RU2656536C1 - Cutoff valve - Google Patents

Cutoff valve Download PDF

Info

Publication number
RU2656536C1
RU2656536C1 RU2017126928A RU2017126928A RU2656536C1 RU 2656536 C1 RU2656536 C1 RU 2656536C1 RU 2017126928 A RU2017126928 A RU 2017126928A RU 2017126928 A RU2017126928 A RU 2017126928A RU 2656536 C1 RU2656536 C1 RU 2656536C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axial channel
hollow plunger
seat
valve
sleeve
Prior art date
Application number
RU2017126928A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Евгеньевич Верисокин
Александра Юрьевна Салазова
Денис Дмитриевич Марьевский
Лариса Михайловна Зиновьева
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет"
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет"
Priority to RU2017126928A priority Critical patent/RU2656536C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2656536C1 publication Critical patent/RU2656536C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
    • E21B34/08Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/002Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by temperature variation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid

Abstract

FIELD: measuring equipment; mining.
SUBSTANCE: invention relates to the formation fluid flow rate control devices in horizontal wells with steam-thermal action onto the formation. Device consists of detachable housing, in the axial channel of which a fixed seat is installed, in which a nut with ribs is arranged. Above the seat bushing with bottom in the middle part is installed. Under the bottom spring-loaded hollow plunger with pressed to the bottom poppet valve is installed. Inside the bushing installed are container with thermal expanding substance and pusher with an annular projection, passed through the central opening with mating boring, inside the hollow plunger cavity. Container is fastened inside the bushing with a nut and forms the annular gap with it, by the bypass holes hydraulically connected to the detachable housing axial channel. Bushing is provided with ribs, which enter into the detachable housing parts connection point. Through the adapter device is connected to the horizontal well pipe outlet end. With the heated to temperature of +60÷70 °C formation fluid supply though the device, the structural parts warming up takes place with the opened valve. With the gas-vapor mixture with a higher temperature breakthrough, the device further heating takes place, with increase in the thermal expanding substance volume, which leads to the pusher with hollow plunger displacement towards the seat, with the poppet valve seating onto it and termination of the gas-vapor mixture supply. Formation fluid accumulation takes place in the wellbore, with the structural parts cooling with decrease in the thermal expanding substance volume. Poppet valve moves away from the seat, followed by the formation fluid supply from the well. Mechanical impurities are removed from the valve cavity by the gas stream through the nipple.
EFFECT: proposed is the formation fluid flow rate control device in horizontal wells with steam-thermal action on the formation.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода пластовой жидкости, в горизонтальных скважинах, разрабатывающих пласт с применением тепловых методов.The invention relates to devices for regulating the flow of formation fluid in horizontal wells developing a formation using thermal methods.

Известен регулятор потока жидкости (см. Патент US №4858644, опубликован 31.05.1988 г.), состоящий из полого корпуса со ступенчатым осевым каналом, в котором размещен подпружиненный поршень со штуцером, опирающийся на пружину, которая играет роль ограничителя расхода пластовой жидкости. Другим концом пружина опирается на посадочное место в переходнике, в котором выполнены циркуляционные отверстия, для связи осевого канала полого корпуса с каналом переходника.A known fluid flow regulator (see US Patent No. 4858644, published 05/31/1988), consisting of a hollow body with a stepped axial channel in which a spring-loaded piston with a fitting, based on a spring, which plays the role of a flow rate limiter, is placed. At the other end, the spring rests on a seat in the adapter in which the circulation holes are made to connect the axial channel of the hollow body with the channel of the adapter.

Работа устройства заключается в следующем:The operation of the device is as follows:

Рабочая (пластовая) жидкость, через осевой канал штуцера, подается в осевой канал поршня и далее внутрь полости, ограниченной витками пружины, в зазоре между которыми жидкость перетекает в камеру, окружающую пружину, и далее через отверстия в теле переходника подается в его осевой канал. За счет уменьшения зазора между витками пружины происходит изменение расхода потока жидкости.The working (reservoir) fluid, through the axial channel of the fitting, is fed into the axial channel of the piston and then into the cavity bounded by the coil of the spring, in the gap between which the fluid flows into the chamber surrounding the spring, and then through the holes in the body of the adapter is fed into its axial channel. By reducing the gap between the spring coils, the flow rate of the fluid changes.

Это достигается путем перемещения поршня, с изменением дифференциального давления.This is achieved by moving the piston, with a change in differential pressure.

Регулятор компенсирует скорость потока жидкости в автоматическом режиме.The regulator compensates for the fluid flow rate in automatic mode.

К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:

- ограничение расхода жидкости штуцером и щелевыми зазорами между витками пружины, в зависимости от перепада давления на поршне. Поршень при этом может совершать возвратно-поступательное движение, с положением на поток импульсов расхода и давления, что предопределяет нестабильный во времени расход жидкости.- limiting the flow rate of the fitting and the gap between the turns of the spring, depending on the pressure drop across the piston. In this case, the piston can make a reciprocating motion, with the position on the flow of pulses of flow and pressure, which determines the fluid flow rate unstable in time.

При этом не имеется возможности полного прекращения подачи жидкости.However, there is no possibility of a complete cessation of fluid supply.

Регулятор потока при малом перепаде давления работать не может, поскольку усилие, развиваемое пружиной, недостаточно для возврата клапана на седло.The flow regulator cannot work with a small pressure drop, since the force exerted by the spring is not enough to return the valve to the seat.

Известен гидродинамический пульсатор давления (см. патент РФ №2212513, опубликован 20.09.2003 г.).Known hydrodynamic pressure pulsator (see RF patent No. 2212513, published September 20, 2003).

Изобретение предназначено для воздействия на продуктивные пласты и очистки призабойной зоны скважин.The invention is intended to impact on reservoirs and cleaning the bottom-hole zone of wells.

В корпусе с окнами, перекрытыми подпружиненным элементом, размещены седло и запорный орган, который выполнен в виде подпружиненного поршня, размещенного внутри втулки. Надпоршневая полость поршня сообщается постоянно с полостью высокого давления. Надпоршневая полость сообщена с областью пульсирующего давления через демпфирующее отверстие в нижней крышке корпуса и подпружиненный перепускной клапан, который имеет возможность регулировать гидравлическое сопротивление.In the case with windows covered by a spring-loaded element, a saddle and a locking element are placed, which is made in the form of a spring-loaded piston located inside the sleeve. The piston cavity of the piston communicates continuously with the high pressure cavity. The supra-piston cavity is in communication with the pulsating pressure region through a damping hole in the lower housing cover and a spring-loaded bypass valve, which has the ability to adjust the hydraulic resistance.

Жесткость пружины втулки выше жесткости пружины поршня. Внутренний диаметр канала в седле выполнен меньше внутреннего диаметра втулки.The stiffness of the sleeve spring is higher than the stiffness of the piston spring. The inner diameter of the channel in the saddle is made smaller than the inner diameter of the sleeve.

Под действием перепада давления, при расчетном значении происходит перемещение поршня, а перепускной клапан остается на прежнем месте. При росте давления внутри пульсатора при его превышении, достаточном для сжатия пружины, клапан отрывается от седла и жидкость с гидроударом поступает через перепускные окна в полость с пульсацией давления. После падения давления поршень с клапаном под воздействием сжатых пружин возвращается в исходное положение, с перекрытием подачи жидкости.Under the influence of the pressure drop, at the calculated value, the piston moves, and the bypass valve remains in its place. When the pressure inside the pulsator rises when it is exceeded enough to compress the spring, the valve breaks away from the seat and the fluid with water hammer enters through the bypass windows into the cavity with pressure pulsation. After pressure drop, the piston with the valve under the influence of compressed springs returns to its original position, with the liquid supply shut off.

К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:

- устройство обладает достаточной сложностью и может работать при достаточно большом перепаде давления.- the device has sufficient complexity and can work with a sufficiently large pressure drop.

При этом конструктивно устройство имеет ограничение по диаметру, поскольку применяется в скважине.In this case, the device is structurally limited in diameter, since it is used in a well.

Жесткость пружин определяется из возможности удерживать клапан закрытым, при восприятии им высокого перепада давления, порядка ΔР=2÷3 МПа и более.The stiffness of the springs is determined from the ability to keep the valve closed, with the perception of a high pressure drop, of the order of ΔP = 2 ÷ 3 MPa or more.

Применение устройства также ограничено температурой в скважине, что ограничивает его применение при высоких температурах, например, при использовании тепловых методов, где температура может достигать Т=200°С и более. Известна, например, разработка Ярегского месторождения термошахтным способом (см. Обзорная информация "Особенности теплового воздействия в условиях трещиноватопористых коллекторов, содержащих высоковязкую нефть" / A.M. Рузин, Л.Ш. Ибрагимов и другие. Серия "Нефтепромысловое дело". ВНИИОЭНГ. Выпуск №10(99). Москва, 1985 г.).The use of the device is also limited by the temperature in the well, which limits its use at high temperatures, for example, when using thermal methods, where the temperature can reach T = 200 ° C or more. For example, the development of the Yaregskoye field by the thermal mine method is known (see Overview "Features of thermal exposure under conditions of fractured-porous reservoirs containing highly viscous oil" / AM Ruzin, L.Sh. Ibragimov and others. Series "Oilfield business. VNIIOENG. Issue No. 10 (99). Moscow, 1985).

В данной работе отмечается, что добыча нефти ведется из шахты, в которую выходят трубы из горизонтальных, под небольшим углом, скважин. Разогрев пласта ведется путем подачи пара с поверхности по вертикальным скважинам. При этом температура в шахте может доходить до Т=÷50°С, что опасно для обслуживающего персонала.In this paper, it is noted that oil is extracted from a mine, into which pipes come from horizontal, at a small angle, wells. The formation is heated by supplying steam from the surface through vertical wells. At the same time, the temperature in the mine can reach T = ÷ 50 ° C, which is dangerous for maintenance personnel.

В горизонтальных скважинах периодически накапливается нефть и парогазовая смесь. По мере накопления нефти ее сливают путем открытия задвижки, и закрывают в момент начала прорыва пара.In horizontal wells, oil and gas-vapor mixture periodically accumulate. As the oil accumulates, it is drained by opening the valve, and close at the moment the steam breakthrough begins.

Перепад давления, при котором происходит весь процесс, не превышает ΔР=0,1÷0,15 МПа.The pressure drop at which the whole process occurs does not exceed ΔP = 0.1 ÷ 0.15 MPa.

При таком малом перепаде давления и наличия парогазовой смеси, устройство по данному патенту работать не может.With such a small pressure drop and the presence of a vapor-gas mixture, the device according to this patent cannot work.

Известна конструкция гидродинамического пульсатора (см. патент РФ №2446269).A known design of a hydrodynamic pulsator (see RF patent No. 2446269).

Гидродинамический пульсатор состоит из корпуса с перепускными окнами, снабженными нижней крышкой. В осевом канале корпуса, в верхней части размещено седло, к которому пружиной поджат торцовый клапан с втулкой, снабженной внутренним кольцевым выступом на нижнем конце.The hydrodynamic pulsator consists of a housing with bypass windows equipped with a bottom cover. In the axial channel of the housing, in the upper part there is a saddle, to which the end valve with a sleeve equipped with an inner annular protrusion at the lower end is spring loaded.

Внутри осевого канала клапана установлен кольцевой поршень, поджимаемый к посадочному месту на седле пружиной, опирающейся на внутренний кольцевой выступ втулки. Кольцевой поршень снабжен полым штоком, в осевом канале которого содержится дроссель. Нижняя крышка снабжена иглой, входящей в осевой канал дросселя. Внутренняя полость осевого канала корпуса постоянно гидравлически связана перепускным, или иначе демпфирующим каналом, в теле корпуса, с полостью отводящего патрубка. Ход седла в осевом канале корпуса ограничен стопором.An annular piston is installed inside the axial channel of the valve, which is pressed against the seat on the saddle by a spring resting on the inner annular protrusion of the sleeve. The annular piston is equipped with a hollow rod, in the axial channel of which the throttle is contained. The bottom cover is equipped with a needle entering the axial channel of the throttle. The internal cavity of the axial channel of the housing is constantly hydraulically connected bypass, or otherwise a damping channel, in the body of the housing, with the cavity of the outlet pipe. The seat travel in the axial channel of the housing is limited by a stop.

Игла содержит на внешней стороне продольные пазы, играющие роль дросселирующих каналов, суммарная площадь сечения которых, определяется исходя из дебита скважины и получение необходимой частоты пульсации.The needle contains on the outer side longitudinal grooves that play the role of throttling channels, the total cross-sectional area of which is determined based on the flow rate of the well and obtaining the necessary pulsation frequency.

Устройство в сборе устанавливается в осевом канале отводящего патрубка.The device assembly is installed in the axial channel of the outlet pipe.

При резком открытии торцового клапана происходит резкое увеличение расхода пластовой жидкости и скорости движения потока в осевом канале лифтовой колонны труб. Волна возмущения способствует созданию барьера на пути перемещения молекул парафина к стенке труб лифтовой колонны, с их абсорбцией.With a sharp opening of the end valve, there is a sharp increase in the flow rate of the reservoir fluid and the flow velocity in the axial channel of the pipe tubing string. The perturbation wave contributes to the creation of a barrier to the movement of paraffin molecules to the wall of the pipes of the lift column, with their absorption.

К недостаткам конструкции следует отнести:The disadvantages of the design include:

- необходимость иметь достаточно большой диаметр осевого канала полого штока, в сочетании с большим диаметром торцового клапана нужно иметь пружину большого осевого усилия, что достаточно сложно получить, особенно при ограниченных диаметральных размерах конструкции;- the need to have a sufficiently large diameter of the axial channel of the hollow rod, in combination with a large diameter of the mechanical valve, you need to have a spring of large axial force, which is quite difficult to obtain, especially with limited diametrical dimensions of the structure;

- исходя из этого, можно сделать вывод о низкой надежности конструкции;- based on this, we can conclude about the low reliability of the design;

- сложность настройки на технологический режим работы скважины.- the complexity of tuning to the technological mode of operation of the well.

Известна конструкция клапана-отсекателя (см. патент РФ №2533394, опубликован 20.11.2014 г.), принятая авторами за прототип.The known design of the shutoff valve (see RF patent No. 2533394, published November 20, 2014), adopted by the authors as a prototype.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и применяется в скважинах, в составе лифтовой колонны труб. Клапан-отсекатель состоит из разъемного корпуса, с седлом в осевом канале. Ниже установлен полый плунжер с кольцевым выступом, жестко связанный через полую трубку с тарельчатым клапаном. Полый плунжер опирается на пружину с гайкой. В осевом канале полого плунжера выполнен упор, на который опирается втулка, снабженная радиальными отверстиями, чередующимися с осевыми отверстиями, которые соединяют полость под полым плунжером с полостью под седлом. В осевом канале втулки размещена полая трубка, снабженная тарельчатым клапаном. Полый плунжер с кольцевым выступом образует с разъемным корпусом кольцевую камеру, гидравлически связанную через радиальное отверстие в полом плунжере и радиальные отверстия во втулке, с ее осевым каналом и каналом полой трубки. Втулка снабжена донышком, в котором выполнено центральное отверстие и установлен перепускной клапан, перекрывающий своей тарелью перепускные отверстия, соединяющими осевой канал втулки, с осевым каналом разъемного корпуса над полым плунжером, при открытом перепускном клапане, ограниченным по ходу вверх стопорным кольцом. В осевом канале разъемного корпуса установлена упорная втулка, с возможностью образования подвижного соединения с верхним концом полого плунжера. Полость над кольцевым выступом полого плунжера, через отверстие в его теле сообщается с осевым каналом над втулкой. Устройство устанавливается в составе колонны труб.The invention relates to the oil and gas industry and is used in wells, as part of an elevator pipe string. The shut-off valve consists of a detachable body, with a seat in the axial channel. Below is a hollow plunger with an annular protrusion, rigidly connected through a hollow tube to a poppet valve. The hollow plunger rests on a spring with a nut. An emphasis is made in the axial channel of the hollow plunger, on which a sleeve is supported, provided with radial holes alternating with axial holes that connect the cavity under the hollow plunger with the cavity under the saddle. In the axial channel of the sleeve there is a hollow tube equipped with a poppet valve. A hollow plunger with an annular protrusion forms an annular chamber with a detachable body hydraulically connected through a radial hole in the hollow plunger and radial holes in the sleeve, with its axial channel and the hollow tube channel. The sleeve is provided with a bottom, in which a central hole is made and a bypass valve is installed, blocking the bypass holes with its plate, connecting the axial channel of the sleeve with the axial channel of the split housing above the hollow plunger, with the bypass valve open, limited by the snap ring upward. A thrust sleeve is installed in the axial channel of the detachable body, with the possibility of forming a movable connection with the upper end of the hollow plunger. The cavity above the annular protrusion of the hollow plunger, through the hole in its body communicates with the axial channel above the sleeve. The device is installed as part of a pipe string.

Тарельчатый клапан усилием сжатой пружины поджимается к седлу, расположенному в осевом канале разъемного корпуса. Давление рабочей жидкости в колонне труб, через осевой канал полой трубки, радиальные отверстия в теле втулки и радиальное отверстие в теле полого плунжера воздействует на кольцевой выступ снизу, что обеспечивает сохранность контакта тарельчатого клапана с поверхностью седла. То же самое давление воспринимается площадью сечения того же тарельчатого клапана.The poppet valve is pressed by a spring force against a seat located in the axial channel of the split housing. The pressure of the working fluid in the pipe string through the axial channel of the hollow tube, the radial holes in the body of the sleeve and the radial hole in the body of the hollow plunger acts on the annular protrusion from below, which ensures the contact of the poppet valve with the surface of the seat. The same pressure is perceived by the cross-sectional area of the same poppet valve.

Площадь сечения кольцевого выступа принимается меньше площади сечения тарельчатого клапана, что обеспечивает его поджим к седлу пружиной. При избыточном давлении над тарельчатым клапаном, превышающим гидравлическое давление от столба рабочей жидкости, тарельчатый клапан отрывается от седла, с образованием гидравлической связи осевого канала труб с осевым каналом разъемного корпуса над втулкой. Рабочая жидкость через осевые отверстия во втулке проходит на забой скважины. Полый плунжер, при отрыве тарельчатого клапана от седла, под воздействием избыточного давления, перемещается до упора в уступ.The cross-sectional area of the annular protrusion is taken less than the cross-sectional area of the poppet valve, which ensures that it is pressed against the seat by a spring. If the overpressure above the poppet valve exceeds the hydraulic pressure from the column of the working fluid, the poppet valve comes off the seat, with the formation of a hydraulic connection between the axial channel of the pipes and the axial channel of the split housing above the sleeve. The working fluid through the axial holes in the sleeve passes to the bottom of the well. A hollow plunger, when the poppet valve is separated from the seat, under the influence of excessive pressure, moves to the stop in the ledge.

После прекращения подачи рабочей жидкости полый плунжер вместе с втулкой и тарельчатым клапаном поднимается вверх в осевом канале разъемного корпуса с посадкой тарельчатого клапана на седло. Это позволяет исключить попадание рабочей жидкости в продуктивный пласт, что важно для сохранения газовых скважин на подземных хранилищах газа.After the supply of the working fluid is stopped, the hollow plunger, together with the sleeve and the poppet valve, rises upward in the axial channel of the split housing with the poppet valve landing on the seat. This eliminates the ingress of working fluid into the reservoir, which is important for the preservation of gas wells in underground gas storages.

Недостатки конструкции и работы устройства.The disadvantages of the design and operation of the device.

В случае оснащения нефтяных скважин, добыча в которых ведется с применением тепловых методов, устройство работать не может.In the case of equipping oil wells, the production of which is carried out using thermal methods, the device cannot work.

При этом давление пластового флюида может быть недостаточным, чтобы открыть тарельчатый клапан и сжать пружину, что также предопределяет несрабатывание устройства.In this case, the pressure of the reservoir fluid may be insufficient to open the poppet valve and compress the spring, which also determines the failure of the device.

При установке устройства в составе труб в скважине, невозможно провести перенастройку на новый режим без демонтажа с места применения.When installing the device in the composition of the pipes in the well, it is impossible to reconfigure to a new mode without dismantling from the place of use.

Для открытия тарельчатого клапана при малом перепаде давления невозможно создать достаточное осевое усилие без применения дополнительного силового узла.To open the poppet valve with a small pressure drop, it is impossible to create sufficient axial force without the use of an additional power unit.

Ограничения по диаметральным размерам устройства, накладываемым конструкцией скважины, влияет на пропускную способность устройства из-за малой пропускной способности пластовой жидкости через осевые отверстия во втулке.Limitations on the diametral dimensions of the device imposed by the well design affects the throughput of the device due to the low throughput of the reservoir fluid through the axial holes in the sleeve.

Конструкция клапана не предназначена для работы при высоких температурах пластовой жидкости и не может реагировать на изменение этой температуры.The valve design is not designed to operate at high temperatures in the reservoir fluid and cannot respond to changes in this temperature.

Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в следующем:The technical result that can be obtained by implementing the invention is as follows:

- возможность обеспечения работы клапана при малом перепаде давления при попеременном воздействии на него двух сред - пластовой жидкости и парогазовой смеси;- the ability to ensure the operation of the valve with a small pressure drop during the alternate action of two media on it - formation fluid and gas-vapor mixture;

- возможность закрытия клапана при воздействии парогазовой смеси с изоляцией полости шахты от горизонтальной скважины;- the ability to close the valve when exposed to gas-vapor mixture with isolation of the cavity of the mine from a horizontal well;

- возможность открытия клапана пластовой жидкости на подачу в шахту, обладающей меньшей температурой, чем парогазовая смесь;- the ability to open the reservoir fluid valve for supply to the mine, which has a lower temperature than the vapor-gas mixture;

- возможность продувки внутренней полости клапана от механических частиц, для очистки посадочной поверхности седла и торцового клапана, от внешнего источника низконапорного инертного газа.- the ability to purge the internal cavity of the valve from mechanical particles, to clean the seating surface of the seat and mechanical valve, from an external source of low-pressure inert gas.

Технический результат достигается тем, что устройство состоит из разъемного корпуса с ниппелем на внешней стороне, с седлом в осевом канале, подпружиненного тарельчатого клапана с толкателем внутри втулки, снабженной ребрами на внешней стороне и донышком в средней части, над которым размещен контейнер, с образованием кольцевого зазора, гидравлически связанного перепускными отверстиями, с осевым каналом разъемного корпуса. Полый плунжер обращен торцовой частью к донышку, в котором выполнено центральное отверстие с ответной расточкой и установлен толкатель с кольцевым выступом, пропущенный верхним концом внутрь контейнера, с расположением нижнего конца в осевом канале полого плунжера и зафиксированного гайкой. Нижний конец полого плунжера, снабжен тарельчатым клапаном. В осевом канале седла установлена гайка с соединительными ребрами и шайбой на верхнем конце, на которую опирается пружина. Контейнер заполнен терморасширяющимся веществом, например, церезином с медными опилками, а седло выполнено из термостойкого материала, например, фторопласта.The technical result is achieved in that the device consists of a detachable body with a nipple on the outside, with a seat in the axial channel, a spring-loaded poppet valve with a pusher inside the sleeve, equipped with ribs on the outside and a bottom in the middle part, above which the container is placed, with the formation of an annular the gap hydraulically connected bypass holes, with the axial channel of the split housing. The hollow plunger faces the bottom with the end part, in which a central hole with a reciprocal bore is made and a pusher with an annular protrusion is inserted, the upper end skipped inside the container, with the lower end located in the axial channel of the hollow plunger and fixed with a nut. The lower end of the hollow plunger is equipped with a poppet valve. A nut with connecting ribs and a washer is installed in the axial channel of the saddle at the upper end, on which the spring rests. The container is filled with a thermally expanding substance, for example, ceresin with copper filings, and the saddle is made of a heat-resistant material, for example, fluoroplastic.

Клапан-отсекатель показан на рисунках, где:The shut-off valve is shown in the figures, where:

- на фиг. 1 - общий вид конструкции в разрезе в положении "открыто";- in FIG. 1 is a general sectional view of the structure in the open position;

- на фиг. 2 - конструкция устройства в разрезе в положении "закрыто";- in FIG. 2 - sectional design of the device in the closed position;

- на фиг. 3 - показана схема монтажа клапана-отсекателя в шахте на выходном конце трубы горизонтальной скважины.- in FIG. 3 - shows the installation diagram of the shut-off valve in the shaft at the output end of the horizontal well pipe.

Клапан-отсекатель состоит из разъемного корпуса 1, осевой канал 2 которого перекрыт сверху переходником 3.The shut-off valve consists of a detachable housing 1, the axial channel 2 of which is blocked from above by an adapter 3.

На нижнем конце разъемного корпуса 1 установлено седло 4 с защитной шайбой 5, поджимаемые снизу ввертышем 6, в средней части которого установлена гайка 7 с шайбой 8, связанная с ним соединительными ребрами 9.A saddle 4 with a protective washer 5 is installed at the lower end of the detachable housing 1, which are pressed from the bottom by a screwdriver 6, in the middle of which a nut 7 with a washer 8 is installed, connected with connecting ribs 9.

Над седлом 4 в осевом канале 2 разъемного корпуса 1 установлена втулка 10 с донышком 11, под которым размещен полый плунжер 12 с тарельчатым клапаном 13, в осевом канале 2, поджатым к донышку 11 пружиной 14. Втулка 10 имеет расточку 15 в верхней части, в которой размещается контейнер 16, с образованием кольцевого зазора 17, гидравлически связанного через перепускные отверстия 18, с осевым каналом 2 разъемного корпуса 1. Внутри контейнера 16 установлен отражатель 19 и толкатель 20, пропущенный через донышко 11 и тело полого плунжера 12 тарельчатого клапана 13. Толкатель 20 снабжен кольцевым выступом 21, входящим в ответную расточку 22 в торце полого плунжера 12, и закреплен гайками 23. Внутри контейнер 16 заполнен терморасширяющимся веществом, изолированным от воздействия внешней среды. Контейнер 16 зафиксирован в осевом канале втулки 10 гайкой 24. В полом плунжере 12, в его торцовой части, обращенной к донышку 11, выполнено дренажное отверстие 25. Втулка 10 снабжена ребрами 26, которые входят в расточку 27, в месте соединения частей разъемного корпуса 1.Over the saddle 4 in the axial channel 2 of the detachable body 1, a sleeve 10 with a bottom 11 is installed, under which a hollow plunger 12 with a poppet valve 13 is placed, in the axial channel 2, pressed against the bottom 11 by a spring 14. The sleeve 10 has a bore 15 in the upper part, which holds the container 16, with the formation of an annular gap 17, hydraulically connected through the bypass holes 18, with the axial channel 2 of the detachable housing 1. Inside the container 16 there is a reflector 19 and a pusher 20 passed through the bottom 11 and the body of the hollow plunger 12 of the poppet valve 13. atel 20 is provided with an annular shoulder 21 within the bore 22 in the mating end face of the hollow plunger 12 and fixed with nuts 23. Inside the container 16 is filled with intumescent substance, isolated from the external environment. The container 16 is fixed in the axial channel of the sleeve 10 by a nut 24. In the hollow plunger 12, in its end part facing the bottom 11, a drainage hole 25 is made. The sleeve 10 is provided with ribs 26, which enter the bore 27, at the junction of the parts of the split housing 1 .

Кольцевой зазор между втулкой 10 и телом полого плунжера 12, перекрыт уплотнительным кольцом 28. Переходник 3 снабжен ниппелем 29, для соединения осевого канала 2 разъемного корпуса 1 с пневмопроводом, для подачи инертного газа и продувки механических примесей, при их скоплении внутри.The annular gap between the sleeve 10 and the body of the hollow plunger 12 is closed by a sealing ring 28. The adapter 3 is equipped with a nipple 29, for connecting the axial channel 2 of the detachable housing 1 with a pneumatic pipe, for supplying inert gas and blowing off mechanical impurities when they accumulate inside.

Работа устройства.The operation of the device.

Клапан-отсекатель в сборе монтируется на выходном конце трубы горизонтальной скважины в открытом положении.The shut-off valve assembly is mounted on the outlet end of the horizontal well pipe in the open position.

При открытии зазора между тарельчатым клапаном 13 и седлом 4 пластовая жидкость из осевого канала 2 устройства перетекает через кольцевой зазор между тарельчатым клапаном 13 и седлом 4, за пределы устройства, обтекая соединительные ребра 9.When opening the gap between the poppet valve 13 and the seat 4, the formation fluid from the axial channel 2 of the device flows through the annular gap between the poppet valve 13 and the seat 4, outside the device, flowing around the connecting ribs 9.

Пластовая жидкость нагрета до температуры порядка Т=75÷80°С, что приводит к прогреву элементов конструкции.The reservoir fluid is heated to a temperature of the order of T = 75 ÷ 80 ° C, which leads to heating of the structural elements.

Скопившаяся порция пластовой жидкости истекает за счет наличия перепада давления от столба жидкости и парогазовой смеси. После слива пластовой жидкости происходит прорыв парогазовой смеси, обладающей более высокой температурой, порядка Т=100÷110°С, что приводит к прогреву контейнера 16 и всей конструкции, в том числе и терморасширяющего вещества внутри контейнера 16. Расширение этого вещества, приводит к росту давления, которое воздействует на площадь сечения толкателя 20, с его перемещением вниз, вместе с полым плунжером 12. Полый плунжер 12 преодолевает сопротивление пружины 14 и тарельчатым клапаном 13 садится на седло 4, с изоляцией осевого канала 2 от внешней среды и прекращением подачи парогазовой смеси в штольню. Затем происходит накопление пластовой жидкости в скважине, со снижением температуры деталей устройства.The accumulated portion of the reservoir fluid expires due to the presence of a pressure drop from the liquid column and the gas mixture. After the formation fluid is drained, a vapor-gas mixture breaks out, having a higher temperature, of the order of T = 100 ÷ 110 ° C, which leads to heating of the container 16 and the entire structure, including the thermally expanding substance inside the container 16. The expansion of this substance leads to an increase pressure, which affects the cross-sectional area of the pusher 20, with its movement down, together with the hollow plunger 12. The hollow plunger 12 overcomes the resistance of the spring 14 and the poppet valve 13 sits on the seat 4, with the isolation of the axial channel 2 from the external medium s and stopping supplying the gas-vapor mixture in the tunnel. Then there is an accumulation of formation fluid in the well, with a decrease in the temperature of the parts of the device.

При охлаждении пластовой жидкости в осевом канале 2 устройства, за счет конвекционного взаимодействия с окружающей средой, происходит также снижение температуры терморасширяющего вещества внутри контейнера 16.When cooling the formation fluid in the axial channel 2 of the device, due to convection interaction with the environment, there is also a decrease in the temperature of the thermally expanding substance inside the container 16.

Усилием сжатой пружины 14 полый плунжер 12 с тарельчатым клапаном 13 перемещается вверх относительно втулки 10, с открытием кольцевого зазора между седлом 4 и тарельчатым клапаном 13.By the force of the compressed spring 14, the hollow plunger 12 with the poppet valve 13 moves upward relative to the sleeve 10, with the opening of the annular gap between the seat 4 and the poppet valve 13.

Это происходит за счет уменьшения объема терморасширяющего вещества внутри контейнера 16.This is due to a decrease in the volume of thermally expanding substances inside the container 16.

За счет наличия дренажного отверстия 25 в торцовой части полого плунжера 12, уплотнительное кольцо 28 при открытом положении клапана-отсекателя, находится в нейтральном положении. При закрытом положении уплотнительное кольцо 28 изолирует кольцевой зазор и исключает переток пластовой жидкости из осевого канала 2 разъемного корпуса 1 на выброс в штольню.Due to the presence of the drainage hole 25 in the end part of the hollow plunger 12, the o-ring 28 is in the neutral position when the shut-off valve is open. In the closed position, the sealing ring 28 isolates the annular gap and eliminates the flow of formation fluid from the axial channel 2 of the detachable housing 1 for ejection into the adit.

В качестве терморасширяющего вещества используют смесь из порошка церезина и гранул меди.A mixture of ceresin powder and copper granules is used as a thermal expansion agent.

При работе устройства возможно попадание механических частиц внутрь потоком пластовой жидкости, что может помешать герметичной посадки торцового клапана 13 на седле 4. Для этой цели устройство снабжено ниппелем 29, которым подсоединяется к газопроводу с инертным газом, из которого при подаче струи, возможно, удаление механических частиц из устройства, что обеспечивает надежность его работы.During the operation of the device, mechanical particles may get inside the flow of formation fluid, which may prevent the end-face valve 13 from being sealed tightly on the seat 4. For this purpose, the device is equipped with a nipple 29, which connects to the inert gas pipeline, from which mechanical removal may be possible particles from the device, which ensures the reliability of its operation.

Claims (1)

Клапан-отсекатель, состоящий из разъемного корпуса, с седлом в осевом канале, подпружиненного тарельчатого клапана, втулки, полого плунжера, уплотнительного кольца, отличающийся тем, что разъемный корпус снабжен ниппелем, втулкой с ребрами на внешней стороне и донышком в средней части, контейнером с отражателем внутри, установленным над донышком в осевом канале втулки, с образованием кольцевого зазора, гидравлически связанного перепускными отверстиями с осевым каналом разъемного корпуса и поджатого гайкой, полого плунжера, снабженного дренажным отверстием и центральным отверстием с ответной расточкой, толкателем с кольцевым выступом, установленным в ответной расточке, верхний конец которого пропущен внутрь контейнера, с расположением нижнего конца в осевом канале полого плунжера с фиксацией гайками, причем нижний конец полого плунжера снабжен тарельчатым клапаном, в осевом канале седла установлена гайка, соединительными ребрами и шайбой на верхнем конце, с возможностью опоры на нее пружины, кольцевой зазор между втулкой и полым плунжером перекрыт уплотнительным кольцом, а седло выполнено из термостойкого материала и снабжено защитной шайбой, при этом контейнер заполнен терморасширяющимся веществом и поджат гайкой, связанной со втулкой.The shut-off valve, consisting of a detachable body, with a seat in the axial channel, a spring-loaded poppet valve, a sleeve, a hollow plunger, an o-ring, characterized in that the detachable body is equipped with a nipple, a sleeve with ribs on the outside and a bottom in the middle part, a container with a reflector inside, installed above the bottom in the axial channel of the sleeve, with the formation of an annular gap hydraulically connected bypass holes with the axial channel of the detachable body and preloaded by a nut, a hollow plunger provided a drainage hole and a Central hole with a reciprocal bore, a pusher with an annular protrusion mounted in the reciprocal bore, the upper end of which is passed into the container, with the lower end in the axial channel of the hollow plunger with fixing nuts, and the lower end of the hollow plunger is equipped with a poppet valve, in the axial a nut is installed in the seat channel, connecting ribs and a washer at the upper end, with the possibility of spring support on it, the annular gap between the sleeve and the hollow plunger is closed by a sealing ring tsom and the seat made of a heat-resistant material and is provided with a side plate, wherein the container is filled with intumescent substance is preloaded nut and connected to the sleeve.
RU2017126928A 2017-07-26 2017-07-26 Cutoff valve RU2656536C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126928A RU2656536C1 (en) 2017-07-26 2017-07-26 Cutoff valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017126928A RU2656536C1 (en) 2017-07-26 2017-07-26 Cutoff valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2656536C1 true RU2656536C1 (en) 2018-06-05

Family

ID=62560596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017126928A RU2656536C1 (en) 2017-07-26 2017-07-26 Cutoff valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2656536C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2722362A1 (en) * 1976-05-17 1977-12-15 Daihatsu Diesel Mfg TEMPERATURE CONTROLLED VALVE
GB1594690A (en) * 1977-06-08 1981-08-05 Eaton Corp Thermally responsive fluid pressure valves
US4858644A (en) * 1988-05-31 1989-08-22 Otis Engineering Corporation Fluid flow regulator
RU2212513C1 (en) * 2002-04-09 2003-09-20 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Hydrodynamic pulsed-pressure generator
RU2446269C1 (en) * 2010-09-28 2012-03-27 Общество с Ограниченной Ответственностью "НОВАТЭК-ТАРКОСАЛЕНЕФТЕГАЗ" Hydrodynamic pulsator
RU2533394C1 (en) * 2013-08-01 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" Cut-off valve

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2722362A1 (en) * 1976-05-17 1977-12-15 Daihatsu Diesel Mfg TEMPERATURE CONTROLLED VALVE
GB1594690A (en) * 1977-06-08 1981-08-05 Eaton Corp Thermally responsive fluid pressure valves
US4858644A (en) * 1988-05-31 1989-08-22 Otis Engineering Corporation Fluid flow regulator
RU2212513C1 (en) * 2002-04-09 2003-09-20 Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" Hydrodynamic pulsed-pressure generator
RU2446269C1 (en) * 2010-09-28 2012-03-27 Общество с Ограниченной Ответственностью "НОВАТЭК-ТАРКОСАЛЕНЕФТЕГАЗ" Hydrodynamic pulsator
RU2533394C1 (en) * 2013-08-01 2014-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" Cut-off valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7654333B2 (en) Downhole safety valve
US6637510B2 (en) Wellbore mechanism for liquid and gas discharge
US4360064A (en) Circulating valve for wells
US20110198097A1 (en) Autonomous inflow control device and methods for using same
RU2516708C2 (en) Subsurface safety valve
US20090205831A1 (en) Method and tool for unblocking a control line
EP3230556B9 (en) A bellows valve and an injection valve
US9376896B2 (en) Bottomhole assembly for capillary injection system and method
KR20140031232A (en) In-line back pressure fluid regulator
RU2550119C1 (en) Hydraulic impact device
RU2539504C1 (en) Device for injection of fluid into bed
RU2533394C1 (en) Cut-off valve
RU2656536C1 (en) Cutoff valve
US3456722A (en) Thermal-operated valve
RU2581075C2 (en) Regulated valve
RU2229586C1 (en) Controller valve
EP1272733B1 (en) Differential flow control valve
RU2668100C1 (en) Device for well bottom flushing
RU2644312C1 (en) Cutoff valve
RU2693211C1 (en) Circulating valve
US3066690A (en) Well injection and bleed valve
RU2528474C1 (en) Universal valve
RU2194152C2 (en) Downhole plant for regulation and shutoff of medium flow
US3270765A (en) Gas lift valves
US3105509A (en) Well chamber valve