скважинный клапан-отсекатель

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.

На фиг. 1 изображен скважинный клапан-отсекатель в открытом положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, в закрытом положении.

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.

В нижней части штока 4 имеются продольные каналы 11 для сообщения пространств над и под затвором 7 в процессе открытия клапана. Для фиксации штока 4 в крайнем положении, в нижней части привода 3 выполнены кольцевые каналы, а в корпусе 1 - окна в которых установлены кулачки 12, перемещение корпуса 1 ограничено срезными винтами 14. Для герметичной установки клапана в скважине на корпусе 1 установлены уплотнения 15. Переводником 16 клапана соединяется с инструментом для спуска его в скважину, а после спуска он фиксируется с помощью подвижной втулки 17 и цанги 18 в посадочном ниппеле пакера (посадочной ниппель и пакер не показан).

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.