SU819310A1

SU819310A1 - Well cutting-off device

Info

Publication number: SU819310A1
Application number: SU782692106A
Authority: SU
Inventors: Рауль Рахимович Мухаметгалеев; Рудольф Гиндуллович Шагиев; Ким Саитгареевич Фазлутдинов; Фарит Рифгатович Билалов
Original assignee: Mukhametgaleev Raul R; Shagiev Rudolf G; Fazlutdinov Kim S; Bilalov Farit R
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1978-12-06
Publication date: 1981-04-07

Description

1one

Изобретение относитс к технике добычи нефти, в частности к устройствам дл перекрыти нефт ной скважины, предназначенным дл предотвращени открытого фонтанировани при аварийной ситуации, при проведении ремонта, а также дл проведени исследований скважины.The invention relates to a technique for extracting oil, in particular, devices for shutting off an oil well, designed to prevent open flow in an emergency situation during repair, as well as to conduct well surveys.

Известно устройство дл перекрыти скважины, содержащее корпус с осевым и радиальным каналами, концентрично размещенный в нем поршень с обратным клапаном , причем порщень образует с корпусом верхнюю и нижнюю камеры 1.A device for blocking a well is known, comprising a housing with axial and radial channels, a piston with a check valve disposed therein concentrically, the piston forming the upper and lower chambers 1 with the housing.

Указанное устройство обеспечивает как мгновенное, так и автоматическое перекрытие колонны труб. Однако открытие сечени труб автоматически произвести невозможно, в этом случае требуетс использовать спецагрегаты дл создани импульса давлени с поверхности дл открыти скважины. Таким образом, указанное устройство полуавтоматическое . К недостаткам его следует отнести и необходимость перерегулировки его при смене условий эксплуатации, что требует подъема устройства на поверхность вместе с колонной труб, а также наличие золотника, возвращаемого в исходное положение пружиной, что снижает надежность устройства.The specified device provides both instant and automatic overlapping of the pipe string. However, the opening of the pipe section is not automatically possible; in this case, special units are required to create a pressure pulse from the surface to open the well. Thus, the specified device is semi-automatic. The disadvantages include the need to re-adjust it when changing operating conditions, which requires lifting the device to the surface along with the column pipes, as well as the presence of a spool returned to its original position by the spring, which reduces the reliability of the device.

Наиболее близким решением из известнь1х вл етс устройство дл перекрыти скважины, содержащее пакер с клапаном, корпус с каналами, внутри которого размещен порщень, .образующий с ним св занную с приемом глубинного насоса верхнюю камеру и нижнюю, св занную с затрубным надпакерным пространством скважины, и хвостовик 2.The closest solution of limestone is a device for blocking a well, containing a packer with a valve, a housing with channels, inside which is a reservoir, which forms with it an upper chamber connected with the intake of a deep well pump and a lower one associated with the annular supra-packer space of the well, and shank 2.

Недостатком указанного устройства вл етс низка надежность управлени работой его.The disadvantage of this device is the low reliability of its operation control.

Целью насто щего изобретени вл етс повыщение надежности управлени работой устройства.The purpose of the present invention is to increase the reliability of control of the operation of the device.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство снабжено щтоком с толкателем, установленным .на корпусе с возможностью осевого перемещени , отсекающим клапаном, установленным в корпусе, причем в последнем выполнены кольцева коническа проточка под порщень и каналы дл сообщени надпакерногр пространства с подпакерным пространством скважины, а порщень жестко св зан со щтоком и выполнен с заглущкой в верхней части и с осевым каналом, в котором установлен шаровой клапан, и радиальным каналом дл сообщени верхней и нижней камер, причем толкатель установлен с возможностью взаимодействи с отсекающим клапаном. На фиг. 1 - продольный разрез устройства; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1. В эксплуатационной колонне 1 установлен оставл емый пакер 2, имеющий клапан 3, который закрываетс , например, пружиной 4 (при применении устройства дл исследований скважины клапан 3 и пружина 4 могут не устанавливатьс ). Узел перекрыти содержит хвостовик 5, уплотненный коническим (металл по металлу ) уплотнением в пакере 2 и свободно сажаемый на него; при -этом клапан 3 открыт. На хвостовик 5 навернута муфта перекрестного потока 6 с отсекающим клапаном 7, раздел ющим в исходном положении обводной а и встречный в каналы дл прохода жидкости из подпакерной полости I взатрубную полость II. Сверху путь потоку жидкости преграждает глухой переводник 8, имеющий фильтр с. Узел управлени содержит патрубок 9, выполненный ступенчатым с расщиренной цилиндрической верхней частью и радиальной прорезью d. Корпус содержит муфту перекрестного потока 6, переводник 8 и патрубок 9, в котором размещен полый порщень 10 с радиальными отверсти ми е. Поршень 10 уплотнен в исходном положении коническими поверхност ми: своей и патрубка 9, сверху заглушен пробкой 11 и имеет обратный шаровой кЛапан 12. С помощью винта 13к норщню 10 прикреплен Г-образный шток 14с толкателем 15, взаимодействующим с отсекающим клапаном 7. Диаметр поршн 10 больше,чем диаметр отсекающего клапана 7. К патрубку 9Навинчен цилиндр насоса 16 с плунжером 17 и нагнетательным клапаном 18, ниже которого расположена подпоршнева полость III. Детали 10, 11, 12 в сборе с патрубком 9 служат всасываюшим клапаном насоса 16. Устройство работает следующим образом . При запуске насоса и ходе плунжера 17 вверх в полости III создаетс разр жение. Давлением жидкости, поступающей через фильтр с из полости II,шар 12 поднимаетс , а поскольку отверсти е перекрыты, жидкость давит на пробку 1 Г и поднимает поршень 10. Вместе с поршнем 10 поднимаетс Г-образный щток 14, толкатель 15 поднимает отсекающий клапан 7, и жидкость из полости 1 через каналы айв попадает в полость II. Таким образом отсекающий клапан автоматически открываетс . Поршень 10 поднимаетс до тех пор, пока отверсти е не выйдут в расширенную 8 часть патрубка 9. При этом жидкость из полости II попадает в полость III. Таким образом, в такте всасывани полости I, II и III соединены между собой, и жидкость из пласта поступает на прием глубинного насоПри ходе плунжера 17 вниз (такт нагнетани ) давление с полости III возрастает (за счет столба жидкости в насосно-компрессорных трубах), и шаровой клапан 12 закрываетс . Под давлением столба жидкости в насосно-компрессорных трубах порщень 10 принудительно возвращаетс в нижнее (исходное ) положение. При этом Г-образный шток и толкатель 15 также движутс вниз, отсекающий клапан 7 закрываетс , автоматически и мгновенно разобща полости I и II. При работе глубинного насоса поршень 10 движетс синхронно с плунжером 17 глубинного насоса и посредством Г-образного штока 14 управл ет отсекающим клапаном 7. При подъеме устройства вместе с колонной труб и насосом (например, дл ремонта глубинного насоса) клапан 3 закрываетс , прекраща поступление жидкости из пласта и полости I в полость II. Тем самым отпадает необходимость глущени скважины. Устройство без изменени существа изобретени может быть применено с любым типом глубинного насоса. При этом, если это насос с центральным всасывающим клапаном , то схема компановки устройства в скважине остаетс без изменений, как показано на фиг. 1. Ест же примен етс насос с боковым всасывающим каналом (например, серийно выпускаемые электроцентробежные насосы), то такой насос устанавливаетс вместо переводника 8, т. е. узел управлени (детали 9, 10, И, 12, 13) устанавливаютс на нагнетательной линии глубинного насоса, а узел отсекани (детали 2, 3, 4, 5, 6, 7) - ниже насоса; щток 14 удлин етс , а детали 16, 17, 18 не став тс . Работа устройства при этом аналогична вышеописанной; устройство открывает подпакерную полость 1 при запуске и закрывает при остановке работы глубинного насоса. Устройство имеет следующие преимущества . 1.Применимо с любыми типами глубинных насосов (штанговыми, гидропоршневыми , электроцентробежными, винтовыми и т. д.). 2.Процессы закрыти и открыти отсекаюшего клапана происход т автоматически за счет использовани энергии потока, создаваемого глубинным насосом; необходимость использовани дополнительных управл ющих механизмов, узлов, .электроприводных устройств, специальных насосов и т. п. отпадает. 3.Процессы закрыти и открыти отсекающего клапана происход т мгновенно, синхронно с движением плунжера. Это даетThis goal is achieved by the fact that the device is equipped with a pusher with a pusher mounted on the housing with axial displacement, a shut-off valve installed in the housing, the latter having an annular conical groove under the hole and channels to communicate the nadpakernog space with podpaknerny space of the well, and rigidly connected with a stem and made with a plug in the upper part and with an axial channel in which the ball valve is installed, and a radial channel for communication between the upper and lower chambers, The pusher is mounted so as to cooperate with a shut-off valve. FIG. 1 is a longitudinal section of the device; in fig. 2 - section A-A of FIG. one; in fig. 3 - section bb FIG. 1. The production packer 2 is installed in the production string 1, having a valve 3, which is closed, for example, by a spring 4 (when using the well testing device, the valve 3 and the spring 4 may not be installed). The node overlap contains a shank 5, sealed with a conical (metal to metal) seal in the packer 2 and freely planted on it; with this valve 3 is open. A cross-flow coupling 6 with a shut-off valve 7 is screwed onto the shank 5, separating in the initial position the bypass a and the opposite section II into the channels for the passage of fluid from the sub-packer cavity I. From above, the path to the fluid flow is blocked by a deaf sub 8 having a filter c. The control unit includes a nozzle 9, which is stepped with an expanded cylindrical upper part and a radial slit d. The housing contains a cross flow coupling 6, a sub 8, and a branch pipe 9, in which a hollow piston 10 with radial holes is placed. The piston 10 is sealed in its initial position with conical surfaces: its own and the branch pipe 9, plugged from the top with a stopper 11 and has a reverse ball valve 12 By means of screw 13 of the nest 10, an L-shaped rod 14 is attached with a pusher 15 interacting with a shut-off valve 7. The diameter of the piston 10 is larger than the diameter of the shut-off valve 7. To the branch pipe 9 The cylinder 16 of the pump 16 is screwed with the plunger 17 and the discharge valve 18, below orogo located subpiston chamber III. Parts 10, 11, 12 in the collection with the pipe 9 serve as a suction valve of the pump 16. The device operates as follows. When the pump is started up and the plunger 17 moves upward in cavity III, discharge is created. By pressurizing the fluid flowing through the filter from cavity II, the ball 12 rises, and since the holes are blocked, the fluid presses on the plug 1 G and raises the piston 10. Together with the piston 10 the L-shaped shroud 14 rises, the pusher 15 raises the slam-shut valve 7, and the fluid from cavity 1 through the quince channels enters cavity II. Thus, the slam-shut valve opens automatically. The piston 10 rises until the bore reaches the expanded 8 part of the pipe 9. In this case, the fluid from the cavity II enters the cavity III. Thus, during the suction stroke, cavities I, II and III are interconnected, and the fluid from the reservoir enters the intake well. During the plunger 17 down (pumping stroke), the pressure from the cavity III increases (due to the liquid column in the tubing) and the ball valve 12 is closed. Under the pressure of the liquid column in the tubing, the grit 10 is forcibly returned to its lower (initial) position. At the same time, the L-shaped stem and the pusher 15 also move downwards, the shut-off valve 7 is closed, automatically and instantly separating the cavities I and II. During operation of the submersible pump, the piston 10 moves synchronously with the plunger 17 of the submersible pump and controls the shut-off valve 7 by means of the L-shaped rod 14. When the device is lifted together with the pipe string and the pump (for example, to repair the submersible pump), the valve 3 closes, stopping the flow of fluid from the reservoir and the cavity I into the cavity II. This eliminates the need for a wellbore. The device without changing the essence of the invention can be applied with any type of submersible pump. In this case, if it is a pump with a central suction valve, then the layout of the device in the well remains unchanged, as shown in FIG. 1. A pump with a side suction channel (for example, commercially available centrifugal pumps) is used, this pump is installed instead of the sub 8, i.e. the control unit (parts 9, 10, I, 12, 13) are installed on the discharge downhole pump, and the cut-off unit (parts 2, 3, 4, 5, 6, 7) - below the pump; the brush 14 is lengthened and the parts 16, 17, 18 are not inserted. The operation of the device is similar to that described above; the device opens the sub-packer cavity 1 at start-up and closes when the operation of the submersible pump is stopped. The device has the following advantages. 1. Applicable with any types of submersible pumps (sucker-rod, hydraulic piston, electric centrifugal, screw, etc.). 2. The closing and opening processes of the slam-shut valve occur automatically by utilizing the energy of the flow created by the submersible pump; the need to use additional control mechanisms, components, electrically driven devices, special pumps, etc., is no longer necessary. 3. The closing and opening processes of the slam-shut valve occur instantaneously, synchronously with the movement of the plunger. This gives

закрывать скважину до заполнени ее жидкостью , т. е. устранить необходимость подвдза емкостей дл сбора газированной жидкости из скважииы перед демонтажом оборудовани ; получать качественные кривые восстановлени давлени при исследовани х скважииы, с неискаженным вли нием притока жидкости вствол скважины начальным участком; циклически воздействовать на пласт с целью очистки призабойной зоны.close the well before filling it with liquid, i.e., eliminate the need for sub-tanks for collecting carbonated liquid from the well before dismantling the equipment; to obtain high-quality pressure recovery curves during well tests, with undistorted influence of fluid inflow in the initial section of the well; cyclically affect the reservoir to clean the bottomhole zone.

4.Обладает повышенной надежностью в силу того, что в нем нет пружин, поршень передвигаетс принудительно под большим давлением, веро тность заклинивани минимальна .4. It has increased reliability due to the fact that there are no springs in it, the piston moves forcibly under high pressure, the probability of jamming is minimal.

5.Применение шаровых самоустанавливающихс клапанов увеличивает долговечность устройства.5. The use of ball self-adjusting valves increases the durability of the device.

6.Устройство характеризуетс простотой регулировки; необходимость перерегулировки при смене условий эксплуатации скважины (изменении пластового давлени , обводненности и т. д.) отпадает.6. The device is characterized by ease of adjustment; the need for overshoot when changing the operating conditions of a well (change in reservoir pressure, water cut, etc.) disappears.

7.Применение устройства не требует переделки серийно выпускаемого оборудовани и не ограничивает габаритов глубинных насосов.7. The use of the device does not require alteration of commercially available equipment and does not limit the dimensions of the submersible pumps.

8.Конструкци клапанов не усложн етс и количество их не увеличиваетс : клапан 18 - нагнетательный клапан насоса - имеетс в любой из технологических схем насосов; клапан 12 (совместно с детал ми 9, 10, 11) вл етс всасываюшим клапаном и также вл етс неотъемлемой частью любого насоса; клапан 7 отсекающий клапан, вл етс неотъемлемой час1;ью любого типа отсекател ; клапан 3 - створчатый клапан отсекател (дл целей исследовани скважин может не устанавливатьс ).8. The design of the valves is not complicated and their number does not increase: valve 18 — pump discharge valve — is in any of the pump flow diagrams; valve 12 (together with parts 9, 10, 11) is a suction valve and is also an integral part of any pump; the valve 7, the shut-off valve, is an integral part of the time; 1, any type of shutoff valve; valve 3 is a shutoff flap valve (for the purpose of well testing it may not be installed).

9.Устройство позвол ет производить наземный и подземный ремонты скважин без9. The device allows land and underground repairs of wells without

глущени , предотвращать аварийные фонтанные про влени (например, при обрыве полированного щтока) и улучшить услови охраны окружающей среды.peel off, prevent emergency flush appearances (for example, when a polished brush breaks) and improve environmental conditions.

Claims

1. USSR author's certificate number 441397, cl. E 21 B 43/12, 11.02.69.

2. Nugaev R. Ya- et al. “On the issue of increasing the efficiency of using packer-cutters, the abstract scientific and technical collection“ Machines and oil equipment. M., VNIIOENG, 3, 1973.