RU170969U1

RU170969U1 - FOUNTAIN VALVE VALVE

Info

Publication number: RU170969U1
Application number: RU2017100391U
Authority: RU
Inventors: Григорий Афанасьевич Чернов
Original assignee: Григорий Афанасьевич Чернов
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2017-05-16

Abstract

Полезная модель относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использована в устьевом оборудовании на нефтегазодобывающих промыслах для обвязки фонтанной арматуры. Клапан фонтанной арматуры включает корпус, который содержит три одинаковых отверстия для выкида жидкости, равномерно расположенных на его окружной поверхности и выполненных удлиненными вдоль его осевой линии.Технический результат - снижение гидравлического сопротивления и улучшение омываемости, уменьшение парафино- и гидратоотложений в элементах фонтанной арматуры, уменьшение массы клапана и снижение давления на элементы крепления выкидных линий к фундаменту, повышение надежности и производительности скважин, увеличение срока эксплуатации фонтанной арматуры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of mining, in particular to the oil and gas industry, and can be used in wellhead equipment in oil and gas fields for tying fountain fittings. The valve of the fountain valve includes a housing that contains three identical holes for liquid recovery, evenly spaced on its circumferential surface and made elongated along its centerline. The technical result is a reduction in hydraulic resistance and improved washability, a decrease in paraffin and hydrate deposition in the elements of the fountain valve, reduction valve mass and pressure reduction on fastening elements of flow lines to the foundation, increasing the reliability and productivity of wells, increasing the life of the ex luatatsii mas tree. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использована в устьевом оборудовании на нефтегазодобывающих промыслах для обвязки фонтанной арматуры.The utility model relates to the field of mining, in particular to the oil and gas industry, and can be used in wellhead equipment in oil and gas fields for tying fountain fittings.

Известен дроссель (штуцерный клапан) в составе бокового отвода от каждого из двух тройников, входящих в центральную стволовую часть елки фонтанной арматуры по ГОСТ 13846-84. Однако высокий уровень отложений парафина на элементах арматуры приводит к засорению арматуры механическими примесями и последующему капитальному ремонту скважины, что всегда связано с большими материальными и финансовыми затратами.Known throttle (choke valve) in the lateral branch from each of the two tees included in the central stem of the Christmas tree of fountain fittings according to GOST 13846-84. However, a high level of paraffin deposits on the reinforcing elements leads to clogging of the reinforcement with mechanical impurities and subsequent overhaul of the well, which is always associated with large material and financial costs.

Известен штуцерный клапан (фонтанный штуцер), содержащий втулку штуцера и насадку дросселя, изготовленные из материалов, устойчивых к истиранию, воздействию рабочей среды (www.ence-pumps.ru/ustevoe_oborudovanie.php). Однако указанный клапан имеет ограниченное применение и не совместим с арматурой ряда месторождений. Известен штуцерный клапан (дроссель), предназначенный для регулирования противодавления на забой скважины, содержащий корпус с круглым отверстием для соединения с линией манифольда (Г.М. Гульянц. Справочное пособие по противовыбросовому оборудованию скважин. Москва, издательство «Недра», 1983, стр. 130-131). Однако недостатком данного дросселя является наличие круглого отверстия с недостаточной площадью для выхода пластовой жидкости, что приводит к образованию значительных гидравлических сопротивлений. Недостаточная площадь отверстия для выхода жидкости не обеспечивает необходимой омываемости, что приводит к образованию существенных гидравлических сопротивлений. Движение жидкости через уменьшенное отверстие в штуцерной камере (корпусе дросселя) приводит к парафино- и гидратоотложениям в насосно-компрессорных трубах и в элементах фонтанной арматуры, что наиболее заметно в добывающих скважинах с низким процентом обводненности. В результате, снижается производительность скважины, что часто происходит на месторождениях, осложненных высоким содержанием газа. Кроме того, при скребковании лифта насосно-компрессорных труб вместе с раствором в штуцерную камеру попадает парафин, который забивает проходные отверстия. Повышенное образование гидратов и парафинов при понижении температуры окружающего воздуха может привести в зимний период к прекращению движения жидкости в лифте насосно-компрессорных труб, в манифольде и кустовом коллекторе и, в конечном счете, к замерзанию всей системы и остановке ее работы. Остановка скважины приводит к ее заполнению механическими примесями, отложением парафина, что в последующем потребует капитального ремонта скважины и соответствующих затрат на ее восстановление.A known choke valve (fountain choke) comprising a choke sleeve and a throttle nozzle made of materials resistant to abrasion and the influence of the working medium (www.ence-pumps.ru/ustevoe_oborudovanie.php). However, this valve has limited use and is not compatible with the reinforcement of a number of deposits. Known choke valve (throttle), designed to control backpressure at the bottom of the well, containing a body with a round hole for connection with the manifold line (G.M. 130-131). However, the disadvantage of this throttle is the presence of a round hole with insufficient area for the output of formation fluid, which leads to the formation of significant hydraulic resistances. The insufficient area of the fluid outlet does not provide the necessary washability, which leads to the formation of significant hydraulic resistances. The movement of fluid through a reduced hole in the choke chamber (throttle body) leads to paraffin and hydrate deposits in tubing and in the elements of fountain valves, which is most noticeable in production wells with a low percentage of water cut. As a result, well productivity is reduced, which often occurs in fields complicated by high gas content. In addition, when scraping the elevator of the tubing, along with the solution, paraffin gets into the choke chamber, which clogs the passage holes. The increased formation of hydrates and paraffins with a decrease in ambient temperature in winter can lead to a cessation of fluid movement in the elevator of the tubing, in the manifold and the manifold and, ultimately, to freezing of the entire system and stopping its operation. Stopping a well leads to its filling with mechanical impurities, deposition of paraffin, which subsequently will require a major overhaul of the well and corresponding costs for its restoration.

Указанный клапан в техническом отношении является наиболее близким к предлагаемой полезной модели и принят за прототип.The specified valve is technically the closest to the proposed utility model and adopted as a prototype.

Перед полезной моделью была поставлена задача улучшения омываемости внутренней поверхности клапана, снижения парафино- и гидратоотложений в элементах фонтанной арматуры и повышения надежности.The utility model was tasked with improving the washability of the inner surface of the valve, reducing paraffin and hydrate deposits in the elements of the fountain valves and increasing reliability.

Техническим результатом является снижение гидравлического сопротивления и улучшение омываемости, уменьшение парафино- и гидратоотложений в элементах фонтанной арматуры, уменьшение массы клапана и снижение давления на элементы крепления выкидных линий к фундаменту, повышение надежности и производительности скважин, увеличение срока эксплуатации фонтанной арматуры.The technical result is a decrease in hydraulic resistance and improved washability, a decrease in paraffin and hydrate deposits in the elements of the fountain valves, a decrease in the mass of the valve and a decrease in pressure on the fastening elements of the flow lines to the foundation, an increase in the reliability and productivity of the wells, an increase in the life of the fountain valves.

Технический результат достигается за счет того, что в клапане фонтанной арматуры, включающем корпус, корпус содержит три одинаковых отверстия для выкида жидкости, равномерно расположенных на его окружной поверхности и выполненных удлиненными вдоль его осевой линии.The technical result is achieved due to the fact that in the valve of the fountain valves, including the housing, the housing contains three identical holes for liquid recovery, uniformly located on its circumferential surface and made elongated along its axial line.

На фиг. 1 условно показан клапан, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.In FIG. 1 conventionally shows the valve, a General view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Клапан содержит корпус 1 диаметром d с конической насадкой (не показана) и седлом 2, проходными отверстиями 3, 4 и 5 шириной m, находящимися по отношению друг к другу, соответственно, под углом α₁, равным α₂ и равным 120°.The valve comprises a housing 1 with a diameter d with a conical nozzle (not shown) and a seat 2, through holes 3, 4 and 5 of a width m located in relation to each other, respectively, at an angle α ₁ equal to α ₂ and equal to 120 °.

Сплошной стрелкой показано направление ввинчивания насадки в корпус 1.The solid arrow shows the direction of screwing the nozzle into the housing 1.

С учетом установившейся практики применения терминов в организациях, связанных с добычей нефти и газа, термины клапан, дроссель, штуцер в данной заявке употребляются в качестве синонимов.Given the established practice of applying the terms in organizations associated with oil and gas production, the terms valve, throttle, fitting in this application are used as synonyms.

Клапан используют следующим образом.The valve is used as follows.

При использовании клапана учитывают то, что сечение проходного отверстия зависит от расстояния между седлом 2 и конической насадкой (далее - насадкой). При изменении положения насадки относительно седла меняется сечение проходного отверстия. При приближении насадки к седлу сечение уменьшается, при ее удалении увеличивается. Скважинная среда поступает через проходное отверстие клапана, образуемое седлом 4 и конической насадкой. Путем перемещения насадки вдоль осевой линии корпуса 1 посредством резьбового соединения можно менять сечение проходного канала от нуля до максимума и, таким образом, реагировать на изменение давления в скважине. При повышении пластового давления в скважине увеличивают проходное отверстие посредством вывинчивания насадки и, таким образом, поддерживают необходимый режим работы скважины. При понижении пластового давления в скважине уменьшают проходное отверстие клапана посредством ввинчивания насадки в корпус 1. Приближая насадку к седлу 2, уменьшают сечение проходного отверстия, поддерживая режим работы скважины в заданных пределах. Регулирование расхода жидкости осуществляют также заменой насадок (ввертышей), имеющих различный проходной диаметр. Для замены насадки необходимо остановить работу скважины, перекрыть линейной задвижкой доступ среды к дросселю и вывернуть насадку. Насадки заменяют без отсоединения клапана от линии манифольда путем отвинчивания крышки клапана и извлечения насадки. Насадку изготавливают из твердого сплава ВК6 или ВК8, у которых высокая износостойкость в среде абразивной жидкости. Вследствие поступательного движения насадки вдоль оси корпуса 1 происходит изменение выходного отверстия клапана.When using the valve, it is taken into account that the cross section of the passage opening depends on the distance between the seat 2 and the conical nozzle (hereinafter referred to as the nozzle). When changing the position of the nozzle relative to the saddle, the cross section of the passage opening changes. When the nozzle approaches the saddle, the cross section decreases; when it is removed, it increases. The downhole fluid enters through a valve bore, formed by a seat 4 and a conical nozzle. By moving the nozzle along the axial line of the housing 1 by means of a threaded connection, it is possible to change the cross section of the passage channel from zero to a maximum and, thus, respond to changes in pressure in the well. With increasing reservoir pressure in the well, the bore hole is increased by unscrewing the nozzle and, thus, the necessary mode of operation of the well is maintained. When lowering the reservoir pressure in the well, the valve bore hole is reduced by screwing the nozzle into the housing 1. Approaching the nozzle to the seat 2, the section of the bore hole is reduced, maintaining the well operating mode within the specified limits. The regulation of fluid flow is also carried out by replacing nozzles (screwdrivers) having different bore diameters. To replace the nozzle, it is necessary to stop the operation of the well, block the access of the medium to the throttle with a linear valve and turn the nozzle out. Nozzles are replaced without disconnecting the valve from the manifold line by unscrewing the valve cover and removing the nozzle. The nozzle is made of hard alloy VK6 or VK8, which have high wear resistance in an abrasive fluid. Due to the translational movement of the nozzle along the axis of the housing 1, the valve outlet changes.

В нерегулируемом быстросменном клапане (дросселе) соединение выполняют на хомутах. Для установки и замены дросселя снимают хомуты, закрепленные шпильками. Для установки и замены нерегулируемого сменного дросселя требуется разобрать фланцевые соединения выкида манифольда.In an unregulated quick-change valve (throttle), the connection is performed on the clamps. To install and replace the throttle, remove the clamps secured with studs. To install and replace an unregulated replaceable throttle, it is necessary to disassemble the flange connections of the manifold discharge.

На линии дросселирования нередко устанавливают три дросселя: быстросменный корпусной дроссель на линии, направленной в запасной амбар, и два регулируемых дросселя. Диаметр дросселя d подбирают в зависимости от напора и подачи бурового раствора.Three throttles are often installed on the throttle line: a quick-change case throttle on the line directed to the spare barn, and two adjustable throttles. The throttle diameter d is selected depending on the pressure and flow of the drilling fluid.

Дроссель входит в состав елок фонтанной арматуры, которая устанавливается на колонную обвязку и при эксплуатации скважины предназначена для обвязывания одного или нескольких скважинных трубопроводов, а также контроля и управления потоком скважинной среды.The throttle is part of the Christmas tree trees, which is installed on the column piping and during the operation of the well is designed to tie one or more downhole pipelines, as well as to control and control the flow of the borehole medium.

Частным исполнением клапана является клапан, корпус которого выполнен с наружным диаметром d, равным (48,0±0,1) мм, при этом ширина каждого из трех удлиненных отверстий m равна (20,0±0,1) мм. На установление оптимальной длины и ширины m проходных отверстий влияют параметры скважинной среды, отличающиеся на разных месторождениях. Выполнение отверстий удлиненными увеличивает площадь проходных отверстий, что улучшает омываемость и увеличивает дебит скважины.A particular embodiment of the valve is a valve whose body is made with an outer diameter d equal to (48.0 ± 0.1) mm, and the width of each of the three elongated holes m is equal to (20.0 ± 0.1) mm. The determination of the optimal length and width m of the through holes is influenced by the parameters of the borehole medium, which differ in different fields. The implementation of the elongated holes increases the area of the through holes, which improves the washability and increases the flow rate of the well.

Равномерное расположение трех одинаковых отверстий на окружной поверхности корпуса клапана под углом 120° или, что то же самое, их расположение на одинаковом расстоянии друг от друга исключает возникновение изгибающих моментов, действующих на арматуру при истечении струи пластовой жидкости, уменьшает вибрацию и увеличивает срок эксплуатации.The uniform arrangement of three identical holes on the circumferential surface of the valve body at an angle of 120 ° or, what is the same, their location at the same distance from each other eliminates the occurrence of bending moments acting on the valve during the expiration of the formation fluid stream, reduces vibration and increases the service life.

Под дроссельными линиями фонтанной арматуры, расположенными на высоте, должны быть опоры с надежным креплением к фундаменту, предотвращающие падение линий при их отсоединении во время ремонта и уменьшающие вибрацию от ударов струи. Снижение массы предлагаемого клапана (дросселя) за счет выполнения отверстий удлиненными вдоль осевой линии корпуса позволяет снизить давление на элементы крепления арматуры к фундаменту, повысить их надежность, уменьшить возникающие при выбросе струи пластовой жидкости вибрации и увеличить срок эксплуатации.Under the throttle lines of the fountain valves located at a height, there should be supports with reliable fastening to the foundation, preventing the lines from falling when they are disconnected during repairs and reducing vibration from jet shocks. Reducing the mass of the proposed valve (throttle) by making the holes elongated along the axial line of the housing allows you to reduce the pressure on the fastening elements of the reinforcement to the foundation, increase their reliability, reduce the vibrations that occur when the jet of formation fluid is ejected, and increase the life of the unit.

Изготовление отверстий на окружной поверхности корпуса клапана удлиненными практически не требует дополнительных затрат, так как для этого требуется лишь технология их изготовления.Making holes on the circumferential surface of the valve body elongated practically does not require additional costs, since this only requires technology for their manufacture.

Предлагаемые клапаны испытаны на осложненных скважинах Вынгапуровского месторождения. За время пробной эксплуатации остановки и рост буферного давления на этих скважинах прекратились.The proposed valves were tested in complicated wells of the Vyngapurovskoye field. During the trial operation, stops and increase in buffer pressure at these wells stopped.

Таким образом, предлагаемый клапан является важным элементом фонтанной арматуры, входит в состав дроссельных линий елок фонтанной арматуры и предназначен для поддержания заданного режима эксплуатации скважины путем ограничения сечения проходного канала трубного пространства.Thus, the proposed valve is an important element of the fountain fittings, is part of the throttle lines of the Christmas tree fittings and is designed to maintain a given mode of operation of the well by limiting the cross-section of the passage channel of the pipe space.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, обладает новизной, совокупность его существенных признаков и находящийся в причинно-следственной связи с ней технический результат не известны из уровня техники.The proposed technical solution is industrially applicable, has novelty, the totality of its essential features and the technical result being in causal connection with it are not known from the prior art.

Claims

1. The valve of the fountain valves, comprising a housing, characterized in that it contains a conical nozzle, a seat and a valve cover, the housing contains three identical holes for liquid recovery, evenly spaced on its circumferential surface and made elongated along its axial line.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the body is made with an outer diameter equal to (48.0 ± 0.1) mm, while the width of each of the elongated holes is (20.0 ± 0.1) mm.