[go: up one dir, main page]

RU2730156C1 - Bypass controlled valve - Google Patents

Bypass controlled valve Download PDF

Info

Publication number
RU2730156C1
RU2730156C1 RU2020111531A RU2020111531A RU2730156C1 RU 2730156 C1 RU2730156 C1 RU 2730156C1 RU 2020111531 A RU2020111531 A RU 2020111531A RU 2020111531 A RU2020111531 A RU 2020111531A RU 2730156 C1 RU2730156 C1 RU 2730156C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spool
drain channels
spring
valve
shut
Prior art date
Application number
RU2020111531A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Борисович Оснос
Ринат Римович Ямалтдинов
Алия Шарифзяновна Асылгараева
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2020111531A priority Critical patent/RU2730156C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2730156C1 publication Critical patent/RU2730156C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry, namely to bypass well valves controlled by pressure drop from wellhead and intended for flushing of well or discharge of excess pressure. Controlled bypass valve comprises housing with annular projection on inner surface and drain radial channels, limitedly movable in axial direction slide valve, covering drain channels when moving upwards and opening drain channels at downward movement, and compression spring. Slide valve is equipped with a through axial channel – a seat, in which a check valve shutoff element is installed. Annular ledge is located below drain channels, spring is installed between annular ledge and slide valve, made with possibility of tight fit to inner surface of housing. Slide valve is equipped on the outside with diagonal radial pins. Pins to limit longitudinal movement are inserted into inner looped groove of housing, made of symmetric alternating short and long longitudinal samples connected by shaped slot. Groove allows reciprocating movement in the slide valve body under action of pressure and spring in-series arrangement of corresponding pins in long recesses for closing drain channels and short recesses for opening of drain channels. Spring force is higher than that of liquid column pressing on slide valve.EFFECT: providing operation in small diameter wells due to small number of parts inserted into each other, higher reliability due to large and easy-to-manufacture and maintenance shutoff element and valve seat.3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к перепускным скважинным клапанам, управляемым перепадом давлений с устья скважины, и предназначенным для промывки скважины или сброса избыточного давления.The invention relates to the oil and gas industry, namely to bypass borehole valves, controlled by a pressure drop from the wellhead, and designed for flushing a well or relieving excess pressure.

Известно устройство для предпусковой очистки скважины (патент RU № 2531149, МПК Е21В 37/00, опубл. 20.10.2014 Бюл. № 29), содержащее электроцентробежный насос, подвешенный на колонне насосно-компрессорных труб, образующей со стволом скважины кольцевое пространство, пусковую муфту, соединяющую электроцентробежный насос с колонной насосно-компрессорных труб, в стенке которой выполнен аэратор, имеющий возможность сообщения канала насосно-компрессорных труб с кольцевым пространством ствола скважины, полый запорный клапан, канат, управляемый с устья скважины, причем полый запорный клапан выполнен в виде сбивного пальца, установленного в аэратор пусковой муфты с возможностью разрушения под действием веса груза, сбрасываемого в колонну насосно-компрессорных труб с устья скважины, и сообщения канала насосно-компрессорных труб с кольцевым пространством ствола скважины, при этом пусковая муфта выше аэратора оснащена внутренней кольцевой канавкой, в которой установлено стопорное кольцо, а снизу в пусковой муфте выполнена внутренняя кольцевая выборка, причем в пусковой муфте выше аэратора срезным элементом зафиксирована полая втулка, снабженная сверху посадочным седлом, при этом полая втулка имеет возможность разрушения срезного элемента и осевого перемещения вниз до упора во внутреннюю кольцевую выборку под действием избыточного давления, создаваемого в колонне насосно-компрессорных труб после сбрасывания в нее запорного органа и его размещения на посадочном седле полой втулки, с фиксацией полой втулки стопорным кольцом за ее верхний торец и герметичным перекрытием изнутри полой втулкой аэратора пусковой муфты, причем запорный орган выполнен в виде полушара с жестко закрепленным к нему сверху штоком, оснащенным центратором, при этом верхний конец штока снабжен ловильной головой под ловильный инструмент, спускаемый в колонну насосно-компрессорных труб на канате, управляемом с устья скважины для извлечения запорного органа.A device for pre-start cleaning of a well is known (patent RU No. 2531149, IPC E21B 37/00, publ. 20.10.2014 Bull. No. 29), containing an electric centrifugal pump suspended on a tubing string, forming an annular space with the wellbore, a starting coupling connecting the electric centrifugal pump with the tubing string, in the wall of which an aerator is made, which has the ability to communicate the tubing channel with the annular space of the wellbore, a hollow shut-off valve, a rope controlled from the wellhead, and the hollow shut-off valve is made in the form of a whipped a finger installed in the starting sleeve aerator with the possibility of destruction under the influence of the weight of the load dumped into the tubing string from the wellhead, and the communication of the tubing channel with the annular space of the wellbore, while the starting sleeve above the aerator is equipped with an inner annular groove, in which the retaining ring is installed, and from below in an internal annular recess is made in the starting clutch, and in the starting clutch above the aerator, a hollow bushing is fixed with a shear element, equipped with a landing seat on top, while the hollow bushing has the ability to destroy the shear element and axially move down to stop in the inner annular selection under the action of excess pressure created in the tubing string after dropping the shut-off element into it and placing it on the seat of the hollow bushing, with the hollow bushing fixing with a retaining ring behind its upper end and hermetic overlap from the inside by the hollow bushing of the starting sleeve aerator, and the shut-off body is made in the form of a hemisphere with rigidly fixed to it from above with a rod equipped with a centralizer, while the upper end of the rod is equipped with a fishing head for a fishing tool that is lowered into the tubing string on a rope controlled from the wellhead to extract the shut-off element.

Недостатками данного устройства являются наличие сбивного клапана, который после разрушения со сбивным грузом остаются в скважине над насосом и мешают проходу перекачиваемой жидкости, открытый сбивной клапан до опускания полой втулки остается открытой при перекачке газо-жидкостной смеси, что значительно снижает эффективность работы насоса и очистки скважины, для возвращения в исходное состояние полой втулки необходимо разобрать устьевую арматуру, установить подъемник для спуска лощильного инструмента, поднимающего полую втулку в исходное состояние, для открытия канала сбивного клапана, что требует больших затрат времени и денег.The disadvantages of this device are the presence of a churn valve, which, after destruction with a churned weight, remains in the well above the pump and interferes with the passage of the pumped liquid, an open churn valve remains open before lowering the hollow sleeve when pumping a gas-liquid mixture, which significantly reduces the efficiency of the pump and cleaning the well , to return the hollow bushing to its original state, it is necessary to disassemble the wellhead fittings, install a hoist to lower the polishing tool, which raises the hollow bushing to its original state, to open the churn valve channel, which requires a lot of time and money.

Известен также клапан перепускной управляемый (патент RU № 2610953, МПК E21B 34/10, E21B 21/10, опубл. 17.02.2017 Бюл. № 5), содержащий верхний и нижний переводники с цилиндрической полостью, полый корпус, размещенный между переводниками, выполнен с радиальным сквозным отверстием, подпружиненный поршень, на поверхности которого выполнен фигурный управляемый паз, штифт управляющий, сопло, размещенное в поршне под верхним переводником, стакан, заглушку сливную, подшипник, уплотнительные кольца и соответствующие им пазы в стакане, верхнем и нижнем переводниках, пружину спиральную, подпружинивающую поршень, причем верхний переводник выполнен с полостью переменного сечения: коническая часть переходит в цилиндрическую, полый корпус в верхней части выполнен с продольными пазами на внутренней поверхности, поршень подпружинен в стакане и выполнен Т-образной формы, горизонтальная составляющая, ограничивающая перемещение поршня, выполнена с выступами, соответствующими продольным пазам на внутренней поверхности корпуса, вертикальная составляющая выполнена с управляемым кодовым фигурным пазом с конечной проекцией на плоскость, штифт управляющий для фигурного кодового паза выполнен переменного сечения: большее сечение выполнено резьбовым и закреплено резьбой в стакане, меньшее сечение штифта выполнено с гладкой поверхностью и размещено в нижней части управляемого кодового фигурного паза, пружина нижним торцом закреплена жестко в стакане, стакан выполнен цилиндрической формы постоянного сечения с радиальным отверстием соосно радиальному отверстию в нижней части корпуса, с заглушкой перепускной, жестко соединенной на нижнем торце стакана, выполненной с радиальным сквозным отверстием, соосным радиальным отверстиям корпуса и стакана, стакан с заглушкой перепускной и пружиной в нем установлен над нижним переводником на заглушке сливной с возможностью вращения на ней, заглушка сливная выполнена с эксцентрично размещенным в ней вертикальным сквозным отверстием соосно вертикальному сквозному отверстию, эксцентрично выполненному в заглушке перепускной, заглушка сливная имеет выступы, которыми жестко закреплена в корпусе, поверхности заглушек, контактирующие между собой, выполнены с коэффициентом трения, обеспечивающим антифрикционные свойства.Also known is a bypass valve controlled (patent RU No. 2610953, IPC E21B 34/10, E21B 21/10, publ. 17.02.2017 Bull. No. 5), containing the upper and lower subs with a cylindrical cavity, the hollow body, placed between the sub, is made with a radial through hole, a spring-loaded piston, on the surface of which a figured controlled groove is made, a control pin, a nozzle located in the piston under the upper sub, a glass, a drain plug, a bearing, O-rings and the corresponding grooves in the glass, upper and lower subs, a spring a spiral, spring-loaded piston, and the upper sub is made with a cavity of variable cross-section: the conical part goes into a cylindrical, the hollow body in the upper part is made with longitudinal grooves on the inner surface, the piston is spring-loaded in a glass and is made T-shaped, the horizontal component limiting the movement of the piston , made with protrusions corresponding to the longitudinal grooves on the inner the surface of the body, the vertical component is made with a controllable code shaped groove with a final projection onto the plane, the control pin for the figured code groove is made of variable cross-section: the larger section is threaded and fixed by thread in the glass, the smaller section of the pin is made with a smooth surface and is located in the lower part controlled coded figured groove, the bottom end of the spring is rigidly fixed in the glass, the glass is made of a cylindrical shape of constant cross-section with a radial hole coaxially with the radial hole in the lower part of the body, with a bypass plug rigidly connected at the bottom end of the glass, made with a radial through hole, coaxial with the radial holes body and glass, a glass with a bypass plug and a spring in it is installed above the lower sub on the drain plug with the possibility of rotation on it, the drain plug is made with a vertical through hole eccentrically placed in it coaxially with the vertical through a hole eccentrically made in the bypass plug, the drain plug has protrusions that are rigidly fixed in the body, the surfaces of the plugs in contact with each other are made with a friction coefficient that provides antifriction properties.

Недостатками данного клапана являются узкая область применения из-за наличия большого количества вставляемых коаксиально деталей, что делает невозможность использования в скважинах малого диаметра (с обсадными трубами ø 114 мм и менее), низкая надежность, сложность изготовления и обслуживания из-за сложных и мелких полого элемента (запорного органа) и заглушки, отвечающих за отсечение и перераспределение потока жидкости, которые выпилены мелкими с большим количеством сложных преточных каналов.The disadvantages of this valve are a narrow area of application due to the presence of a large number of coaxially inserted parts, which makes it impossible to use in small-diameter wells (with casing pipes ø 114 mm or less), low reliability, complexity of manufacture and maintenance due to complex and small hollow element (shut-off element) and plugs responsible for cutting off and redistributing the fluid flow, which are cut out small with a large number of complex flow channels.

Наиболее близким по технической сущности является скважинное клапанное устройство (патент RU № 2587654, МПК Е21В 34/08, опубл. 20.06.2016 Бюл. № 17), содержащее корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности, ниже которого в корпусе выполнены сливные каналы, подвижный в осевом направлении золотник, имеющий верхний и нижний хвостовики меньшего диаметра, в верхней части верхнего хвостовика выполнены сливные окна и установлен ограничительный бурт, а нижний хвостовик золотника уплотнен относительно корпуса, кроме того, золотник снабжен сквозным осевым каналом, в котором размещен обратный клапан, золотник установлен в корпусе с образованием кольцевой пусковой камеры, в которой на верхнем хвостовике размещен аксиально-подвижный двухступенчатый поршень, на верхней ступени которого установлен полый цилиндр, в стенках которого размещены цанги и сливные окна, причем полый цилиндр жестко соединен и совмещен наружной стороной с верхней ступенью аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, а на внутренней стороне верхняя ступень аксиально-подвижного двухступенчатого поршня образует кольцевой посадочный выступ, выполненный с возможностью герметичной посадки ограничительного бурта верхнего хвостовика золотника, кроме того, кольцевая пусковая камера сообщена с осевым каналом золотника посредством отверстий в нижней части верхнего хвостовика, при этом наружная поверхность нижней ступени большего диаметра аксиально-подвижного двухступенчатого поршня выполнена с возможностью уплотнения относительно внутренней поверхности корпуса, а верхняя ступень выполнена с возможностью перекрытия сливных каналов корпуса и выполнена с возможностью уплотнения относительно кольцевого выступа корпуса при крайнем верхнем положении поршня, кроме того, цанги установлены с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом корпуса и с ограничительным буртом, причем площадь, ограниченная уплотненными сторонами ступеней аксиально-подвижного двухступенчатого поршня, выполнена с возможностью превышения площади, ограниченной наружным диаметром нижнего хвостовика золотника, отличающееся тем, что на нижнем хвостовике золотника размещен клапан сброса давления с подпружиненным запорным органом и выполненный с возможностью сброса давления из пусковой камеры, а на корпусе установлена регулировочная втулка, причем регулировочная втулка установлена с возможностью взаимодействия с запорным органом клапана сброса давления при создании импульса давления для открытия сообщения внутренней полости НКТ с затрубным пространством.The closest in technical essence is a downhole valve device (patent RU No. 2587654, IPC Е21В 34/08, publ. 20.06.2016 Bull. No. 17), containing a body with an annular protrusion on the inner surface, below which drain channels are made in the body, movable in the axial direction the spool has an upper and lower shank of a smaller diameter, drain windows are made in the upper part of the upper shank and a restricting collar is installed, and the lower spool shank is sealed against the body, in addition, the spool is equipped with a through axial channel in which a check valve is located, a spool is installed in the body with the formation of an annular starting chamber, in which an axially movable two-stage piston is placed on the upper shank, on the upper stage of which a hollow cylinder is installed, in the walls of which there are collets and drain windows, and the hollow cylinder is rigidly connected and aligned with the outer side with the upper stage axially movable two-stage piston, and on the inner side, the upper stage of the axially movable two-stage piston forms an annular landing protrusion made with the possibility of hermetically seating the limiting collar of the upper stem of the spool, in addition, the annular starting chamber is communicated with the axial channel of the spool by means of holes in the lower part of the upper stem, while the outer surface the lower stage of the larger diameter of the axially movable two-stage piston is made with the possibility of sealing against the inner surface of the housing, and the upper stage is made with the possibility of overlapping the drain channels of the housing and is made with the possibility of sealing against the annular protrusion of the housing at the extreme upper position of the piston, in addition, the collets are installed with the possibility interaction with the annular protrusion of the housing and with the limiting shoulder, and the area bounded by the sealed sides of the steps of the axially movable two-stage piston is made with the possibility of exceeding n horsepower, limited by the outer diameter of the lower stem of the spool, characterized in that on the lower stem of the spool there is a pressure relief valve with a spring-loaded shut-off element and made with the possibility of relieving pressure from the starting chamber, and an adjusting sleeve is installed on the body, and the adjusting sleeve is installed with the ability to interact with a shut-off element of the pressure relief valve when creating a pressure impulse to open the communication of the tubing inner cavity with the annulus.

Недостатками данного клапанного устройства являются узкая область применения из-за наличия большого количества вставляемых коаксиально деталей, что делает невозможность использования в скважинах малого диаметра (с обсадными трубами ø 114 мм и менее), низкая надежность из-за наличия мелкого клапан сброса с пружиной, которые быстро выходят из строя, а для ремонта необходимо извлечение всего устройства на поверхность, большое снижение коэффициента полезного действия (КПД) при работе с глубинными циклическими насосами (например, плунжерными, высокопроизводительными или т.п.) из-за большого хода шара и необходимости постоянного смещения внутренних втулок, что значительно увеличивает время открытия и закрытия клапанного устройства.The disadvantages of this valve device are a narrow area of application due to the presence of a large number of coaxially inserted parts, which makes it impossible to use in small-diameter wells (with casing pipes ø 114 mm or less), low reliability due to the presence of a small relief valve with a spring, which quickly fail, and for repair it is necessary to remove the entire device to the surface, a large decrease in the efficiency (efficiency) when working with deep cyclic pumps (for example, plunger, high-performance, etc.) due to the large stroke of the ball and the need for constant displacement of the inner sleeves, which significantly increases the opening and closing times of the valve device.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание конструкции клапана перепускного управляемого, позволяющей работать в скважинах малого диаметра из-за малого количества вставляемых в друг друга деталей, повысить надежность за счет крупный и простых в изготовлении и обслуживании запорного элемента и седла клапана и клапана и не снижать значительно КПД за счет короткого хода запорного органа.The technical objective of the proposed invention is to create a controllable bypass valve design, which allows working in small-diameter wells due to the small number of parts inserted into each other, to increase reliability due to a large and easy-to-manufacture and maintain shut-off element and valve seat and valve and not significantly reduce Efficiency due to the short stroke of the shut-off element.

Техническая задача решается клапаном перепускным управляемым, включающим корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности и сливными радиальными каналами, ограничено подвижный в осевом направлении золотник, перекрывающий сливные каналы при перемещении вверх и открывающий сливные каналы при перемещении вниз, и пружину сжатия, причем золотник снабжен сквозным осевым каналом - седлом, в котором размещен запорный элемент обратного клапана.The technical problem is solved by a controlled bypass valve, which includes a housing with an annular protrusion on the inner surface and drain radial channels, a spool that is movable in the axial direction, closes the drain channels when moving up and opens the drain channels when moving down, and a compression spring, and the spool is equipped with a through axial channel - a saddle in which the check valve blocking element is located.

Новым является то, что кольцевой выступ расположен ниже сливных каналов, пружина установлена между кольцевым выступом и золотником, который изготовлен с возможностью плотно прилегания к внутренней поверхности корпуса, причем золотник оснащен снаружи расположенными диагонально радиальными штифтами, которые для ограничения продольного перемещения вставлены во внутреннюю проточку закольцованную проточку корпуса, которая выполнена из симметричных чередующихся коротких и длинных продольных выборок соединенных фигурным пазом, позволяющим при возвратно-поступательном перемещении в корпусе золотника под действием давления и пружины последовательно располагаться соответствующим шрифтам в длинных выборках для закрытия сливных каналов и коротких выборках для открытия сливных каналов, при этом усилие пружине выше усилия давящего на золотник столба жидкости.What is new is that the annular protrusion is located below the drain channels, the spring is installed between the annular protrusion and the spool, which is made to fit snugly against the inner surface of the housing, and the spool is equipped with diagonally radial pins on the outside, which are inserted into the circular inner groove to limit longitudinal movement the body groove, which is made of symmetrical alternating short and long longitudinal grooves connected by a shaped groove, which allows, when reciprocating in the spool body under the action of pressure and a spring, the corresponding fonts are sequentially positioned in long samples to close the drain channels and short samples to open the drain channels, in this case, the force of the spring is higher than the force of the liquid column pressing on the spool.

Новым является также то, что запорный элемент выполнен в виде бросового с устья скважины шара.It is also new that the shut-off element is made in the form of a ball that is junk from the wellhead.

Новым является также то, что золотник выше запорного элемента оснащен негерметичной перегородкой, удерживающий запорный элемент внутри.What is also new is that the spool above the shut-off element is equipped with a leaky baffle that holds the shut-off element inside.

На чертеже изображен клапан с частичным продольным разрезом.The drawing shows the valve with a partial longitudinal section.

Клапан перепускной управляемый включает корпус 1 с кольцевым выступом 2 на внутренней поверхности 3 и сливными радиальными каналами 4, ограничено подвижный в осевом направлении золотник 5, перекрывающий сливные каналы 4 при перемещении вверх и открывающий сливные каналы 4 при перемещении вниз, и пружина сжатия 6. Золотник 5 снабжен сквозным осевым каналом – седлом 7, в котором размещен запорный элемент 8 обратного клапана. Кольцевой выступ 2 расположен ниже сливных каналов 4. Пружина 6 установлена между кольцевым выступом 2 и золотником 5, который изготовлен с возможностью плотно прилегания к внутренней поверхности 3 корпуса 2. Золотник 5 оснащен снаружи расположенными диагонально радиальными штифтами 9, которые для ограничения продольного перемещения вставлены во внутреннюю проточку закольцованную проточку 10 корпуса 1, которая выполнена на внутренней поверхности 3 из симметричных чередующихся коротких 11 и длинных 12 продольных выборок соединенных фигурным пазом 13, позволяющим при возвратно-поступательном перемещении в корпусе 1 золотника 5 под действием избыточного давления сверху и пружины 6 снизу последовательно располагаться соответствующим шрифтам 9 в длинных выборках 12 для закрытия сливных каналов 4 и коротких выборках 11 для открытия сливных каналов 4. Для исключения несанкционированного срабатывания клапана пружину 6 выбирают с усилием выше усилия давящего на золотник 5 столба жидкости.The controlled bypass valve includes a housing 1 with an annular protrusion 2 on the inner surface 3 and radial drain channels 4, a spool 5 movable in the axial direction is limited, closing the drain channels 4 when moving up and opening the drain channels 4 when moving down, and a compression spring 6. Spool 5 is provided with a through axial channel - a seat 7, in which the check valve 8 is located. The annular protrusion 2 is located below the drain channels 4. The spring 6 is installed between the annular protrusion 2 and the spool 5, which is made to fit snugly against the inner surface 3 of the housing 2. The spool 5 is equipped with outside diagonally located radial pins 9, which are inserted into an internal groove a circular groove 10 of the housing 1, which is made on the inner surface 3 of symmetrical alternating short 11 and long 12 longitudinal grooves connected by a figured groove 13, which allows for reciprocating movement in the housing 1 of the spool 5 under the action of excess pressure from above and the spring 6 from below in series to be located in the corresponding fonts 9 in the long samples 12 for closing the drain channels 4 and short samples 11 for opening the drain channels 4. To prevent unauthorized actuation of the valve, the spring 6 is selected with a force higher than the force of the liquid column pressing on the spool 5.

При установке выше скважинного оборудования (пакера, насоса или т.п. – не показаны) запорный элемент 8 может быть выполнен в виде бросового с устья скважины шара.When installed above the downhole equipment (packer, pump, or the like - not shown), the shut-off element 8 can be made in the form of a ball that is thrown from the wellhead.

При установке ниже скважинного оборудования золотник 5 выше запорного элемента 8 может быть оснащен негерметичной перегородкой 14, удерживающий запорный элемент 8 внутри золотника 5 для исключения несанкционированного попадания с восходящим потоком в скважинное оборудование.When installed below the downhole equipment, the spool 5 above the shut-off element 8 can be equipped with a leaky baffle 14, which holds the shut-off element 8 inside the spool 5 to prevent unauthorized entry with an upward flow into the downhole equipment.

Конструктивные элементы, технологические соединения и уплотнения, не влияющие на работоспособность клапана, на чертеже не показаны или показаны условно.Structural elements, process connections and seals that do not affect the valve's performance are not shown in the drawing or are shown conditionally.

Клапан работает следующим образом.The valve works as follows.

Пример 1.Example 1.

Клапан устанавливают в колонне лифтовых труб (не показаны) выше электропогружного насоса (не показан). Для этого корпус 1 без перегородки 14 и запорного элемента 8 присоединяют (например, резьбой, муфтами или т.п. - не показаны) к колонне лифтовых труб. При этом штифты 9 золотника 5 располагаются в длинных выборках 12 проточки 10 корпуса, а золотник 5, плотно взаимодействуя с внутренней поверхностью 3 корпуса 1, герметично перекрывает сливные каналы 4. При работе насоса жидкость через корпус 1 по колонне лифтовых труб поднимается на поверхность.The valve is installed in a tubing string (not shown) above an electric submersible pump (not shown). For this, the body 1 without the partition 14 and the shut-off element 8 is attached (for example, by thread, couplings, or the like - not shown) to the tubing string. In this case, the pins 9 of the spool 5 are located in the long recesses 12 of the groove 10 of the body, and the spool 5, tightly interacting with the inner surface 3 of the body 1, tightly closes the drain channels 4. When the pump is operating, the liquid through the body 1 along the string of lift pipes rises to the surface.

При необходимости извлечения насоса, чтобы не поднимать колонну лифтовых труб с жидкостью, заполняющую ее, в лифтовую колонну труб кидают бросовый шар – запорный орган 8, который садится в седло 7 золотника 5, сверху создают избыточное давление закачкой жидкости устьевым насосом (не показан). Под действием давления золотник 5 с запорным органом 8, сжимая пружину 6 перемещается вниз, а штифты 9 из длинных выборку 12 – в фигурный паз 13, открывая сливные каналы 4. Это регистрируется снижением давления закачки и/или возникновением циркуляции жидкости в затрубье лифтовой колонны труб. После чего закачку жидкости прекращают и давление в лифтовой колонне труб снижается. После чего под действием пружины 6, которая упирается в кольцевой выступ 2, золотник 5 перемещается вверх, штифты 9 из фигурного паза 13 – в кроткую выборку 11, оставляя открытыми сливные каналы 4. При подъеме насоса на колонне лифтовых труб, жидкость из них сливается в скважину через сливные каналы 4 корпуса 1, снижая нагрузку на подъемное оборудование (не показано) и не изливаясь на устье скважины. После извлечения из скважины корпус 1 отсоединяют от колонны лифтовых труб, запорный элемент 8 извлекают из золотника 5, механически сверху воздействуют на золотник 5, сжимая пружину 6, которая разжимаясь после снятия механического воздействия расправляется, переводя штифты 9 из фигурного паза 13 в длинную выборку 12 с закрытием золотником 5 сливных каналов 4, в результате клапан готов к работе в составе другой лифтовой колонны труб.If it is necessary to remove the pump, so as not to lift the tubing string with the liquid filling it, a waste ball is thrown into the tubing string - a shut-off element 8, which sits in the seat 7 of the spool 5, overpressure is created from above by pumping liquid with a wellhead pump (not shown). Under the action of pressure, the spool 5 with the shut-off element 8, compressing the spring 6, moves downward, and the pins 9 from the long sample 12 - into the shaped groove 13, opening the drain channels 4. This is recorded by a decrease in the injection pressure and / or the occurrence of fluid circulation in the annulus of the production tubing ... Then the injection of liquid is stopped and the pressure in the tubing is reduced. Then, under the action of the spring 6, which abuts against the annular ledge 2, the spool 5 moves upward, the pins 9 from the figured groove 13 into the meek selection 11, leaving the drain channels 4 open. When the pump is lifted on the tubing string, the liquid from them is drained into the well through the drain channels 4 of the housing 1, reducing the load on the lifting equipment (not shown) and not pouring out at the wellhead. After removing from the well, the body 1 is disconnected from the tubing string, the shut-off element 8 is removed from the spool 5, mechanically acting on the spool 5 from above, compressing the spring 6, which expands after removing the mechanical stress, moving the pins 9 from the figured groove 13 into the long recess 12 with the closing of the spool 5 of the drain channels 4, as a result, the valve is ready for operation as part of another tubing string.

Пример 2Example 2

Клапан устанавливают выше фильтра (не показан) вместо предохранительного клапана, но ниже замкового механизма пакера для вставного насоса (не показаны). Для этого корпус 1, оснащенным золотником 5 с запорным элементом 8 и перегородкой 14, присоединяют (например, резьбой, муфтами или т.п. - не показаны) сверху фильтра перед спуском вместе с пакером в скважину. При этом штифты 9 золотника 5 располагаются в длинных выборках 12 проточки 10 корпуса, а золотник 5, плотно взаимодействуя с внутренней поверхностью 3 корпуса 1, герметично перекрывает сливные каналы 4. Пакер устанавливают выше продуктивного пласта (не показан), потом спускают насос с ниппелем до его герметичного взаимодействия с фиксацией с замковым механизмом пакера. При работе насоса жидкость через фильтр и корпус 1 по колонне лифтовых труб поднимается на поверхность.The valve is installed above the filter (not shown) in place of the relief valve, but below the insert pump packer lock mechanism (not shown). For this, the housing 1, equipped with a spool 5 with a shut-off element 8 and a baffle 14, is attached (for example, by thread, couplings, or the like - not shown) from the top of the filter before running with the packer into the well. In this case, the pins 9 of the spool 5 are located in the long samples 12 of the groove 10 of the body, and the spool 5, tightly interacting with the inner surface 3 of the body 1, tightly closes the drain channels 4. The packer is installed above the pay zone (not shown), then the pump with the nipple is lowered to its tight interaction with fixation with the locking mechanism of the packer. When the pump is operating, the liquid rises to the surface through the filter and housing 1 along the column of lift pipes.

При необходимости воздействия реагентами на продуктивный пласт без снятия пакера и извлечения его с фильтром на поверхность, насос с лифтовой колонной труб отсоединяют натяжкой от замкового механизма, по затрубью лифтовой колонны в скважину нагнетают устьевым насосом необходимый реагент, создавая избыточное давление выше золотника 5. Под действием давления золотник 5 с запорным органом 8, сжимая пружину 6 перемещается вниз, а штифты 9 из длинных выборку 12 – в фигурный паз 13, открывая сливные каналы 4. Это регистрируется снижением давления закачки. После чего под действием пружины 6, которая упирается в кольцевой выступ 2, золотник 5 перемещается вверх, штифты 9 из фигурного паза 13 – в кроткую выборку 11, оставляя открытыми сливные каналы 4. После закачки необходимого объема реагента производительность устьевого насоса резко повышают (подключением второго технологического насоса или увеличением скорости вращения ротора насоса), повышая давление выше пакера. Под этого повышенного давления золотник 5 перемещается вниз, сжимая пружину 6, которая разжимаясь после снятия механического воздействия расправляется, переводя штифты 9 из фигурного паза 13 в длинную выборку 12, закрывает золотником 5 сливные каналы 4. Спускают насос с ниппелем до его герметичного взаимодействия с фиксацией с замковым механизмом пакера. После технологической выдержки, достаточной для реакции реагента в пласте, насос запускают в работы для подъема на поверхность продукции пласта.If it is necessary to act with reagents on the productive formation without removing the packer and removing it with a filter to the surface, the pump with the tubing string is pulled by a stretch from the locking mechanism, the required reagent is pumped into the well with a wellhead pump through the annulus of the tubing, creating excess pressure above the spool 5. Under the action pressure, the spool 5 with the shut-off element 8, compressing the spring 6, moves down, and the pins 9 from the long sample 12 - into the shaped groove 13, opening the drain channels 4. This is recorded by a decrease in the injection pressure. Then, under the action of the spring 6, which abuts against the annular ledge 2, the spool 5 moves upward, the pins 9 from the figured groove 13 into the meek sample 11, leaving the drain channels open 4. After the injection of the required volume of reagent, the productivity of the wellhead pump is sharply increased (by connecting the second process pump or increasing the pump rotor speed), increasing the pressure above the packer. Under this increased pressure, the spool 5 moves down, compressing the spring 6, which expands after removing the mechanical stress, moving the pins 9 from the figured groove 13 into the long recess 12, closes the drain channels 4 with the spool 5 4. The pump with the nipple is lowered until its tight interaction with fixation with a locking mechanism of a packer. After technological holding, sufficient for the reaction of the reagent in the formation, the pump is started up to raise the formation product to the surface.

При необходимости извлечения пакера с фильтром на поверхность, насос с лифтовой колонной труб отсоединяют натяжкой от замкового механизма и извлекают на поверхность. В скважину спускают технологическую колонну с ловителем-съемником (не показаны) до взаимодействия с пакером. В скважину нагнетают устьевым насосом технологическую жидкость (техническую воду, минеральную оду или т.п.), создавая избыточное давление выше золотника 5. Под действием давления золотник 5 с запорным органом 8, сжимая пружину 6 перемещается вниз, а штифты 9 из длинных выборку 12 – в фигурный паз 13, открывая сливные каналы 4. Это регистрируется снижением давления закачки. После чего под действием пружины 6, которая упирается в кольцевой выступ 2, золотник 5 перемещается вверх, штифты 9 из фигурного паза 13 – в кроткую выборку 11, оставляя открытыми сливные каналы 4. При этом закачку прекращают, а давление выше и ниже пакера через сливные каналы 4 выравнивается, облегчая срыв пакера с интервала установки, после чего осуществляют подъем пакера с фильтром на поверхность на технологической колонне. После извлечения из скважины корпус 1 отсоединяют от фильтра, механически сверху воздействуют на золотник 5, сжимая пружину 6, которая разжимаясь после снятия механического воздействия расправляется, переводя штифты 9 из фигурного паза 13 в длинную выборку 12 с закрытием золотником 5 сливных каналов 4, в результате клапан готов к применению в составе другого фильтра.If it is necessary to retrieve the packer with the filter to the surface, the pump with the tubing string is pulled from the locking mechanism and pulled out to the surface. A production string with a catcher-puller (not shown) is lowered into the well before interacting with the packer. A process fluid (industrial water, mineral ode, etc.) is injected into the well with a wellhead pump, creating an excess pressure above the spool 5. Under the action of pressure, spool 5 with a shut-off element 8, compressing the spring 6, moves downward, and the pins 9 from the long sample 12 - into the shaped groove 13, opening the drain channels 4. This is recorded by a decrease in the injection pressure. After that, under the action of the spring 6, which abuts against the annular ledge 2, the spool 5 moves upward, the pins 9 from the figured groove 13 into the gentle recess 11, leaving the drain channels 4 open. In this case, the injection is stopped, and the pressure above and below the packer through the drain Channels 4 are leveled, facilitating the breakdown of the packer from the installation interval, after which the packer with the filter is lifted to the surface on the technological string. After removing from the well, the body 1 is disconnected from the filter, mechanically acting on the spool 5 from above, compressing the spring 6, which expands after removing the mechanical action, moving the pins 9 from the shaped groove 13 into the long selection 12 with the spool 5 closing the drain channels 4, as a result the valve is ready for use in another filter.

Использование в корпусе 1 только одной коаксиальной детали – золотника 5, позволяет использовать его в скважинах малого диаметра. При этом золотник 5 и запорный элемент 8 просты в изготовлении и/или стандартные изделия, надежны в эксплуатации, так как не имеют мелких и технически слабых элементов, а штыри 9 перекрыты золотником 5 от воздействия агрессивной текучей среды внутри корпуса 1. А обычная конструкция обратного клапана (седло 7 и запорный элемент 8 с коротким ходом) при перекачке через него жидкости не сильно снижает КПД насоса (как показала практика не более 1 – 2 %).The use of only one coaxial part in the body 1 - the spool 5, allows it to be used in small-diameter wells. In this case, the spool 5 and the shut-off element 8 are easy to manufacture and / or standard products, reliable in operation, since they do not have small and technically weak elements, and the pins 9 are covered by the spool 5 from the action of an aggressive fluid inside the housing 1. And the usual reverse design valve (seat 7 and shut-off element 8 with a short stroke) when pumping liquid through it does not greatly reduce the efficiency of the pump (as practice has shown, no more than 1 - 2%).

Предлагаемый клапан перепускной управляемой позволяет работать в скважинах малого диаметра из-за малого количества вставляемых в друг друга деталей, повысить надежность за счет крупный и простых в изготовлении и обслуживании запорного элемента и седла клапана и не снижать значительно КПД за счет короткого хода запорного органа.The proposed bypass controlled valve allows you to work in small-diameter wells due to the small number of parts inserted into each other, to increase reliability due to a large and easy-to-manufacture and maintain shut-off element and valve seat, and not to significantly reduce efficiency due to the short stroke of the shut-off element.

Claims (3)

1. Клапан перепускной управляемый, включающий корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности и сливными радиальными каналами, ограничено подвижный в осевом направлении золотник, перекрывающий сливные каналы при перемещении вверх и открывающий сливные каналы при перемещении вниз, и пружину сжатия, причем золотник снабжен сквозным осевым каналом - седлом, в котором размещен запорный элемент обратного клапана, отличающийся тем, что кольцевой выступ расположен ниже сливных каналов, пружина установлена между кольцевым выступом и золотником, который изготовлен с возможностью плотного прилегания к внутренней поверхности корпуса, причем золотник оснащен снаружи расположенными диагонально радиальными штифтами, которые для ограничения продольного перемещения вставлены во внутреннюю закольцованную проточку корпуса, которая выполнена из симметричных чередующихся коротких и длинных продольных выборок, соединенных фигурным пазом, позволяющим при возвратно-поступательном перемещении в корпусе золотника под действием давления и пружины последовательно располагаться соответствующим штифтам в длинных выборках для закрытия сливных каналов и коротких выборках для открытия сливных каналов, при этом усилие пружины выше усилия давящего на золотник столба жидкости.1. A bypass valve, which includes a body with an annular projection on the inner surface and radial drain channels, an axially movable spool that closes the drain channels when moving up and opens the drain channels when moving down, and a compression spring, and the spool is equipped with a through axial channel - a saddle in which the check valve closure element is located , characterized in that the annular protrusion is located below the drain channels, the spring is installed between the annular protrusion and the spool, which is made to fit snugly against the inner surface of the body, and the spool is equipped with diagonally radial pins outside, which, to limit the longitudinal movement, are inserted into the inner looped groove of the body, which is made of symmetrical alternating short and long longitudinal grooves connected by a shaped groove, which allows for reciprocating movement in the body of the spool, under the action of pressure and the spring, to be sequentially located in the corresponding pins in the long grooves to close the drain channels and short samples to open the drain channels, while the spring force is higher than the force of the liquid column pressing on the spool. 2. Клапан перепускной управляемый по п. 1, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде бросового с устья скважины шара.2. A bypass valve controlled according to claim 1, characterized in that the shut-off element is made in the form of a ball that is junk from the wellhead. 3. Клапан перепускной управляемый по п. 1, отличающийся тем, что золотник выше запорного элемента оснащен негерметичной перегородкой, удерживающей запорный элемент внутри.3. A bypass valve controlled according to claim 1, characterized in that the spool above the shut-off element is equipped with a leaky baffle that holds the shut-off element inside.
RU2020111531A 2020-03-19 2020-03-19 Bypass controlled valve RU2730156C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111531A RU2730156C1 (en) 2020-03-19 2020-03-19 Bypass controlled valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111531A RU2730156C1 (en) 2020-03-19 2020-03-19 Bypass controlled valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2730156C1 true RU2730156C1 (en) 2020-08-19

Family

ID=72086452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020111531A RU2730156C1 (en) 2020-03-19 2020-03-19 Bypass controlled valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2730156C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764426C1 (en) * 2021-02-02 2022-01-17 Алексей Юрьевич Михайлов Controlled bypass valve
RU2765940C1 (en) * 2021-07-13 2022-02-07 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Downhole circulation valve

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004038170A1 (en) * 2002-10-22 2004-05-06 Smith International, Inc. Multi-cycle downhole apparatus
RU2587654C1 (en) * 2015-04-22 2016-06-20 Олег Харисович Ахмедзянов Downhole valve unit
RU2599651C1 (en) * 2015-09-14 2016-10-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for separate treatment of reservoirs in well
RU166516U1 (en) * 2016-04-27 2016-11-27 Дмитрий Игоревич Сафонов DRILLING CIRCULATION ADAPTER
RU2610953C1 (en) * 2015-11-26 2017-02-17 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" Controlled bypass valve
RU185988U1 (en) * 2018-09-27 2018-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" HYDRAULIC VALVE DISTRIBUTING VALVE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004038170A1 (en) * 2002-10-22 2004-05-06 Smith International, Inc. Multi-cycle downhole apparatus
RU2587654C1 (en) * 2015-04-22 2016-06-20 Олег Харисович Ахмедзянов Downhole valve unit
RU2599651C1 (en) * 2015-09-14 2016-10-10 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Device for separate treatment of reservoirs in well
RU2610953C1 (en) * 2015-11-26 2017-02-17 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" Controlled bypass valve
RU166516U1 (en) * 2016-04-27 2016-11-27 Дмитрий Игоревич Сафонов DRILLING CIRCULATION ADAPTER
RU185988U1 (en) * 2018-09-27 2018-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Биттехника" HYDRAULIC VALVE DISTRIBUTING VALVE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764426C1 (en) * 2021-02-02 2022-01-17 Алексей Юрьевич Михайлов Controlled bypass valve
RU2765940C1 (en) * 2021-07-13 2022-02-07 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Downhole circulation valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2469188C2 (en) Multiposition tool for formation fracturing without performing any additional lifting and lowering operations
US10364658B2 (en) Downhole pump with controlled traveling valve
RU2516708C2 (en) Subsurface safety valve
GB2348225A (en) Submersible pump assembly with a shunt valve.
RU2730156C1 (en) Bypass controlled valve
EP2798148A2 (en) Reciprocating subsurface pump
US3847223A (en) Retrievable fluid control valve and method
RU2626108C2 (en) Method of well casing by tail pipe with bottomhole screen
AU2016348689B2 (en) Downhole tool having an axial passage and a lateral fluid passage being opened / closed
US1900588A (en) Liquid counter-balanced pumping system
RU2194148C1 (en) Equipment for well completion and operation
RU2462616C1 (en) Bottom-hole pump
RU2344270C2 (en) Drillable packer
RU2855466C1 (en) Dual-action well valve
RU2709852C1 (en) Hydraulic device for selective processing
RU191708U1 (en) DEVICE FOR SIMULTANEOUS SEPARATE OPERATION OF TWO STRAYS
RU2612398C1 (en) Horizontal wells packer
RU2325508C2 (en) Circulating valve
RU2786177C1 (en) Method for flushing a downhole submersible pump and a check valve for implementing the method
RU2204695C2 (en) Method of closure of shutoff valve in withdrawal of electric centrifugal pump from flowing well and device for method embodiment
RU2184270C1 (en) Oil-well plunger pump
RU2825491C1 (en) Sucker-rod pump with possibility of treatment of bottomhole formation zone
RU2764426C1 (en) Controlled bypass valve
RU2855976C1 (en) Device for well cleaning
RU2177540C1 (en) Device for pulse-drawdown stimulation of bottom-hole formation zone