RU2021490C1

RU2021490C1 - Subsurface safety valve

Info

Publication number: RU2021490C1
Authority: RU
Inventors: Октай Исмаил оглы Эфендиев; Адил Дахил оглы Набиев; Намик Исфендияр оглы Бекиров
Original assignee: Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования
Priority date: 1991-05-05
Filing date: 1991-05-05
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: subsurface safety valves. SUBSTANCE: subsurface safety valve has gate with step annular groove filled with flexible material. Internal part of groove is communicated through channels made in gate with well space below subsurface safety valve. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для перекрытия ствола скважины. The invention relates to the oil industry and is intended to shut off the wellbore.

Известен клапан, содержащий втулки с отверстием, резиновые шланги, зафикцированный деталью с отверстием. Known valve containing bushings with a hole, rubber hoses, fixed part with a hole.

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. The disadvantage of this valve is that a rubber hose is used as a shutter, which reduces the reliability of the valve due to the premature failure of the rubber hose and the complexity of the design of the valve shutoff member.

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. Closest to the invention is a borehole shutoff valve comprising a housing with a seat and radial channels, inside of which there is an actuator made in the form of a chamber filled with compressed gas, a movable rod connected to the actuator and having an additional seat at the lower end, longitudinal channels and a shutter in the form of a ball freely mounted on the stem, and cams, the radial stroke of which is limited by the sleeve.

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). The disadvantage of this valve is that to obtain the tightness of the seat with a shutter made in the form of a ball and made of solid metal, a large pressure drop and hydrostatic pressure of the borehole fluid are required).

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. Reducing the differential pressure of closing the valve by reducing the pressure of the compressed gas in the valve chamber can lead to fluctuations in the level in the annulus and, accordingly, adversely affect the pump.

Вышеуказанные недостатки ограничивают область применения клапана-отсекателя (неглубокие нефтяные скважины) и понижают надежность работы насоса. The above disadvantages limit the scope of the shutoff valve (shallow oil wells) and reduce the reliability of the pump.

Целью изобретения является повышение надежности его работы. The aim of the invention is to increase the reliability of its work.

На фиг. 1 изображен скважинный клапан-отсекатель в открытом положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, в закрытом положении. In FIG. 1 shows a downhole shutoff valve in an open position, general view; in FIG. 2 - the same, in the closed position.

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. The downhole shutoff valve comprises a housing 1 with a nipple 2 in the upper part. Inside the housing 1, a drive is installed, made in the form of a chamber 3 filled with gas and a rod 4. A saddle 5 is placed in the housing 1.

Седло 6 жестко связано с нижним концом штока 4. На последнем установлен с возможностью осевого перемещения затвор 7, выполненный в виде шара. The saddle 6 is rigidly connected with the lower end of the rod 4. At the latter, the shutter 7, made in the form of a ball, is mounted with the possibility of axial movement.

В верхней части затвора 7, взаимодействующего с седлом 5, выполнена ступенчатая кольцевая канавка 8. Верхняя часть кольцевой канавки 8 заполнена эластичным материалом 9. A stepped annular groove 8 is made in the upper part of the shutter 7 interacting with the seat 5. The upper part of the annular groove 8 is filled with elastic material 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). In the lower part of the stem 4 there are longitudinal channels 11 for communicating spaces above and below the shutter 7 in the process of opening the valve. To fix the rod 4 in the extreme position, annular channels are made in the lower part of the actuator 3, and in the case 1 there are windows in which the cams 12 are installed, the movement of the case 1 is limited by shear screws 14. To seal the valve in the borehole, seals 15 are installed on the case 1. The valve sub 16 is connected to the tool for lowering it into the well, and after lowering it is fixed with the help of the movable sleeve 17 and collet 18 in the packer landing nipple (the landing nipple and packer are not shown).

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. The tip 19 protects the shutter 7 from unforeseen obstacles and creates the convenience for its installation in the nipple. In the tip 19, the housing 1 and the sleeve 13 are made radial channels 20.

Клапан-отсекатель работает следующим образом. The shut-off valve operates as follows.

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. Before the valve is lowered into the well, chamber 3 is charged to the design pressure with compressed gas depending on the installation depth, then the valve is lowered into the well and installed in a nipple above the packer. Under the influence of hydrostatic pressure of the borehole fluid, the bellows is compressed by moving the rod 4 upward, while the shutter 7 simultaneously closes the seats 5 and 6. After closing the seats 5 and 6 in the borehole space below the shut-off valve, the pressure increases due to the formation, which passes through channels 10 on the elastic material 9. Under the influence of this pressure, the elastic material 9 is pressed against the sealing surface of the seat 5, filling the gap between the valve 7 and the seat 5, thereby creating a complete tightness of the valve. With a lower differential pressure drop without reducing the compressed gas and a small height of the liquid column above the valve, open well flowing is prevented. And this makes it possible to lower the valve into shallow oil wells to increase the reliability of the pump during their joint operation.

После пуска скважины в работу, т. е. включения насоса, давление на глубине установки снижается. After the well is put into operation, i.e. turning on the pump, the pressure at the installation depth decreases.

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. In this case, under the action of compressed gas in the chamber 3, the bellows with the stem 4 moves down and opens the seat 6, the pressure is equalized above and below the shutter 7 through the longitudinal channels 11, after which the saddle 5 opens, providing fluid from the reservoir to the valve space.

В случае остановки скважины и повышения давления жидкости сильфон сжимается, шток 4 перемещается вверх и закрывает клапан, предотвращая фонтанирование скважины. If the well stops and the fluid pressure rises, the bellows contracts, the stem 4 moves up and closes the valve, preventing the well from flowing.

Claims

A Borehole VALVE-SHUT-OFF VALVE, comprising a housing with a seat and radical channels, inside of which there is a ball-shaped shutter, an actuator in the form of a chamber filled with compressed gas, a stem with a saddle, longitudinal channels are made in the lower part of the stem for communicating the space above and below the shutter and cams the radial stroke of which is limited by a sleeve, characterized in that, in order to increase its reliability in operation, a stepped annular groove is made on the shutter, the upper part of which is filled with elastic material, and the shutter is installed with the possibility of interaction with the seat, and the lower part of the groove through the shutter channels is located with the possibility of communication with the space below the shut-off valve.