RU2005102877A - Установка для отсекания и регулирования потока в скважине с одним или несколькими пластами - Google Patents

Claims (25)

1. Установка для отсекания и регулирования потока в скважине с одним или несколькими пластами, включающая спущенную в скважину на колонне труб насосную или фонтанную, или газлифтную, или нагнетательную компоновку и установленные в одной или нескольких посадочных камерах, съемные клапаны в виде корпуса, имеющего пропускные каналы, замок и наружные уплотнители, при этом внутри корпуса размещен регулирующий орган, взаимосвязанный через шток с запорным элементом в виде "затвор - седло", отличающаяся тем, что для функционирования работы съемного клапана в виде отсекателя и/или регулятора, по принципу действия "авторучки", путем нажатия и отжатия его регулирующего органа за счет увеличения и затем уменьшения устьевого затрубного или трубного давления, регулирующий орган выполнен виде поршня с фиксатором, корпус оснащен свободным или подпружиненным обратным клапаном, по меньшей мере, шток или фиксатор, или поршень, или затвор подпружинен упругим элементом относительно корпуса, причем поршень с фиксатором расположены внутри корпуса с возможностью, при каждом увеличении устьевого затрубного или трубного давления, поджатия упругого элемента и перемещения в одну сторону штока и затвора, выхода при этом фиксатора из одного устойчивого положения сцепления с корпусом, а при каждом уменьшении устьевого затрубного или трубного давления, наоборот, частичного или полного перемещения штока и затвора в обратную сторону под усилием упругого элемента и сцепления при этом фиксатора в другом устойчивом положении с корпусом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что внутри корпуса установлена неподвижная втулка с чередующимися между собой по окружности продольными пазами, соединенными между собой через направляющие угловые поверхности, и в ней размещен поршень с переменным диаметром и фиксатор с хвостовиком, расположенные свободно или подпружинены между собой, причем поршень и фиксатор выполнены с многогранными углами по окружности и одним или несколькими наружными продольными выступами, при работе съемного клапана поршень в неподвижной втулке корпуса имеет ограниченный свободный рабочий ход, а фиксатор с хвостовиком, размещенным в поршне, имеет несколько устойчивых положений в продольных пазах неподвижной втулки корпуса для фиксации разных положений затвора запорного элемента, при этом поршень и фиксатор с многогранными углами расположены между собой с возможностью кольцевого шагового вращения фиксатора относительно оси и перехода его из одного устойчивого положения в другое при каждом перемещении "вниз - верх" или "верх-вниз" поршня.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что для обеспечения двух устойчивых положений "открытие" и "закрытие" съемного клапана в виде отсекателя потока, неподвижная втулка выполнена с чередующимися между собой по окружности длинным и коротким продольными пазами, при этом поршень и фиксатор с наружными продольными выступами размещены в неподвижной втулке корпуса с возможностью, при увеличении устьевого давления, перемещения поршня в одну сторону в длинных продольных пазах неподвижной втулки корпуса и, соответственно, перемещения фиксатора вперед и выхода его наружных продольных выступов из контакта с продольными пазами, и осевого вращения фиксатора относительно поршня до упора их многогранных углов между собой под усилием упругого элемента в виде спиральной пружины, а при каждом уменьшении устьевого давления, перемещения в обратную сторону поршня в длинных продольных пазах неподвижной втулки корпуса под усилием спиральной пружины и, соответственно, перемещения назад фиксатора с вращением по направляющему углу между двумя продольными пазами и захода его наружных продольных выступов в другие короткие или длинные пазы неподвижной втулки.

4. Установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что для дискретного управления пропускным сечением съемного клапана в виде регулятора потока, неподвижная втулка выполнена с чередующимися между собой по окружности продольными пазами переменной длины и в ней размещены поршень и фиксатор, каждый из которых имеет наружный продольный выступ.

5. Установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что неподвижная втулка выполнена с чередующимися между собой по окружности несколькими либо длинными и короткими, либо длинными и коротким или короткими и длинным направляющими продольными пазами.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для обеспечения двух устойчивых положений "открытие" и "закрытие" съемного клапана в виде отсекателя потока, на его корпусе выполнен, по меньшей мере, один продольный сквозной фигурный паз с опорной канавкой под фиксатор, расположенной на поршне с возможностью, при каждом нажатии и отжатии поршня за счет увеличения и затем уменьшения устьевого давления, перемещения и захода или выхода при этом фиксатора из опорной канавки фигурного паза.

7. Установка по п.6, отличающаяся тем, что фиксатор поршня выполнен в виде, по меньшей мере, одной ленточной пружины, имеющей наружный выступ с верхним упорным и нижним направляющим концами, причем выступ ленточной пружины расположен в фигурном пазе корпуса с возможностью, при каждом увеличении устьевого давления и, соответственно, движении поршня с ленточной пружиной из верхнего крайнего положения в нижнее до упора в корпус, перемещения вниз по фигурному пазу с изгибом ленточной пружины, а при уменьшении устьевого давления и, соответственно, обратном движении поршня из нижнего крайнего положения, захода и устойчивого упора его верхнего конца в опорную канавку сверху, для исключения дальнейшего движения поршня к верхнему крайнему положению и фиксации при этом открытого положения клапана в виде отсекателя, также выступ ленточной пружины расположен в опорной канавке фигурного паза с возможностью, при повторном увеличении устьевого давления и, соответственно, движении поршня вниз, упора его направляющего конца в опорную канавку снизу и утопления при этом выступа в корпус с поджимом ленточной пружины, и выхода его из контакта с фигурным пазом, а при повторном уменьшении устьевого давления и, соответственно, движении поршня к верхнему крайнему положению для закрытия клапана в виде отсекателя, осевого вращения и продольного перемещения выступа вверх внутри корпуса и подъема его в фигурный паз под усилием поджатой ленточной пружины.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что съемный клапан использован в качестве глухой пробки с возможностью уравновешивания давления перед его извлечением из посадочной камеры.

9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для уменьшения сопротивления при вращении фиксатора, шток либо свободно взаимосвязан или шарнирно соединен с фиксатором или затвором, или поршнем, либо состоит из двух свободных вращающихся относительно друг друга частей, при этом затвор запорного элемента без или с пружиной установлен под или над, или в седле и выполнен виде сферы или шара, или конуса, или стержня.

10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что обратный клапан корпуса, для исключения поглощения пластом жидкости при увеличении устьевого давления, либо размещен ниже или выше запорного элемента, либо установлен над пропускными каналами корпуса и выполнен в виде рукава.

11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе установлен штуцер для дросселирования или сужения потока.

12. Установка по п.1, отличающаяся тем, что съемный клапан оснащен элементом управления усилием упругого элемента.

13. Установка по п.12, отличающаяся тем, что элемент управления усилием упругого элемента в виде спиральной пружины выполнен в виде регулирующей гайки, установленной на штоке или в корпусе.

14. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для повышения пропускного сечения клапана, внутри корпуса противоположно дополнительно расположены - регулирующий орган, шток, упругий элемент в виде спиральной пружины и запорный элемент в виде "затвор-седло".

15. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что неподвижная втулка по окружности выполнена с шестью или восемью сквозными или глухими направляющими продольными пазами, а поршень и фиксатор выполнены с взаимосвязанными шести- или восьмигранными углами, причем фиксатор имеет три или четыре, а поршень - не менее двух, но не более восьми, наружных продольных выступов.

16. Установка по п.1, отличающаяся тем, что посадочная камера с заглушенным хвостовиком, для клапана в виде отсекателя, спущена в скважину на колонне труб ниже штангового насоса, для перекрытия полости колонны труб, перед извлечением насоса из нее, путем создания импульса устьевого затрубного давления.

17. Установка по п.1, отличающаяся тем, что посадочная камера со съемным клапаном спущена в скважину на колонне труб выше насоса, для возможности циркуляции потока при глушении или промывке колонны труб, или закачке ингибитора, или стабилизации динамического уровня жидкости, или стравливания газа из затрубного пространства путем создания импульса устьевого трубного или затрубного давления.

18. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в посадочных камерах, спущенных в скважину на колонне труб с заглушенным концом, размещены съемные клапаны в виде регуляторов, тарированные на разные импульсы давления "открытие-закрытие", для дискретного изменения пропускного сечения установки.

19. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в посадочных камерах, спущенных в газлифтную скважину на колонне труб без или с концевым обратным клапаном, размещены съемные клапаны в качестве рабочего и/или пусковых газлифтных клапанов, тарированные на разные импульсы давления срабатывания.

20. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена выше пласта или между пластами скважины пакером с разъединителем колонны или без него, причем либо съемный клапан размещен в посадочной камере над или под пакером, либо один или несколько съемных клапанов размещены в одной или нескольких посадочных камерах над и/или под пакером.

21. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена несколькими пакерами с разъединителями колонны или без них, размещенными выше каждого из пластов скважины, при этом одна или несколь°ко посадочных камер со съемными клапанами спущены между двумя пакерами на глубине каждого пласта, для одновременно-раздельного или поочередного, или периодического исследования и/или эксплуатации нескольких пластов одной скважиной.

22. Установка по п.20 или 21, отличающаяся тем, что пакер, расположенный выше пласта или пластов, отсоединен от насосной или фонтанной, или газлифтной компоновки.

23. Установка по п.21, отличающаяся тем, что она между пакерами оснащена разъединителем колонны, состоящим из двух герметично, но не жестко соединенных частей, или телескопическим соединением - термокомпесатором, для возможности срыва сначала верхнего, а затем нижнего из пакеров при их извлечении из скважины.

24. Установка по п.1 или 21, отличающаяся тем, что съемные клапаны тарированы и размещены в посадочных камерах на заданной глубине или на глубине пластов одной скважины с возможностью их открытия и закрытия, как одновременно, так и последовательно или поочередно при создании разных импульсов устьевого затрубного или трубного давления.

25. Установка по п.18 или 19, отличающаяся тем, что колонна труб оснащена съемными клапанами, тарированными и размещенными в посадочных камерах с возможностью их открытия и закрытия последовательно или поочередно при создании разных импульсов устьевого трубного давления.