневматическим или электромагнитным приводом. Для фиксации запорного органа в открытом (взведенном) положении предусмотрены специальные защелки. При поступлении сигнала они освобождают затвор, который под действием пружины перекрывает проточную часть. В большинстве случаев применяется проходной корпус с одно- или двухседельной посадкой запорного органа.

Тип подключения

Фланцевое подсоединение арматуры проводят при диаметре трубопровода более 50 мм. В бытовых системах используют клапаны с резьбовыми патрубками. Это более простое подключение, которое можно выполнить самостоятельно. Надо помнить, что резьбовое соединение должно быть уплотнено при помощи ФУМ-ленты либо пакли.

Арматура локализующих систем устанавливается при помощи сварки. Это наиболее прочное соединение позволяет предотвратить выход наружу опасных для жизни человека сред.

Устройство

Отсечная арматура состоит из следующих элементов:

Корпус изготавливается из чугуна, бронзы или стали. В одноразовых запорных клапанах, устанавливаемых на бытовых водопроводных сетях, он выполнен из пластмассы. Тип привода арматуры выбирается в зависимости от параметров рабочей среды, находящейся в системе.

Принцип работы

Прекращение движения потока среды происходит под действием энергии сжатой пружины или работы приводного механизма. В большинстве видов отсечной арматуры применяют электромагнитный привод, для питания катушки которого используется как постоянный, так и переменный ток.

При подаче электроэнергии катушка втягивает сердечник, тем самым поднимая затвор. В крайнем верхнем положении срабатывают специальные защелки, которые фиксируют шток с запорным органом в открытом положении. После этого питание с катушки снимается, а арматура остается во взведенном положении.

При изменении скорости движения жидкости или газа, не предусмотренной технологическим процессом или по команде оператора, подается сигнал на удерживающие защелки, которые освобождают шток. Под действием сжатой возвратной пружины затвор движется вниз и перекрывает проточную часть.

В одноразовых устройствах клапан закрывается под действием адсорбирующей прокладки. При попадании на нее воды она увеличивается в объеме и перемещает запорный орган. В первоначальное положение устройство не возвращается и подлежит замене.

Типы отсечных запорных устройств

Быстродействующая отсечная арматура используется во многих сферах деятельности. Отсекающий клапан устанавливается на трубопроводах, подающих жидкости, газы и пар. Это приводит к необходимости использования различных типов устройств. В зависимости от конструкции корпуса различают проходные и угловые клапаны. Преимущество первых заключается в возможности транспортировки неочищенной жидкости. Вторые устанавливаются в местах поворота потока и одновременно служат компенсаторами гидроударов, т.к. снижают скорость движения рабочей среды.

В зависимости от типа привода арматура делится на пневматическую и электрическую. Последняя, в качестве исполнительного механизма, может иметь электродвигатель (шаровые и пробковые краны) или электромагнитное устройство. Автоматические клапанные системы управляются по сигналам от датчиков или дистанционно — с пульта управления. Отсечная арматура с ручным приводом чаще всего устанавливается в бытовых отопительных и водопроводных сетях.

В быстродействующих устройствах могут применяться следующие типы запорных органов:

В арматуре с электромагнитным приводом в качестве затвора чаще всего используется тарельчатый клапан. Запорный орган может иметь 1 или 2 посадочных места (седел). Двухседельная арматура монтируется на трубопроводах высокого давления.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Проходные отсечные клапаны устанавливается на прямолинейных участках трубопровода в местах, доступных для обслуживания. На предприятиях монтаж проводят сотрудники специализированных подразделений. Перед началом работ устройство проверяется на стенде, после чего устанавливается на подготовленное место. На трубопроводе, имеющим разветвление (отводы), могут быть смонтированы несколько клапанов. Работу арматуры проверяют от ключа и по аварийным сигналам. Обслуживание устройства осуществляется в составе трубопровода.

В домашних условиях монтаж и эксплуатацию прибора проводят по описанию или инструкции, имеющейся в комплекте. Установка отсечного клапана на газопровод возможна только специалистами соответствующей службы. В частном доме монтаж приборов на водопровод и систему отопления чаще всего проводят самостоятельно. Однако следует помнить, что монтаж, проведенный своими руками, не всегда обеспечивает правильное функционирование устройства.

Источник

Скважинный клапан-отсекатель

Владельцы патента RU 2651860:

Изобретение относится к области нефтегазодобыващей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения. Скважинный клапан-отсекатель содержит корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения. В корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна. Ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна. Запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока. Корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего. Технический результат заключается в повышении надежности работы скважинного клапана-отсекателя. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобыващей промышленности и может быть использовано для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения.

Известен клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус с переводником на нижнем конце, во внутренней полости корпуса с переводником на нижнем конце размещены шток, цанга, гайка регулирующая, втулка направляющая, тарель, седло и пружина. При этом клапан-отсекатель снабжен втулкой упорной, втулкой-толкателем с кольцевым буртиком на наружной поверхности и гайкой упорной. Пружина размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем и переводником. Пружина взаимодействует с кольцевым буртиком втулки-толкателя и гайкой упорной. Втулка упорная размещена в кольцевой полости между втулкой-толкателем, седлом и корпусом. Клапан-отсекатель присоединяют к нижней части пакера, который спускают на колонне насосно-компрессорных (НКТ) в эксплуатационную колонну на заданную глубину (патент РФ №2293839, МПК Е21В 34/06, опубл. 20.02.2007 г.).

Недостаток известного клапана-отсекателя заключается в том, что для его закрытия необходимо создать давление в эксплуатационной колонне методом закачки жидкости с устья скважины. Для проверки герметичности закрытия нужно снизить давление над пакером, что трудно сделать, если насос не работает.

Известен скважинный клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий пакер с корпусом, запорный орган с цангой, снабженной лепестками с головкой, механизм управления запорным органом, шток с отверстиями и кольцевой проточкой. Шток снабжен клеткой обратного клапана в верхней части, кольцевым поршнем в средней и механизмом управления в виде ступенчатого кольцевого поршня на нижнем конце, поджатым гайкой и снабженным стаканом с кольцевым выступом, образующим подвижное соединение с удлинителем, связанным с корпусом, выполненным разъемным, снабженным в месте разъема разделительной шайбой и нижним переходником. Ступенчатый кольцевой поршень снабжен гильзой, образующей подвижное соединение в расточке нижнего переходника и кольцевую камеру с удлинителем, гидравлически связанную дренажным отверстием с осевым каналом гильзы. Полости над кольцевым поршнем и над кольцевым выступом гидравлически связаны отверстиями с полостью под пакером. Полость кольцевой камеры над разделительной шайбой связана отверстием с осевым каналом штока. Причем фигурная гайка связана с корпусом перепускного клапана, снабженного посадочной поверхностью на торцовой части, обращенной к посадочному седлу нижнего переходника, в осевом канале которого установлено седло с подпружиненным шаровым клапаном, цанга установлена в разъемном корпусе (патент РФ №2516708, МПК Е21В 34/06, опубл. 20.05.2014 г.).

Недостатком известного скважинного клапана-отсекателя является сложность конструкции, трудность применения в скважинах малого диаметра.

Известен скважинный клапан-отсекатель, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус с седлом и радиальными каналами, внутри которого установлен затвор в виде шара, привод в виде камеры, заполненной сжатым газом, штока с седлом, в нижней части штока выполнены продольные каналы для сообщения пространства над и под затвором и кулачков, радиальный ход которых ограничен втулкой (патент РФ №2021490, МПК Е21В 34/06, опубл. 15.10.1994 г.).

Недостатком известного скважинного клапана-отсекателя является недостаточная надежность, т.к. затвор гидравлически не уравновешен, что может привести к его срабатыванию при изменении давления под пакером.

Известен скважинный затвор, выбранный в качестве прототипа, состоящий из корпуса, ограниченного ниппелем и седлом, образующих камеру, в последней размещен сильфон, заполненный сжатым газом, запорного клапана, установленного на штоке привода запорного клапана в движение и соединенного непосредственно с торцом сильфона, сообщающем запорному клапану возвратно-поступательное перемещение. На корпусе герметично закреплена ступенчатая втулка диаметром, меньшим диаметра ствола скважины. В стенках корпуса и втулки выполнены радиальные окна, расположенные друг перед другом, сообщающие камеру с кольцевой полостью. Над корпусом установлен переводник с радиальными отверстиями, предназначенный для спуска скважинного затвора в скважину и подъема из нее. Ступенчатая втулка выполнена с наконечником, устанавливаемым в посадочный ниппель пакера, разобщающего пространства скважины над и под затвором (патент РФ №2465438, МПК Е21В 34/06, опубл. 27.10.2012 г.).

Недостатком известного скважинного затвора также является недостаточная надежность, т.к. запорный клапан гидравлически не уравновешен, что может привести к его срабатыванию при изменении давления под пакером. В связи с этим в некоторых случаях невозможно применение данного скважинного затвора.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в создании скважинного клапана-отсекателя, гидравлически нейтрального к давлению под пакером, с возможностью настраивания параметров срабатывания и возможностью принудительного его открытия, а также в необходимости расширения арсенала клапанов-отсекателей, используемых для перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ без глушения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности работы скважинного клапана-отсекателя, обеспечение возможности настраивания параметров срабатывания скважинного клапана-отсекателя, обеспечение возможности принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

Технический результат достигается тем, что:

— в корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна, ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего;

— камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя;

— запорный элемент выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса;

— шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, причем головки лепестков цанги опираются на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра;

— узел уплотнения штока и корпуса выполнен в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами;

— регулировочная гайка зафиксирована от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса;

— в переходнике выше срезных элементов выполнены сливные отверстия, перекрытые стенкой седла в верхнем его положении и сообщающиеся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла;

— шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом шток опирается на головки лепестков цанги;

— узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, втулка зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов, а над втулкой размещено седло со сквозными окнами в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями в верхнем положении втулки.

Выполнение в корпусе ниже выходных радиальных окон входных радиальных окон, установка ступенчатой втулки на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, установка запорного элемента на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, закрытие корпуса снизу заглушкой обеспечивают повышение надежности работы скважинного клапана-отсекателя за счет исключения влияния давления под пакером на срабатывание скважинного клапана-отсекателя. Выполнение в теле запорного элемента продольных каналов, гидравлически связывающих полости корпуса над и под ним, предназначено для выравнивания давления над и под запорным элементом, что обеспечивает возможность движения запорного элемента вверх (вниз) при закрытии (открытии) скважинного клапана-отсекателя.

То что камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, обеспечивает простоту и удобство настраивания параметров срабатывания (давления открытия и закрытия) скважинного клапана-отсекателя, которые регулируются поджатием пружины с помощью регулировочной гайки.

Выполнение внутри переходника узла принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя обеспечивает возможность принудительного его открытия для выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

Запорный элемент может быть выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса, что позволяет сделать его гидравлически нейтральным к давлению под пакером для повышения надежности работы скважинного клапана-отсекателя.

Фиксирование штока от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, при этом опирание головок лепестков цанги на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра, исключают преждевременное срабатывание скважинного клапана-отсекателя при незначительных изменениях давления, что повышает надежность его работы.

Выполнение узла уплотнения штока и корпуса в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами обеспечивает герметизацию камеры для надежной работы скважинного клапана-отсекателя.

Фиксирование регулировочной гайки от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса, повышает надежность работы скважинного клапана-отсекателя.

Выполнение в переходнике выше срезных элементов сливных отверстий, перекрытых стенкой седла в верхнем его положении, и сообщающихся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла, обеспечивает возможность освобождения колонны НКТ от жидкости при подъеме компоновки на поверхность.

Фиксирование штока от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом опирание штока на головки лепестков цанги, исключают преждевременное срабатывание скважинного клапана-отсекателя при незначительных изменениях давления, что повышает надежность его работы.

Фиксирование втулки в верхнем положении с помощью срезных элементов, размещение над втулкой седла со сквозными окнами в стенке, которые сообщены в верхнем положении втулки с радиальными отверстиями, выполненными в боковой стенке переходника, позволяют перед подъемом компоновки на поверхность очистить промывкой межтрубное пространство от скопившегося над пакером песка и шлама, а с помощью шарика, сбрасываемого с устья, переместить шток с запорным элементом в нижнее положение для принудительного открытия клапана-отсекателя с целью выравнивания давления над и под пакером перед подъемом компоновки на поверхность.

Работа скважинного клапан-отсекателя, изображенного на фиг. 1-3, происходит следующим образом.

Параметры открытия и закрытия скважинного клапана-отсекателя регулируются поджатием пружины 20 регулировочной гайкой 21. Скважинный клапан-отсекатель устанавливают над пакером (на фиг. не показан).

Компоновку, содержащую пакер, скважинный клапан-отсекатель, спускают на колонне НКТ на требуемую глубину. Производят посадку пакера. Под действием гидростатического давления столба скважинной жидкости шток 13 с запорным элементом 14, сжимая пружину 20, начинают двигаться вверх, при этом сжимается цанга 24 и головки 26 ее лепестков срываются с внутреннего выступа 27 цилиндра 25. В результате входные радиальные окна 11 перекрываются боковой стенкой запорного элемента 14 (фиг. 2). Скважинный клапан-отсекатель приводится в закрытое положение, и скважинная жидкость перестает поступать в надпакерную зону (не показана). Колонну НКТ поднимают на поверхность и спускают скважинный насос (не показан). После запуска скважинного насоса гидростатическое давление столба скважинной жидкости уменьшается, и когда оно станет ниже давления открытия скважинного клапана-отсекателя, шток 13 с запорным элементом 14 возвращаются в нижнее положение (фиг. 1). Скважинная жидкость из подпакерной зоны (не показана) по кольцевому зазору 9, через входные радиальные окна 11 и радиальные каналы 15 запорного элемента 14, а далее через выходные радиальные окна 12 поступает в надпакерную зону и далее на прием насоса.

В случае остановки насоса и увеличения гидростатического давления столба скважинной жидкости до давления закрытия скважинного клапана-отсекателя, последний приводится в закрытое положение выше описанным образом (фиг. 2).

Работа скважинного клапан-отсекателя, изображенного на фиг. 4, происходит следующим образом.

Перед спуском скважинного клапана-отсекателя в скважину камера 19 через втулку 37 заряжается сжатым газом на расчетное давление. Скважинный клапан-отсекатель устанавливают над пакером (на фиг. не показан).

Компоновку, содержащую пакер, скважинный клапан-отсекатель, спускают на колонне НКТ на требуемую глубину. Производят посадку пакера. Под действием гидростатического давления столба скважинной жидкости сильфон 38 сжимается, поднимая шток 13 с запорным элементом 14 вверх. При этом сжимается цанга 24 и шток 13 срывается с головок 26 ее лепестков. В результате входные радиальные окна 11 перекрываются боковой стенкой запорного элемента 14, и скважинная жидкость перестает поступать в надпакерную зону. Колонну НКТ поднимают на поверхность и спускают скважинный насос. После запуска скважинного насоса гидростатическое давление столба скважинной жидкости уменьшается, и под действием сжатого газа в камере 19 сильфон 38 удлиняется, перемещая шток 13 с запорным элементом 14 в нижнее положение. Скважинная жидкость из подпакерной зоны по кольцевому зазору 9, через входные радиальные окна 11 и радиальные каналы 15 запорного элемента 14, а далее через выходные радиальные окна 12 поступает в надпакерную зону и далее на прием насоса.

В случае остановки насоса и увеличения давления жидкости сильфон 38 сжимается, шток 13 с запорным элементом 14 перемещаются вверх, и клапан-отсекатель закрывается.

Для принудительного открытия и извлечения клапана-отсекателя, изображенного на фиг. 4, в скважину спускают колонну НКТ и соединяют с переходником 5. Для выноса осевших над пакером механических примесей на поверхность осуществляют промывку подачей жидкости в колонну НКТ. При этом жидкость через сквозные окна 31 седла 30 и радиальные отверстия 28 переходника 5 поступает в межтрубное пространство над пакером. Промывку проводят до тех пор, пока из межтрубного пространства не начнет поступать чистая жидкость. Затем промывку останавливают, бросают в колонну НКТ шар 42, который садится на седло 30. В колонне НКТ нагнетанием жидкости создают давление, под действием которого срезные элементы 32 срезаются. Седло 30 вместе с втулкой 37, нижней ее частью 39 и упором 40 движутся вниз, при этом упор 40 толкает вниз шток 13, и последний вместе с запорным элементом 14 перемещаются в нижнее положение. Радиальные каналы 15 совмещаются с входными радиальными окнами 11. При подъеме клапана-отсекателя происходит освобождение колонны НКТ от жидкости через радиальные отверстия 28 переходника 5.

Из уровня техники не выявлено решение, которому присуща совокупность признаков, совпадающая с совокупностью отличительных признаков заявленного изобретения, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Заявленное изобретение не следуют явным образом из уровня техники, что обусловливает его соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Скважинный клапан-отсекатель испытан в скважинных условиях, доказал свою работоспособность, может быть реализован на машиностроительном предприятии и использован в нефтегазовых скважинах. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет проводить ремонтные работы без глушения скважины, тем самым защищает продуктивный пласт от воздействия кольматирующих частиц, сокращает затраты на растворы глушения и время вывода скважины на технологический режим. Повышается надежность работы скважинного клапана-отсекателя, обеспечивается возможность настраивания параметров срабатывания скважинного клапана-отсекателя и возможность принудительного его открытия.

1. Скважинный клапан-отсекатель, содержащий корпус с выходными радиальными окнами, ступенчатую втулку, запорный элемент, привод в виде камеры и штока, имеющего возможность ограниченного возвратно-поступательного осевого перемещения, отличающийся тем, что в корпусе ниже выходных радиальных окон выполнены входные радиальные окна, ступенчатая втулка установлена на корпусе с образованием кольцевого зазора между ними, сообщающегося с полостью корпуса через входные радиальные окна, запорный элемент установлен на штоке с возможностью перекрытия входных радиальных окон корпуса в верхнем положении штока, корпус закрыт снизу заглушкой, при этом полости корпуса над и под запорным элементом гидравлически связаны через продольные каналы в теле последнего.

2. Скважинный клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что камера образована установленным в верхней части корпуса переходником с глухим осевым каналом, корпусом, штоком и узлом уплотнения штока и корпуса, ниже узла уплотнения штока и корпуса на шток установлена пружина, которая поджата с помощью регулировочной гайки, внутри переходника выполнен узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя.

5. Скважинный клапан-отсекатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде поршня с радиальными каналами в боковой стенке, которые совмещены с входными радиальными окнами корпуса.

6. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью жестко связанной с ним цанги и цилиндра, установленных внутри камеры, причем головки лепестков цанги опираются на кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности цилиндра.

7. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что узел уплотнения штока и корпуса выполнен в виде установленных на шток втулки или втулок с уплотнительными кольцами.

8. Скважинный клапан-отсекатель по п.2, отличающийся тем, что регулировочная гайка зафиксирована от раскручивания с помощью фиксаторов, установленных в продольных отверстиях корпуса.

10. Скважинный клапан-отсекатель по п.9, отличающийся тем, что в переходнике выше срезных элементов выполнены сливные отверстия, перекрытые стенкой седла в верхнем его положении и сообщающиеся с глухим осевым каналом в нижнем положении седла.

11. Скважинный клапан-отсекатель по п.3, отличающийся тем, что шток зафиксирован от перемещения вверх с помощью цанги, установленной в верхней части камеры, при этом шток опирается на головки лепестков цанги.

12. Скважинный клапан-отсекатель по п.3, отличающийся тем, что узел принудительного открытия скважинного клапана-отсекателя выполнен в переходнике, в боковой стенке которого имеются радиальные отверстия, втулка зафиксирована в верхнем положении с помощью срезных элементов, а над втулкой размещено седло со сквозными окнами в стенке, которые сообщены с радиальными отверстиями в верхнем положении втулки.

Источник