EA015218B1 - Газовый клапан и эксплуатационная насосно-компрессорная колонна с газовым клапаном - Google Patents
Газовый клапан и эксплуатационная насосно-компрессорная колонна с газовым клапаном Download PDFInfo
- Publication number
- EA015218B1 EA015218B1 EA200901524A EA200901524A EA015218B1 EA 015218 B1 EA015218 B1 EA 015218B1 EA 200901524 A EA200901524 A EA 200901524A EA 200901524 A EA200901524 A EA 200901524A EA 015218 B1 EA015218 B1 EA 015218B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- valve
- production casing
- chamber
- production
- gas
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 16
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
- F16K17/20—Excess-flow valves
- F16K17/34—Excess-flow valves in which the flow-energy of the flowing medium actuates the closing mechanism
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7837—Direct response valves [i.e., check valve type]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Valve Housings (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Check Valves (AREA)
Abstract
В изобретении описан клапан (30) эксплуатационной обсадной колонны (12) для добычи нефти и газа, способный автоматически перекрывать поток флюида в эксплуатационную обсадную колонну (12) в случае прорыва газа, при этом клапан (30) имеет седло (32), в котором помещается по меньшей мере один центральный впускной канал (34) и один или несколько выпускных каналов (36, 38), ведущих из клапана (30). Клапан (30) имеет криволинейную конструкцию, соответствующую форме наружного диаметра эксплуатационной обсадной колонны (12), и установлен снаружи эксплуатационной обсадной колонны (12), а также имеет прямоугольную перекрывающую тарелку (40) с такой же кривизной, как у клапана (30), которая расположена на пути движения потока жидкости, обеспечивает высокоскоростной поток по поверхности (40а), перекрывающей тарелки в направлении седла (32), и способна герметизировать упомянутое седло (32) в зависимости от дифференциального давления, создающегося за счет вязкости протекающего потока. Также описана эксплуатационная обсадная колонна, содержащая клапан.
Description
Настоящее изобретение относится к клапану используемой для добычи нефти и газа эксплуатационной обсадной колонны, который автоматически перекрывает поток флюида, поступающий в эксплуатационную обсадную колонну в случае прорыва газа, при этом клапан имеет седло, в котором помещается по меньшей мере один центральный впускной канал и один или несколько выпускных каналов, ведущих из клапана. Изобретение также относится к эксплуатационной обсадной колонне, имеющей клапан.
После заканчивания скважины, состоящей из нескольких ответвлений, обычно начинают добычу нефти раньше, чем добычу газа. Очень часто тонкие нефтеносные участки расположены над водяной шапкой и под газовой шапкой. Нежелателен как прорыв газа (сверху), так и прорыв воды (снизу), поскольку задачей является добыча максимально возможного количества нефти, а затем добыча газа. До настоящего времени прорыв газа приводил к вытеснению нефти, в результате чего обычно перекрывали ответвление многоствольной скважины (может осуществляться с использованием клапанов управления ответвлениями). Это обычно означает потерю нефти в целом ответвлении (за исключением части нефти, которая может следовать за газом после начала добычи газа).
Колонна для заканчивания скважины состоит из множества эксплуатационных насоснокомпрессорных колонн длиной 12 м каждая, которые свинчены друг с другом. На эксплуатационной обсадной колонне установлены песочные фильтры, предотвращающие попадание песка в нефтедобывающее оборудование. В различные местах расположены пакеры утолщения, герметизирующие толщу пород. Это делается, чтобы разбить эксплуатационную обсадную колонну на участки, которые можно рассматривать как отдельные производственные среды, т. е. чтобы многофазный поток и газ могли продвигаться с одного участка на другой только по эксплуатационной обсадной колонне.
По расчетам путем поддержания непрерывной добычи в какой-либо части эксплуатационной обсадной колонны, не подвергшейся прорыву газа, в то время, как потенциально все участки колонны страдают от такого прорыва, обеспечивается увеличение на 100% добычи нефти из каждой скважины.
Поскольку предложенный клапан будет перекрывать именно тот участок, где произошел прорыв (отдельное 12-метровое звено эксплуатационной обсадной колонны), для добычи можно использовать остальную часть эксплуатационной обсадной колонны и по меньшей мере участок, на котором возможно имеет место прорыв газа, если газ оказывается снаружи колонны. Перекрытие происходит в основном автоматически, т. е. клапаном не управляют с поверхности. В клапане может быть предусмотрена технология, позволяющая сообщать на поверхность о его перекрытии из-за прорыва газа. Современная технология в этой области включает песочные фильтры, регулятор притока (РП или 1СЭ. от английского - 1пΠο\ν Соп1го1 Эсу1сс) и фильтр для глушения. Нефть поступает в эксплуатационную обсадную колонну через фильтр для глушения. РП является своего рода поглотителем давления, который распределяет давление по эксплуатационной обсадной колонне во избежание образования вакуума на одном участке, когда на других участках колонны дифференциальное давление является очень высоким. Кроме того, такое поглощение или выравнивание также выгодно во избежание повреждения песочных фильтров, а также предотвращает обрушение толщи пород на колонну. При желании в качестве страховки может быть сохранен существующий РП, но предложенный клапан имеет гораздо лучшую характеристику регулирования потока (распределяющую способность), поскольку он является гораздо более мощным поглотителем/выравнивателем давления, чем существующий РП.
Известны другие решения с использованием сопел, которые могут забиваться или подвергаться действию коррозии, решения, предусматривающие создание препятствий внутри эксплуатационной обсадной колонны, и решения, при осуществлении которых могут создаваться протекающие уплотнения, что делает многофазный поток нерегулируемым и, следовательно, ставит под сомнение смысл применения этих клапанов.
В предложенном клапане используется принцип Бернулли для высокоскоростного потока через поверхность/преграду (тарелку). Принцип Бернулли применяется в ряде областей и доказывает, что под действием возникающего отрицательного давления пластина/тарелка прижимается к седлу. Из-за того, что уплотнение не является абсолютным, впоследствии будет происходить утечка давления на другую сторону тарелки, в результате чего создается новая сила притяжения, и уплотнение восстанавливается. Это означает, что процесс является динамическим и действующим с учетом состава протекающего флюида и/или газа. Чем ниже вязкость, тем более сильное и более непосредственное уплотнение образуется. Как показали испытания, клапан с использованием принципа Бернулли останавливает приблизительно весь газ. Кроме того, такой клапан выгоден в случае прорыва воды, поскольку одновременно уменьшает количество пластовой воды.
Предложенный клапан отличается тем, что, будучи относительно плоским по своей конструкции, может быть установлен снаружи эксплуатационной обсадной колонны, и как таковой поддерживает современную технологию, согласно которой нефть направляют вдоль наружной поверхности колонны, пока она не сможет попасть внутрь через продольные пазы, так называемые фильтры для глушения. Автономный клапан согласно изобретению является динамичным и обеспечивает заданную характеристику многофазного потока флюида без необходимости регулирования с поверхности. Любой клапан, подвергающийся воздействию газа, будет немедленно перекрываться, исходя из заданной характеристики. Следовательно, газу приходится идти по другому пути, или он находится под контролем. Обычно он посту
- 1 015218 пает далее до другого клапана, расположенного на том же разбитом на зоны участке, в результате чего этот клапан также закрывается. За счет тампонирования зоны (пакеров утолщения) предотвращается выход газа за пределы участка, и нефть может поступать из всех клапанов, через которые проходит только нефть и/или вода.
Что касается характеристики защиты от воды, ее задают таким образом, чтобы ограничивать воду в большей степени, чем нефть. Характеристику можно задать таким образом, чтобы пропускать воду, если желателен напор воды для подъема нефти на поверхность без насосно-компрессорной добычи.
После добычи нефти каждое звено колонны может быть открыто, чтобы при желании можно было добывать газ. Для этого открывают один из клапанов в камере перед клапаном, в результате чего нефть поступает непосредственно в основную трубу. Поскольку предложенный в изобретении клапан не создает препятствий внутри эксплуатационной обсадной колонны, поток может свободно проходить по затрубному пространству, и могут быть осуществлены эти операции.
В качестве примеров известного уровня техники можно привести следующие документы: XVО 2007/027617 А2, И8 7185706 В2, N0 305376 В1, νθ 97/38248 А1, νθ 2006/015277 А1, N0 306127 В1, νθ 00/63530 А1 и И8 6786285 В2.
Таким образом, в основу настоящего изобретения положена задача создания автономного клапана, который перекрывается в случае прорыва газа в эксплуатационную обсадную колонну.
Упомянутая задача решена за счет клапана согласно отличительной части независимого п.1, который имеет криволинейную конструкцию, соответствующую форме наружного диаметра эксплуатационной обсадной колонны, и установлен снаружи эксплуатационной обсадной колонны, при этом клапан содержит прямоугольную перекрывающую тарелку с такой же кривизной, как у клапана, которая расположена в прямоугольной камере внутри клапана на пути движения потока жидкости, обеспечивает высокоскоростной поток по поверхности перекрывающей тарелки в направлении седла и способна герметизировать упомянутое седло в зависимости от дифференциального давления, создающегося за счет вязкости протекающего потока.
В зависимых пп.2-6 охарактеризованы альтернативные конструкции. В клапане по меньшей мере один центральный впускной канал представляет собой открытый паз, выполненный по меньшей мере на половине длины камеры. Кроме того, открытый паз центрального впускного канала в поперечном сечении выполнен в виде открытого прямоугольника, а боковые стенки паза имеют воронкообразную форму, а выпускные каналы в поперечном сечении имеют прямоугольную форму и расположены с каждой стороны центрального впускного канала.
Клапан предпочтительно имеет нижнюю часть с выступающими вверх загибами сверху и верхнюю часть с седлом и впускным каналом, при этом верхняя часть смонтирована на нижней части и образует прямоугольную камеру, при этом между упомянутыми верхней и нижней частями клапана проходят выпускные каналы. Клапан может быть установлен в отдельном клапанной камере или эксплуатационная обсадная колонна служит дном, а корпус служит верхом клапанной камеры.
Клапан предпочтительно представляет собой динамический клапан, способный поддерживать заданную характеристику многофазного потока флюида независимо от внешнего регулирования с поверхности.
Решение упомянутой задачи также обеспечено за счет эксплуатационной обсадной колонны для добычи нефти и газа по независимому п.7, содержащей по меньшей мере один окружающий ее песочный фильтр и по меньшей мере одно впускное устройство для регулирования и направления потока флюида в эксплуатационную обсадную колонну, которое выполнено в виде нескольких камер, между которыми расположены приточные каналы, включая предкамеру для потока флюида, поступающего из песочного фильтра, промежуточную камеру для потока флюида, поступающего из предкамеры, и автоматического перекрытия поступления газа в эксплуатационную обсадную колонну в случае прорыва газа, при этом клапанная камера снабжена несколькими клапанами, и заднюю камеру для потока флюида, поступающего из клапанной камеры и регулирования и направления потока флюида в эксплуатационную обсадную колонну.
В зависимых пп.8-14 охарактеризованы альтернативные конструкции. Клапанная камера может иметь несколько поддерживающих колец, прикрепленных к эксплуатационной обсадной колонне, при этом между упомянутыми поддерживающими кольцами равномерно по окружности эксплуатационной обсадной колонны на удалении друг от друга расположено несколько упомянутых клапанов, установленных внутри окружающего корпуса. Упомянутые поддерживающие кольца образуют два полных кольца, которые прикреплены к эксплуатационной обсадной колонне, полностью герметизированы и служат для направления потока флюида и удержания между ними клапанов на месте. В колонне в первом поддерживающем кольце и во втором поддерживающем кольце выполнены каналы, через которые флюид поступает в заднюю камеру.
Предкамера может дополнительно иметь пробку, саморазрушающуюся при кислотной обработке, которая открывается при добыче газа после добычи всей доступной нефти, и/или может иметь однонаправленный клапан для глушения скважины со стороны пласта. Задняя камера может служить для направления флюида в эксплуатационную обсадную колонну через фильтр для глушения.
- 2 015218
Эксплуатационная обсадная колонна может быть оснащена автоматическим клапаном перекрытия воды.
Далее изобретение будет более подробно описано со ссылкой на приложенные чертежи, на которых на фиг. 1 показана принципиальная схема колонны для заканчивания скважины, на фиг. 2 - эксплуатационная обсадная колонна согласно изобретению, на фиг. 3 - впускное устройство согласно изобретению, на фиг. 4 - несколько клапанов, расположенных по окружности эксплуатационной обсадной колонны согласно изобретению, на фиг. 5 - поперечное сечение клапана согласно изобретению, на фиг. 6 - основной поток через клапан согласно изобретению, на фиг. 7а и 7б - поперечное сечение верхнего и нижнего участков клапана согласно изобретению слева и спереди, соответственно.
На фиг. 1 показана колонна для заканчивания скважины, пробуренной в толще пород с целью добычи нефти, со свинченной с ней эксплуатационной обсадной колонной 12. На эксплуатационных обсадных колоннах 12 установлены песочные фильтры 14, препятствующие попаданию песка в нефть. В различных местах расположены пакеры 15 утолщения, разбивающие эксплуатационную обсадную колонну на участки с тем, чтобы каждый из которых можно рассматривать как отдельную производственную среду, т.е. чтобы газ мог продвигаться с одного участка на другой только через эксплуатационную обсадную колонну.
На фиг. 2 показана эксплуатационная обсадная колонна 12 с регулятором 10 притока, согласно изобретению. Вблизи регулятора 10 притока вокруг эксплуатационной обсадной колонны расположен песочный фильтр 14. Регулятор 10 притока может содержать РП и клапан перекрытия газа, фильтр для глушения или пазы, пробку 50, саморазрушающуюся при кислотной обработке, и однонаправленный клапан 52, который открывается для глушения скважины со стороны пласта. Регулятор 10 притока может иметь три камеры 20, 22, 24. Каждая камера отделена полностью герметичными участками с тем, чтобы многофазный поток флюида мог преимущественно протекать через приточные каналы в устройстве 10. Поток протекает в направлении из предкамеры 20 в клапанную камеру 22 и заднюю камеру 24. Флюид поступает в предкамеру изнутри песочного фильтра 14 и протекает через кольцевое пространство между песочным фильтром 14 и эксплуатационной обсадной колонной 12. Затем через каналы в первом поддерживающем кольце 19 поток поступает в сам клапан 30. После этого поток предпочтительно вытекает по бокам в небольшие промежуточные камеры 26а, 26Ь и далее через каналы во втором поддерживающем кольце поступает в заднюю камеру 24. Из задней камеры флюид должен поступать только в эксплуатационную обсадную колонну 12, например, через фильтр для глушения. При желании напротив может быть установлен стандартный канальный РП.
В предкамере 20 может находиться пробка 50 для кислотной обработки, которая позволяет начинать добычу газа после добычи всей нефти. Чтобы открыть ее путем текущих вмешательств, может использоваться таблетка окислителя. Если пробка для кислотной обработки неприменима из-за ограничений, связанных с ответвлением или управлением направлением ответвления, может использоваться имеющийся на рынке однонаправленный клапан 52. В качестве альтернативы, может быть сконструирована новая пробка, которая закупоривается под действием конкретного противодавления изнутри эксплуатационной обсадной колонны. Решение этой задачи не предложено ни в одном из известных внедренных решений. Также необходимо иметь возможность заглушать скважину как изнутри, так и со стороны пласта. Предложенный клапан выполняет обе задачи. По существу, клапан пропускает флюид в обоих направлениях и теоретически должен делать излишним однонаправленный клапан.
Из-под песочного фильтра флюид поступает в предкамеру и попадает в кольцевое пространство между песочным фильтром и эксплуатационной обсадной колонной. Затем он протекает через первое поддерживающее кольцо и попадает в сам клапан.
Поддерживающее кольцо/конструкция состоит, например, из двух полных колец 19, которые прикреплены к эксплуатационной обсадной колонне 12 и полностью герметизированы (предпочтительно приварены к колонне). Тем самым направляется поток флюида, и удерживаются на месте клапаны. Кольца предпочтительно должны быть изготовлены из того же материала, что и эксплуатационная обсадная колонна (с содержанием 13% хрома). Клапаны 30 устанавливают внутри конструкции (между кольцами 19), при этом можно разместить сколько угодно клапанов (обычно от 1 до 4). Если используется только 1 или 2 клапана, могут потенциально возникнуть проблемы с вертикальной ориентацией колонны, поэтому рекомендуется 3 или более клапанов. Верхняя и нижняя камеры образованы корпусом 18 (который навинчен) и самой основной трубой. Поддерживающие кольца по желанию могут быть выполнены узкими или широкими с тем, чтобы обеспечить требуемую прочность и герметизацию. Кольца должны быть снабжены газонепроницаемой резьбой (состыкованной с резьбой в корпусе) во избежание необходимости использовать полимеры. Поскольку поддерживающие кольца предпочтительно приваривают к колонне и колонну необходимо впоследствии подвергнуть тепловой обработке, именно по этой причине желательно избегать использования полимеров. Поток поступает через первое поддерживающее кольцо и затем через клапан 30 и выходит через второе и последнее поддерживающее кольцо. Поток на
- 3 015218 правляется вбок в несколько небольших промежуточных камер, а затем через каналы во втором поддерживающем кольце в заднюю камеру 24.
Находящийся в задней камере 24 флюид должен направляться только в эксплуатационную обсадную колонну 12 потенциально через фильтр для глушения.
Флюид также может поступать в эксплуатационную обсадную колонну 12 через отверстия, если нежелательно иметь фильтр для глушения.
На фиг. 5 показан клапан 30 (для наглядности проиллюстрирована плоская конструкция) эксплуатационной обсадной колонны 12, который может автоматически перекрывать поток флюида в эксплуатационную обсадную колонну 12 в случае прорыва газа. Клапан 30 предпочтительно расположен снаружи эксплуатационной обсадной колонны и имеет криволинейную конструкцию, соответствующую форме наружного диаметра эксплуатационной обсадной колонны (как показано на фиг. 4). Как показано, клапан 30 содержит седло 32, содержащее по меньшей мере один центральный впускной канал 34 и один или несколько выпускных каналов 36, 38, ведущих из клапана 30. В направлении потока через клапан 30 установлена прямоугольная, в целом плоская перекрывающая тарелка 40, кривизна которой предпочтительно согласована с наружным диаметром эксплуатационной обсадной колонны 12 с тем, чтобы обеспечивать высокоскоростной поток флюида по поверхности 40а тарелки в направлении седло 32. Тарелка потенциально может не иметь криволинейной формы, т. е. не соответствовать наружному диаметру эксплуатационной обсадной колонны. Тем самым перекрывающая тарелка 40 будет уплотнять седло 32 в зависимости от дифференциального давления, создающегося в зависимости от вязкости жидкой среды, в соответствии с принципом Бернулли, согласно которому тарелка 40 будет прижиматься к седлу 32 под действием создающегося отрицательного давления. Седло 32 помещается в преимущественно прямоугольной камере 42 внутри клапана 30, при этом камера 42 имеет немного большие размеры, чем тарелка 40. В проиллюстрированном примере центральный впускной канал 34 представляет собой открытый паз, проходящий на протяжении большей части (по меньшей мере половины) длины камеры. Стенки в форме открытого прямоугольника 34а образуют открытый паз, а боковые стенки имеют воронкообразную форму 34Ь. Кроме того, выпускные каналы 36, 38 клапана предпочтительно имеют прямоугольную форму и расположены с каждой стороны центрального впускного канала 34.
Клапан 30 имеет нижнюю часть 44 с выступающими вверх загибами 46, 48 для установки на ней перекрывающей тарелки 40. Клапан 30 дополнительно имеет верхнюю часть 50 с седлом 32 и впускным каналом 34. Тем самым выпускные каналы 36, 38 могут проходить между верхней и нижней частями 44, 50 клапана. Клапан 30 может помещаться в отдельном корпусе 28, или эксплуатационная обсадная колонна 12 может служить дном, а корпус может 18 образовывать верх корпуса клапана.
Эксплуатационная обсадная колонна согласно изобретению также может быть оснащена клапаном перекрытия воды (не показан). Поскольку неизвестно, когда ожидать прорыв газа, прорыв воды или то и другое, идеальным и исчерпывающим решением станет один или несколько клапанов, рассчитанных на оба случая. Если можно обеспечить решение двоякой задачи, отпадет необходимость во всех частичных решениях. Поскольку неизвестно, в каком месте на эксплуатационной обсадной колонне можно ожидать то или иное событие, невозможно распределить клапаны перекрытия воды и газа таким образом, чтобы они перекрывали газ или воду (даже несмотря на то, что вероятность меняется в зависимости от расстояния до газа/воды, но также от проницаемости песка на протяжении колонны).
По этой причине может быть предусмотрен клапан перекрытия воды, который обеспечивает постоянное перекрытие после воздействия на него воды на протяжении не являющего несущественным периода времени. Время до того, как клапан закроется, можно регулировать путем создания механизма блокировки, например, обеспечиваемого карбидом кальция.
Установленные последовательно клапаны перекрытия газа в сочетании с клапанами перекрытия воды решат задачу перекрытия как газа, так и воды. Клапан перекрытия воды может быть размещен после клапана перекрытия газа и обладать эффектом РП.
В общих словах, такое сочетание обеспечит следующие преимущества:
автономный клапан перекрывания газа динамически закрывается при прорыве газа;
эффект постепенного РП равномерно распределяет дифференциальное давление по эксплуатационной обсадной колонне;
автономный клапан перекрытия воды постоянно закрыт при длительном прорыве воды.
Claims (14)
1. Клапан (30) эксплуатационной обсадной колонны (12) для добычи нефти и газа, способный автоматически перекрывать поток флюида в эксплуатационную обсадную колонну (12) в случае прорыва газа, содержащий седло (32), в котором выполнен по меньшей мере один центральный впускной канал (34) и один или несколько выпускных каналов (36, 38), отличающийся тем, что клапан (30) имеет криволинейную конструкцию, соответствующую форме наружного диаметра эксплуатационной обсадной колонны (12), и установлен снаружи эксплуатационной обсадной колонны (12), также содержит прямоугольную перекрывающую тарелку (40) с такой же кривизной, как у клапана (30), которая расположена в
- 4 015218 прямоугольной камере (42) внутри клапана (30) на пути движения потока жидкости, обеспечивает высокоскоростной поток по поверхности (40а), перекрывающей тарелки в направлении седла (32), и способна герметизировать упомянутое седло (32) в зависимости от дифференциального давления, создающегося за счет вязкости протекающего потока.
2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один центральный впускной канал (34) представляет собой открытый паз, выполненный по меньшей мере на половине длины камеры.
3. Клапан по п.2, отличающийся тем, что открытый паз центрального впускного канала (34) в поперечном сечении выполнен в виде открытого прямоугольника формы (34а), боковые стенки паза затем имеют воронкообразную форму (34Ь), а выпускные каналы (36, 38) в поперечном сечении имеют прямоугольную форму и расположены с каждой стороны центрального впускного канала.
4. Клапан по п.2 или 3, отличающийся тем, что имеет нижнюю часть (44) с выступающими вверх загибами (46, 48) и верхнюю часть 50 с седлом (32) и впускным каналом (34), при этом верхняя часть смонтирована на нижней части и образует прямоугольную камеру (42), при этом между упомянутыми верхней и нижней частями (44, 50) клапана проходят выпускные каналы (36, 38).
5. Клапан по п.4, отличающийся тем, что установлен в отдельной клапанной камере (28), или эксплуатационная обсадная колонна (12) служит дном, а корпус (18) служит верхом клапанной камеры.
6. Клапан по пп.2-5, отличающийся тем, что представляет собой динамический клапан, способный поддерживать заданную характеристику многофазного потока флюида независимо от внешнего регулирования с поверхности.
7. Эксплуатационная обсадная колонна (12) для добычи нефти и газа, содержащая по меньшей мере один окружающий песочный фильтр (14) и по меньшей мере одно впускное устройство (10), способное регулировать и направлять поток флюида в эксплуатационную обсадную колонну, отличающаяся тем, что впускное устройство (10) выполнено в виде несколько камер (20, 22, 24), между которыми расположены приточные каналы (20а, 22а, 22Ь), включая предкамеру (20) для потока флюида, поступающего из песочного фильтра (14), промежуточную клапанную камеру (22) для потока флюида, поступающего из предкамеры (20), и автоматического перекрытия поступления газа в эксплуатационную обсадную колонну (12) в случае прорыва газа, при этом клапанная камера (22) снабжена несколькими клапанами (30) по одному или нескольким из пп.1-6, и заднюю камеру (24) для потока флюида, поступающего из клапанной камеры (22), и регулирования и направления потока флюида в эксплуатационную обсадную колонну (12).
8. Эксплуатационная обсадная колонна по п.7, отличающаяся тем, что клапанная камера (22) имеет несколько поддерживающих колец (19), прикрепленных к эксплуатационной обсадной колонне, при этом между упомянутыми поддерживающими кольцами (19) равномерно по окружности эксплуатационной обсадной колонны (12) на удалении друг от друга расположено несколько упомянутых клапанов (30), установленных внутри окружающего корпуса (18).
9. Эксплуатационная обсадная колонна по п.8, отличающаяся тем, что поддерживающие кольца (19) образуют два полных кольца, которые прикреплены к эксплуатационной обсадной колонне, полностью герметизированы и служат для направления потока флюида и удержания между ними клапанов (30).
10. Эксплуатационная обсадная колонна по п.9, отличающаяся тем, что в первом поддерживающем кольце и во втором поддерживающем кольце выполнены каналы, через которые флюид поступает в заднюю камеру (24).
11. Эксплуатационная обсадная колонна по п.7, отличающаяся тем, что предкамера имеет пробку (50), саморазрушающуюся при для кислотной обработке, способную открываться при добыче газа после добычи всей доступной нефти.
12. Эксплуатационная обсадная колонна по п.7, отличающаяся тем, что предкамера имеет однонаправленный клапан (52), способный открываться для глушения скважины со стороны пласта.
13. Эксплуатационная обсадная колонна по п.7, отличающаяся тем, что задняя камера служит для направления потока флюида в эксплуатационную обсадную колонну через фильтр для глушения.
14. Эксплуатационная обсадная колонна по п.7, отличающаяся тем, что снабжена автоматическим клапаном перекрытия воды.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20072639A NO20072639A (no) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Ventil for et produksjonsrør, og produksjonsrør med samme |
| PCT/NO2008/000177 WO2008143522A1 (en) | 2007-05-23 | 2008-05-22 | Gas valve and production tubing with a gas valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200901524A1 EA200901524A1 (ru) | 2010-04-30 |
| EA015218B1 true EA015218B1 (ru) | 2011-06-30 |
Family
ID=40020120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200901524A EA015218B1 (ru) | 2007-05-23 | 2008-05-22 | Газовый клапан и эксплуатационная насосно-компрессорная колонна с газовым клапаном |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8534355B2 (ru) |
| EP (1) | EP2147189B1 (ru) |
| CN (1) | CN101688440B (ru) |
| AP (1) | AP2009005051A0 (ru) |
| AU (1) | AU2008253825B2 (ru) |
| BR (1) | BRPI0811916B1 (ru) |
| CA (1) | CA2685946C (ru) |
| EA (1) | EA015218B1 (ru) |
| EC (1) | ECSP099731A (ru) |
| MA (1) | MA31449B1 (ru) |
| MX (1) | MX357339B (ru) |
| NO (1) | NO20072639A (ru) |
| TN (1) | TN2009000453A1 (ru) |
| WO (1) | WO2008143522A1 (ru) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009042391A1 (en) | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Schlumberger Canada Limited | Flow control systems and methods |
| NO338993B1 (no) * | 2008-11-18 | 2016-11-07 | Statoil Petroleum As | Strømningsstyringsinnretning og fremgangsmåte for å kontrollere fluidstrømningen ved olje- og/eller gassproduksjon |
| NO336424B1 (no) | 2010-02-02 | 2015-08-17 | Statoil Petroleum As | Strømningsstyringsanordning, strømningsstyringsfremgangsmåte og anvendelse derav |
| US8544554B2 (en) | 2010-12-14 | 2013-10-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Restricting production of gas or gas condensate into a wellbore |
| WO2012095183A1 (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Statoil Petroleum As | Autonomous valve |
| NO340334B1 (no) * | 2013-06-21 | 2017-04-03 | Statoil Petroleum As | Strømningsstyringsanordning, strømningsstyrings-fremgangsmåte og anvendelse derav |
| EP3027846B1 (en) | 2013-07-31 | 2018-10-10 | Services Petroliers Schlumberger | Sand control system and methodology |
| GB201418062D0 (en) | 2014-10-13 | 2014-11-26 | Flotech Holdings Bvi Ltd | Downhole flow control device |
| WO2016090261A1 (en) | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Schlumberger Canada Limited | Inflow control device |
| US10871057B2 (en) | 2015-06-30 | 2020-12-22 | Schlumberger Technology Corporation | Flow control device for a well |
| GB2559343B (en) * | 2017-01-31 | 2020-06-24 | Swellfix Uk Ltd | Downhole flow control device and method. |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2320938A (en) * | 1996-12-31 | 1998-07-08 | Halliburton Energy Serv Inc | Production fluid drainage apparatus |
| WO2006015277A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Baker Hughes Incorporated | Downhole inflow control device with shut-off feature |
| GB2421746A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-05 | Schlumberger Holdings | Liquid and gaseous inflow discriminator system |
| WO2007027617A2 (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-08 | Baker Hughes Incorporated | Inflow control device with passive shut-off feature |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3536090A (en) | 1968-05-09 | 1970-10-27 | Yarway Corp | Thermodynamic steam trap |
| CA945862A (en) | 1971-04-16 | 1974-04-23 | Velan Engineering Ltd. | Thermodynamic steam trap |
| US4387732A (en) | 1977-08-30 | 1983-06-14 | Ywhc, Inc. | Steam trap including interchangeable body member and insert assembly |
| GB2163832B (en) | 1984-08-29 | 1988-02-10 | Spirax Sarco Ltd | Thermodynamic steam trap valve discs |
| NO306127B1 (no) | 1992-09-18 | 1999-09-20 | Norsk Hydro As | Fremgangsmate og produksjonsror for produksjon av olje eller gass fra et olje- eller gassreservoar |
| FI104756B (fi) | 1993-09-20 | 2000-03-31 | Caroma Ind Ltd | Paineeltaan ja virtaukseltaan tasapainotettu venttiili |
| AU2594197A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-29 | Applied Power Inc. | Bidirectional valve |
| US5896928A (en) | 1996-07-01 | 1999-04-27 | Baker Hughes Incorporated | Flow restriction device for use in producing wells |
| US6367547B1 (en) * | 1999-04-16 | 2002-04-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole separator for use in a subterranean well and method |
| US6371210B1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-04-16 | Weatherford/Lamb, Inc. | Flow control apparatus for use in a wellbore |
| NO314701B3 (no) | 2001-03-20 | 2007-10-08 | Reslink As | Stromningsstyreanordning for struping av innstrommende fluider i en bronn |
| US6644412B2 (en) | 2001-04-25 | 2003-11-11 | Weatherford/Lamb, Inc. | Flow control apparatus for use in a wellbore |
| NO313895B1 (no) * | 2001-05-08 | 2002-12-16 | Freyer Rune | Anordning og fremgangsmÕte for begrensning av innströmning av formasjonsvann i en brönn |
| GB2390383B (en) * | 2001-06-12 | 2005-03-16 | Schlumberger Holdings | Flow control regulation methods |
| BRPI0408789A (pt) * | 2003-03-28 | 2006-03-28 | Shell Int Research | conjunto de filtro de poço ajustável, método para controlar o fluxo através de uma formação e de um cano dentro da formação, e, filtro de poço ajustável |
| CN2782925Y (zh) * | 2005-03-03 | 2006-05-24 | 岳玉全 | 一种石油开采地面集输系统 |
| CN2782924Y (zh) * | 2005-04-20 | 2006-05-24 | 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院 | 耐高压气举阀 |
| US8453746B2 (en) * | 2006-04-20 | 2013-06-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well tools with actuators utilizing swellable materials |
| US20080041580A1 (en) * | 2006-08-21 | 2008-02-21 | Rune Freyer | Autonomous inflow restrictors for use in a subterranean well |
| US7699101B2 (en) * | 2006-12-07 | 2010-04-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well system having galvanic time release plug |
| US7828067B2 (en) * | 2007-03-30 | 2010-11-09 | Weatherford/Lamb, Inc. | Inflow control device |
-
2007
- 2007-05-23 NO NO20072639A patent/NO20072639A/no not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-05-22 AP AP2009005051A patent/AP2009005051A0/en unknown
- 2008-05-22 EA EA200901524A patent/EA015218B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-05-22 MX MX2009012578A patent/MX357339B/es active IP Right Grant
- 2008-05-22 WO PCT/NO2008/000177 patent/WO2008143522A1/en active Application Filing
- 2008-05-22 EP EP08766895.0A patent/EP2147189B1/en not_active Not-in-force
- 2008-05-22 CA CA2685946A patent/CA2685946C/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-05-22 US US12/600,782 patent/US8534355B2/en active Active
- 2008-05-22 BR BRPI0811916A patent/BRPI0811916B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2008-05-22 AU AU2008253825A patent/AU2008253825B2/en not_active Ceased
- 2008-05-22 CN CN2008800171192A patent/CN101688440B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-10-30 TN TNP2009000453A patent/TN2009000453A1/fr unknown
- 2009-11-12 EC ECSP099731 patent/ECSP099731A/es unknown
- 2009-12-16 MA MA32425A patent/MA31449B1/fr unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2320938A (en) * | 1996-12-31 | 1998-07-08 | Halliburton Energy Serv Inc | Production fluid drainage apparatus |
| WO2006015277A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Baker Hughes Incorporated | Downhole inflow control device with shut-off feature |
| GB2421746A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-05 | Schlumberger Holdings | Liquid and gaseous inflow discriminator system |
| WO2007027617A2 (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-08 | Baker Hughes Incorporated | Inflow control device with passive shut-off feature |
| WO2008004875A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Norsk Hydro Asa | Method for flow control and autonomous valve or flow control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2685946A1 (en) | 2008-11-27 |
| TN2009000453A1 (en) | 2011-03-31 |
| BRPI0811916B1 (pt) | 2018-12-26 |
| BRPI0811916A2 (pt) | 2014-11-18 |
| MX2009012578A (es) | 2010-02-12 |
| EA200901524A1 (ru) | 2010-04-30 |
| AP2009005051A0 (en) | 2009-12-31 |
| NO326258B1 (no) | 2008-10-27 |
| AU2008253825B2 (en) | 2011-10-27 |
| ECSP099731A (es) | 2010-02-26 |
| MA31449B1 (fr) | 2010-06-01 |
| WO2008143522A1 (en) | 2008-11-27 |
| EP2147189B1 (en) | 2018-12-05 |
| NO20072639A (no) | 2008-10-27 |
| EP2147189A1 (en) | 2010-01-27 |
| EP2147189A4 (en) | 2011-11-02 |
| CA2685946C (en) | 2016-10-11 |
| CN101688440A (zh) | 2010-03-31 |
| US8534355B2 (en) | 2013-09-17 |
| CN101688440B (zh) | 2012-10-10 |
| US20100186832A1 (en) | 2010-07-29 |
| MX357339B (es) | 2018-07-04 |
| AU2008253825A1 (en) | 2008-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA015218B1 (ru) | Газовый клапан и эксплуатационная насосно-компрессорная колонна с газовым клапаном | |
| US20230243238A1 (en) | Fluid Control System | |
| RU2513570C1 (ru) | Автономный скважинный регулятор притока и способы его использования | |
| US9896906B2 (en) | Autonomous flow control system and methodology | |
| SG144893A1 (en) | Apparatus for controlling the inflow of production fluids from a subterranean well | |
| EA025327B1 (ru) | Настраиваемое устройство регулирования потока для использования при добыче углеводородов | |
| NO336111B1 (no) | System og fremgangsmåte for avstengning av gass i en brønn | |
| EA018335B1 (ru) | Система и способ повторного заканчивания старых скважин | |
| DE69524413D1 (de) | Wasserschlag verhinderndes hilfsgesteuertes ventil mit gewundenem durchflussweg zwischen einlass und steuerkammer | |
| US20160186500A1 (en) | Injectable inflow control assemblies | |
| CN102720471A (zh) | 压力控制注水井安全阀 | |
| WO2013122500A1 (en) | Adaptive throttle and flow rate limiting chamber for well completion system | |
| US20240019878A1 (en) | A flow control device and method | |
| KR200442108Y1 (ko) | 차압조절밸브 | |
| CN104235449A (zh) | 一种设有压力调节阀的水处理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM BY KZ KG MD TJ TM |