клапан для скважинного оборудования (варианты)
Классы МПК: | E21B34/06 в скважинах |
Автор(ы): | Афанасьев Владимир Александрович (RU), Захаров Владимир Аркадьевич (RU), Киреев Анатолий Михайлович (RU), Светашов Николай Николаевич (RU), Орлов Дмитрий Геннадьевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Афанасьев Владимир Александрович (RU), Захаров Владимир Аркадьевич (RU), Киреев Анатолий Михайлович (RU), Светашов Николай Николаевич (RU), Орлов Дмитрий Геннадьевич (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2005-02-14 публикация патента:
10.01.2007 |
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Обеспечивает устранение осложнений при смене скважинного оборудования. Согласно первому варианту клапан содержит корпус, запорный элемент и жестко связанный с запорным элементом шток с ловильной головкой. Согласно изобретению при добыче нефти из скважины, оборудованной пакером со стволом - гидравлическим каналом и запорным элементом для перекрытия этого канала и глушения скважины, он снабжен контейнером, установленным на запорном элементе, в виде стакана с открытым верхом для сбора и накопления механических примесей и перфорированными стенками для протока жидкости. Согласно второму варианту клапан содержит корпус и запорный элемент. Согласно изобретению при добыче нефти из скважины, оборудованной пакером со стволом - гидравлическим каналом и запорным элементом для перекрытия этого канала и глушения скважины, он снабжен контейнером, установленным на запорном элементе, в виде стакана с открытым верхом для сбора и накопления механических примесей и перфорированными стенками для протока жидкости. На внутренней стороне стенок контейнера выполнены выступы и/или проточка. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Формула изобретения
1. Клапан для скважинного оборудования, содержащий корпус, запорный элемент и жестко связанный с запорным элементом шток с ловильной головкой, отличающийся тем, что при добыче нефти из скважины, оборудованной пакером со стволом - гидравлическим каналом и запорным элементом для перекрытия этого канала и глушения скважины, он снабжен контейнером, установленным на запорном элементе в виде стакана с открытым верхом для сбора и накопления механических примесей, и перфорированными стенками для протока жидкости.
2. Клапан для скважинного оборудования по п.1, отличающийся тем, что контейнер снабжен кольцевой уплотнительной манжетой, которая закреплена в верхней части с его внешней стороны.
3. Клапан для скважинного оборудования, содержащий корпус и запорный элемент, отличающийся тем, что при добыче нефти из скважины, оборудованной пакером со стволом - гидравлическим каналом и запорным элементом для перекрытия этого канала и глушения скважины, он снабжен контейнером, установленным на запорном элементе в виде стакана с открытым верхом для сбора и накопления механических примесей, и перфорированными стенками для протока жидкости, при этом на внутренней стороне стенок контейнера выполнены выступы и/или проточка.
4. Клапан для скважинного оборудования по п.3, отличающийся тем, что контейнер снабжен кольцевой уплотнительной манжетой, которая закреплена в верхней части с его внешней стороны.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для временного или постоянного перекрытия ствола скважины (пакер, мостовая пробка, клапан-отсекатель и т.п.).
Известен клапан для перекрытия центрального канала гидравлического пакера, состоящего из запорного элемента (Е.И.Бухаленко, В.В.Вершковой и др. Нефтепромысловое оборудование, Справочник, М.: Недра, 1990 г. стр.308).
Недостаток клапана заключается в отсутствии у него ловильного элемента, что не позволяет извлекать его из скважины. Для открытия канала ствола пакера клапан продавливается избыточным давлением на забой скважины, что неприемлемо для скважин с горизонтальным стволом.
Известен клапан для скважинного оборудования, включающий запорный элемент, шток, ловильную головку для улавливания клапана специальным инструментом, спущенным с устья скважины (А.С. №561782, Е 21 В 43/00 от 07.07.77 г., прототип).
Недостаток вышеуказанного клапана заключается в том, что в процессе работы скважин (нагнетательных, нефтедобывающих) над ним скапливается песок, продукты коррозии, случайно упавшие в ствол скважины предметы, например хомуты токоподводящего кабеля электронасоса и т.п., что затрудняет процесс подъема (происходит заклинивание) клапана и скважинного оборудования, в котором клапан является комплектующим изделием. Кроме того, механические примеси попадают под запорный элемент клапана и препятствуют герметичному перекрытию гидравлических каналов скважинного оборудования.
Предлагаемый нами клапан для скважинного оборудования лишен приведенных выше недостатков, иными словами, позволяет предотвратить заклинивания клапана в стволе скважины при его извлечении и попадания при его закрытии под запорный элемент механических примесей, герметично перекрыть гидравлический канал пакера.
Поставленная цель достигается тем, что клапан содержит корпус, запорный элемент и жестко связанный с запорным элементом шток с ловильной головкой, отличающийся тем, что при добыче нефти из скважины, оборудованной пакером со стволом - гидравлическим каналом и запорным элементом для перекрытия этого канала и глушения скважины, он снабжен контейнером, установленным на запорном элементе, в виде стакана с открытым верхом для сбора и накопления механических примесей и перфорированными стенками для протока жидкости (Вариант 1).
Согласно второму варианту клапан содержит корпус и запорный элемент, отличающийся тем, что при добыче нефти из скважины, оборудованной пакером со стволом - гидравлическим каналом и запорным элементом для перекрытия этого канала и глушения скважины, он снабжен контейнером, установленным на запорном элементе, в виде стакана с открытым верхом для сбора и накопления механических примесей и перфорированными стенками для протока жидкости, при этом на внутренней стороне стенок контейнера выполнены выступы и/или проточка.
При этом в первом и втором вариантах выполнения клапана его корпус может быть снабжен кольцевой уплотнительной манжетой, которая закреплена в верхней части с его внешней стороны.
На фиг.1 схематично представлен клапан для скважинного оборудования в комплекте оборудования (Вариант 1), на фиг.2 изображен пример клапана для скважинного оборудования в комплекте оборудования для предотвращения инфильтрации жидкости глушения в пласт, на фиг.3 схематично представлен клапан для скважинного оборудования в комплекте оборудования (Вариант 2).
В скважину 1 спущен пакер 2, на ствол 3 пакера 2 установлен клапан для скважинного оборудования (далее по тексту - клапан), который перекрывает гидравлический канал пакера 2.
Вариант 1. Клапан для скважинного оборудования содержит запорный элемент 4, шток 5, имеющий в верхней части ловильную головку 6 для захвата специальным инструментом, спущенным с устья скважины, контейнер 7 (фиг.1, 2).
Шток 5 жестко связан с запорным элементом 4, который представляет собой шар, или с корпусом 8 клапана.
Контейнер 7 установлен на запорном элементе 4 с открытым верхом, выполнен с перфорированными стенками и представляет собой, например, стакан, в стенках которого расположены отверстия малого диаметра для протока добываемой жидкости в стенках.
Контейнер 7 выполнен с возможностью установления его на запорный элемент 4.
Вариант 2. Клапан для скважинного оборудования содержит запорный элемент 4 и контейнер 7.
Контейнер 7 установлен на запорном элементе 4 с открытым верхом и выполнен с перфорированными стенками, на внутренней стороне которых расположены выступы 9 или/и проточка 10 (фиг.3).
Вариант 1 отличается от Варианта 2 наличием штока 5 с ловильной головкой 6 и отсутствием в перфорированных стенках выступов 9 или/и проточки 10.
Кроме того, для вариантов 1 и 2 контейнер 7 может дополнительно содержать кольцевой уплотнительный элемент 11, который закрепляется в верхней его части с внешней стороны и представляет собой самоуплотняющуюся манжету, которая уплотняет контейнер 7 относительно ствола скважины 1.
Контейнер 7 предназначен для сбора и накопления попадающих в скважину, механических примесей, хомутов крепления кабеля насоса 12, например УЭЦН, и плавной посадки в стволе скважины 1.
Устройство работает следующим образом.
В скважину спускают оборудование (пакер и клапан) и осуществляют добычу нефти из скважины 1 насосом 12. Для смены насоса 12 скважина 1 над оборудованием (пакер и клапан) заполняется жидкостью глушения. Запорный элемент 4, например шар, перекрывает гидравлический канал пакера 2, препятствуя прохождению жидкости глушения в призабойную зону 13 скважины 1.
При подъеме и спуске насосного оборудования и дальнейшей эксплуатации скважины 1 седиментирующая механическая примесь, предметы, продукты коррозии, случайно упавшие в скважину 1, будут накапливаться в контейнере 7, не попадая в зону запорного элемента 4.
В процессе проведения капитальных ремонтных работ в призабойной зоне 13 скважины 1, требующих извлечения пакера 2, специальным канатным ловильным инструментом с устья скважины 1 захватывается шток 5 с ловильной головкой 6 при варианте 1 и запорный элемент 4 вместе с контейнером 7 извлекается из скважины 1, при этом не требуется дополнительная операция по извлечению контейнера 7. Далее извлекается пакер 2 и ведутся работы с пластом. Работы в призабойной зоне 13 скважины 1 могут вестись через ствол 3 пакера 2 без извлечения последнего. Тогда извлекается лишь клапан для скважинного оборудования.
В случае исполнения клапана для скважинного оборудования по варианту 2 извлекается контейнер 7 без пакера 2 и запорного элемента 4. Для этого специальным канатным ловильным инструментом с устья скважины 1 захватывается контейнер 7 за выступы 9 или за проточку 10, или за выступы 9 и за проточку 10 и извлекается из скважины 1, при этом работы в призабойной зоне 13 скважины 1 ведутся без извлечения пакера 2, запорного элемента 4.
Предлагаемый клапан позволяет извлекать его вместе со штоком 5 с ловильной головкой 6 и, таким образом, не требуется дополнительная операция по извлечению контейнера 7 перед подъемом клапана для скважинного оборудования, кроме того, исключает контакт жидкости глушения с коллектором призабойной зоны 13 скважины 1. Таким образом, сохраняется продуктивность скважины 1 при ее текущем подземном ремонте.
После проведенных в призабойной зоне 13 скважины 1 работ устанавливается пакер 2, если он извлекался. С устья скважины 1 сбрасывается до посадки в ствол 3 пакера 2 предлагаемый клапан для скважинного оборудования, техническое решение которого обеспечивает плавное его свободное падение.
Сущность изобретения заключается в том, что седиментирующие в стволе скважины 1 песок, продукты коррозии, а также случайно упавшие в ствол скважины 1 предметы скапливаются в контейнере 7, а не заиливают (засыпают) скважинное оборудование, что предупреждает при извлечении их заклинивание в стволе скважины 1 и незакрытие клапана в процессе работы.
Предложенное технического решение позволяет без осложнений проводить смену скважинного оборудования, комплектующего извлекаемыми клапанами, гарантированно обеспечивать перекрытие гидравлических каналов оборудования, иными словами, предупреждает проникновение механических примесей под контейнер 7.