RU181704U1

RU181704U1 - Electro-hydraulic flow control valve

Info

Publication number: RU181704U1
Application number: RU2018113357U
Authority: RU
Inventors: Рамиль Назифович Бахтизин; Рустэм Адипович Исмаков; Екатерина Всеволодовна Денисова; Алина Ильдаровна Шакирова; Сергей Павлович Сидоров
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Полезная модель относится к области добычи углеводородов и может быть применена для эксплуатации скважин, в частности для выравнивания профиля притока флюида по длине горизонтальной скважины.Задачей полезной модели является создание нового устройства - электрогидравлического клапана контроля притока с достижением следующего технического результата: обеспечение протекания жидкости из производственного пласта в несущую трубу с возможностью ограничения протекания через клапан нежелаемой жидкости или газа и возможности регулировки перепада давления в сети каналов с устья скважины.Электрогидравлический клапан контроля притока включает корпус, содержащий основной канал с исполнительным механизмом, перекрывающим канал, и вторичный канал с ограничителями потока, для создания требуемого перепада давления. Исполнительный механизм приводится в действие поршнем, положение которого определяется с помощью датчика перемещения; во вторичном канале выполнена сеть из ограничителей потока, выполненная в виде дроссельных пакетов и жиклеров; установлен датчик перепада давления, при этом вторичный канал ограничен заслонкой и электромагнитным клапаном, приводимым в действие с поверхности скважины. Кроме того электрогидравлический клапан контроля притока содержит буферную емкость для вытесненной заслонкой жидкости.The utility model relates to the field of hydrocarbon production and can be used for well operation, in particular, for aligning the profile of fluid inflow along the length of a horizontal well. formation into the carrier pipe with the possibility of restricting the flow of unwanted liquid or gas through the valve and the possibility of adjustment erepada pressure in the channel network mouth skvazhiny.Elektrogidravlichesky inflow control valve includes a housing comprising a primary channel with the actuator overlapping channel and a secondary channel with a flow restrictor, to create the required differential pressure. The actuator is driven by a piston, the position of which is determined using a displacement sensor; in the secondary channel, a network of flow restrictors is made, made in the form of throttle packets and nozzles; a differential pressure sensor is installed, while the secondary channel is limited by a damper and an electromagnetic valve actuated from the surface of the well. In addition, the electro-hydraulic inflow control valve contains a buffer tank for liquid displaced by the damper.

Description

Полезная модель относится к области добычи углеводородов и может быть применена для эксплуатации скважин, в частности для выравнивания профиля притока флюида по длине горизонтальной скважины.The utility model relates to the field of hydrocarbon production and can be used to operate wells, in particular, to align the profile of fluid inflow along the length of a horizontal well.

Известно устройство управления потоком текучей среды, по патенту US20170234106А1. Устройство содержит корпус, выполненный в качестве впускного отверстия для жидкости из резервуара в эксплуатационную трубу в подземной нефтяной скважине, причем корпус содержит канал первичного потока для первичной текучей среды и впускного отверстия для приема текучих сред из резервуара и выпускного отверстия для выпуска текучих сред в эксплуатационную трубу, второй канал потока, расположенный в корпусе, и клапанный механизм между входным отверстием и выходным. Во вторичном канале имеются ограничители потока, первый представляет собой пористый элемент, а второй является отверстием. При прохождении текучей среды через пористый элемент текучая среда испытывает падение давления в соответствии с законом Дарси, пропорциональное вязкости текучей среды. При прохождении через ограничитель потока в виде отверстия, текучая среда испытывает перепад давления, которое пропорционально плотности, коэффициенту диафрагмы и квадрату скорости жидкости. Следовательно, давление между пористым элементом и отверстием изменится, если изменится свойства (вязкость или плотность) текучей среды. Эта разница между значениями давлений, используется для выполнения работы, например, приведения в действие привода, который в свою очередь, может перемещать поршень, корпус и/или клапан.A fluid flow control device is known according to US20170234106A1. The device comprises a housing configured as an inlet for liquid from a reservoir to a production pipe in an underground oil well, the housing comprising a primary flow channel for primary fluid and an inlet for receiving fluids from the reservoir and an outlet for discharging fluids into the production pipe , a second flow channel located in the housing, and a valve mechanism between the inlet and the outlet. In the secondary channel there are flow restrictors, the first is a porous element, and the second is a hole. As the fluid passes through the porous element, the fluid experiences a pressure drop in accordance with Darcy's law, proportional to the viscosity of the fluid. When passing through a flow restrictor in the form of an orifice, the fluid experiences a pressure drop that is proportional to the density, diaphragm coefficient, and squared velocity of the fluid. Therefore, the pressure between the porous element and the hole will change if the properties (viscosity or density) of the fluid change. This difference between the pressure values is used to perform work, for example, actuating the actuator, which in turn can move the piston, housing and / or valve.

Недостатком данного устройства является то, что устройство является автономным, т.е. не имеет возможность регулирования положения исполнительного механизма с устья скважины, кроме того, применение пористого элемента для ограничения потока, который может засориться.The disadvantage of this device is that the device is autonomous, i.e. it does not have the ability to control the position of the actuator from the wellhead, in addition, the use of a porous element to limit the flow, which may become clogged.

Задачей полезной модели является создание нового устройства - электрогидравлического клапана контроля притока с достижением следующего технического результата: обеспечение протекания жидкости из производственного пласта в несущую трубу с возможностью ограничения протекания через клапан нежелательной жидкости или газа и возможности регулировки перепада давления в сети каналов с устья скважины.The objective of the utility model is to create a new device - an electro-hydraulic inflow control valve with the following technical result: ensuring the flow of fluid from the production formation into the carrier pipe with the possibility of limiting the flow of unwanted fluid or gas through the valve and the ability to adjust the pressure drop in the channel network from the wellhead.

Поставленная задача решается тем, что в электрогидравлическом клапане контроля притока, включающем корпус, содержащий основной канал, содержащий исполнительный механизм, перекрывающий канал, и вторичный канал с ограничителями потока, для создания требуемого перепада давления, согласно полезной модели основной канал содержит исполнительный механизм, приводимый в действие поршнем, положение которого определяется с помощью датчика перемещения; во вторичном канале выполнена сеть из ограничителей потока, установлен датчик перепада давления, при этом вторичный канал ограничен заслонкой и электромагнитным клапаном, приводимым в действие с поверхности скважины. При этом сеть ограничителей потока выполнена в виде дроссельных пакетов и жиклеров. Электрогидравлический клапан контроля притока содержит буферную емкость для вытесненной заслонкой жидкости.The problem is solved in that in the electro-hydraulic valve for inflow control, comprising a housing containing a main channel containing an actuator that overlaps the channel and a secondary channel with flow restrictors, to create the required pressure drop, according to a utility model, the main channel contains an actuator driven in action by a piston, the position of which is determined using a displacement sensor; a network of flow restrictors is made in the secondary channel, a differential pressure sensor is installed, while the secondary channel is limited by a shutter and an electromagnetic valve actuated from the surface of the well. Moreover, the network of flow limiters is made in the form of throttle packets and nozzles. The electro-hydraulic inflow control valve contains a buffer tank for liquid displaced by the valve.

На фиг. 1 представлена схема устройства клапана, на фиг. 2 представлен дроссельный пакет.In FIG. 1 is a diagram of a valve device; FIG. 2 presents a throttle package.

Электрогидравлический клапан контроля притока содержит корпус 1, который включает основной канал 2, вторичный канал 3 клапана. Во вторичном канале установлены ограничители потока в виде дроссельных пакетов 4, 5, и жиклеров 6, 7, 8, 9, датчик 10 перепада давления. Основной канал содержит исполнительный механизм 11, приводимый в действие поршнем 12, положение которого определяется с помощью датчика 13 перемещения. Вторичный канал 3 ограничен заслонкой 14 и электромагнитным клапаном 15, приводимым в действие с поверхности скважины. Излишки, вытесненные в области заслонки 14, попадают в буферную емкость 16.The electro-hydraulic inflow control valve comprises a housing 1, which includes a main channel 2, a secondary channel 3 of the valve. In the secondary channel, flow restrictors are installed in the form of throttle packets 4, 5, and nozzles 6, 7, 8, 9, and a differential pressure sensor 10. The main channel contains an actuator 11, driven by a piston 12, the position of which is determined using the displacement sensor 13. The secondary channel 3 is limited by a shutter 14 and an electromagnetic valve 15, actuated from the surface of the well. The excess displaced in the area of the shutter 14, fall into the buffer tank 16.

Электрогидравлический клапан контроля притока работает следующим образом. Электрогидравлический клапан контроля притока в составе других устройств, между которыми установлены разбухающие пакера на колонне обсадных труб, спускают в скважину таким образом, чтобы пакера разделили ствол скважины на участки, отличающиеся различным притоком нефти. После временной выдержки пакера увеличиваются в объеме и перекрывают выбранные интервалы. Поток жидкости Q проходит через основной канал 2, попадая из продуктивного пласта в эксплуатационную трубу. Во вторичном канале 3 при прохождении жидкости через дроссельные пакеты 4 и 5, происходит падение давления, которое зависит от плотности жидкости и температуры.Electro-hydraulic valve control of the flow works as follows. The electro-hydraulic inflow control valve as part of other devices between which swellable packers are installed on the casing string is lowered into the well so that the packers divide the wellbore into sections that differ in different oil inflows. After temporary exposure, the packer increases in volume and overlaps the selected intervals. The fluid flow Q passes through the main channel 2, falling from the reservoir into the production pipe. In the secondary channel 3, when the liquid passes through the throttle packets 4 and 5, a pressure drop occurs, which depends on the density of the liquid and temperature.

Принципиальная схема дроссельного пакета представлена на фиг. 2, падение давления можно настраивать, подбирая количество пластин 17 в пакете и диаметр отверстия 18. Получается, давление Р3 изменится, если изменятся свойства протекающей среды, при протекании более вязкой жидкости, такой как нефть, клапан находится в открытом состоянии, при течении жидкости с более низкой вязкостью, такой как газ или вода, давление Р3 увеличивается, данное изменение фиксируется датчиком 10. В зависимости от данного перепада на датчике 10 изменяется положение исполнительного механизма 11. Изменять положение клапана позволяет заслонка 14, приводимая в действие автоматической системой регулирования с устья скважины. В случае факта изменения текучей жидкости, зафиксированного датчиком 10, заслонка 14 закрывается или открывается. При движении заслонки 14 в закрытое состояние давление Р5 над поршнем 12 возрастает, тем самым перемещая поршень 12 вниз на величину X. Контролировать положение исполнительного механизма позволяет датчик 13 перемещения на поршне 12. Таким образом, зная перепад давления и температуру, возможно косвенным путем определить, какая среда протекает через клапан нефть, газ или вода.The circuit diagram of the throttle package is shown in FIG. 2, the pressure drop can be adjusted by selecting the number of plates 17 in the bag and the diameter of the hole 18. It turns out that the pressure P3 will change if the properties of the flowing medium change, when a more viscous liquid, such as oil, flows, the valve is in the open state, with a lower viscosity, such as gas or water, the pressure P3 increases, this change is detected by the sensor 10. Depending on this difference, the position of the actuator 11 changes on the sensor 10. Changing the position of the valve allows a shutter 14 actuated by an automatic control system from the wellhead. In the event of a change in the fluid detected by the sensor 10, the shutter 14 closes or opens. When the shutter 14 moves to the closed state, the pressure P5 above the piston 12 increases, thereby moving the piston 12 downward by an amount X. The position sensor 13 can be controlled by the displacement sensor 13 on the piston 12. Thus, knowing the pressure drop and temperature, it is possible to indirectly determine what medium flows through the valve oil, gas or water.

Claims

1. Electro-hydraulic valve for controlling the flow, including a housing containing a main channel containing an actuator, an overlapping channel, and a secondary channel with flow restrictors, to create the required pressure difference, characterized in that the main channel contains an actuator driven by a piston, position which is determined using a displacement sensor; a network of flow restrictors is made in the secondary channel, a differential pressure sensor is installed, while the secondary channel is limited by a shutter and an electromagnetic valve actuated from the surface of the well.

2. The electro-hydraulic inflow control valve according to claim 1, characterized in that the network of flow restrictors is made in the form of throttle packets and nozzles.

3. The electro-hydraulic inflow control valve according to claim 1, characterized in that it comprises a buffer tank for liquid displaced by the valve.