RU2011797C1

RU2011797C1 - Well cut-off valve

Info

Publication number: RU2011797C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Федорович Францев
Original assignee: Владимир Федорович Францев
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: valving. SUBSTANCE: valve has cylindrical case provided with a valving unit made of two disks mounted one above another and having the same number of coaxial passages and mechanism of controlling the valving unit made of cylinder with piston and spring- loaded rod with a through axial passage. The top disk is rigidly secured within the case and its passages are provided with check valves. The bottom disk is mounted for rotation about its axis that allows to coincide the openings of both disks. The disks are provided with a unit for controlling axial forces, and the control mechanism is provided with flexible separators which form hydraulically interconnected chambers at its top and bottom parts. The rod is kinematically connected to the bottom disk and mounted for engaging with the piston. EFFECT: expanded functional capabilities. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ. The invention relates to the oil industry, and in particular to devices for the operation of oil and gas wells, and can be used for tight shutoff of the wellbore during repair work.

Известен клапан-отсекатель, содержащий корпус с перегородкой, внутри которого установлен шток с осевым каналом, затвор, привод в виде сильфонных блоков, дополнительный затвор, толкатели. Known shut-off valve, comprising a housing with a partition, inside of which a rod with an axial channel is installed, a shutter, an actuator in the form of bellows blocks, an additional shutter, pushers.

Недостатком известного клапана-отсекателя является низкая надежность из-за наличия сильфонов. Управление данным клапаном осуществляется за счет действия статического уровня жидкости, который может меняться и привести к незакрытию клапана. Клапан-отсекатель сложен в изготовлении. A disadvantage of the known shut-off valve is its low reliability due to the presence of bellows. This valve is controlled by the action of a static liquid level, which can change and lead to non-closing of the valve. The shut-off valve is difficult to manufacture.

Цель изобретения - повышение надежности перекрытия скважины. The purpose of the invention is to increase the reliability of overlapping wells.

Цель достигается тем, что запорный узел выполнен в виде пары дисков с равным количеством соосных каналов, причем верхний диск жестко закреплен в корпусе и каждый его канал снабжен обратным клапаном, нижний диск установлен с возможностью поворота вокруг своей оси на угол, позволяющий совмещать каналы обоих дисков. Механизм управления запорным узлом состоит из цилиндра с поршнем, установленным на верхнем диске, и подпружиненного штока со сквозным осевым каналом. При этом установленный соосно дискам шток взаимодействует с поршнем и кинематически связан с дисками. The goal is achieved by the fact that the locking unit is made in the form of a pair of disks with an equal number of coaxial channels, the upper disk being rigidly fixed in the housing and each channel having a check valve, the lower disk is mounted with the possibility of rotation around its axis by an angle that allows you to combine the channels of both disks . The control mechanism of the locking unit consists of a cylinder with a piston mounted on the upper disk, and a spring-loaded rod with a through axial channel. In this case, the rod mounted coaxially with the disks interacts with the piston and is kinematically connected with the disks.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed device, front view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1.

Скважинный клапан-отсекатель состоит из корпуса 1, внутри которого установлены диск 2, закрепленный, например, штифтом 3, диск 4. В дисках 2 и 4 выполнены соосные каналы 5, в каналах 5 диска 2 установлены обратные клапаны 6. Прижатие дисков 2 и 4 осуществляется узлом 7 регулирования осевых усилий. В корпусе 1 также размещен механизм управления запорным узлом, состоящий из цилиндра 8 с поршнем 9, закрепленного на верхнем диске 2 и снабженного противоразворотным устройством, например хвостовиком 10, штока 11 с осевым каналом 12 и возвратной пружиной 13 с регулирующим винтом 14, размещенных в корпусе 15. Шток 11 имеет винтовую нарезку 16, соответственно которой выполнен ответный выступ на диске 4 (не показан), и связан с поршнем 9, например, посредством кулачкового зацепления 17 с наклонным зубом. С обеих сторон механизм управления защищен эластичными средоразделителями 18, заполненными, например, маслом и защищенными кожухами 19. Для расширения технологических возможностей клапана-отсекателя один из его каналов 6 может быть заменен промывочным клапаном 20. The downstream shut-off valve consists of a housing 1, inside of which a disk 2 is mounted, fastened, for example, by a pin 3, disk 4. In the disks 2 and 4, coaxial channels 5 are made, in the channels 5 of the disk 2 there are check valves 6. The pressing of the disks 2 and 4 carried out by the node 7 regulation of axial forces. The housing 1 also houses a control mechanism for the locking assembly, consisting of a cylinder 8 with a piston 9, mounted on the upper disk 2 and equipped with an anti-rotation device, for example, a shank 10, a rod 11 with an axial channel 12 and a return spring 13 with an adjusting screw 14 located in the housing 15. The rod 11 has a screw thread 16, respectively, which is made reciprocal protrusion on the disk 4 (not shown), and is connected with the piston 9, for example, through cam gear 17 with an inclined tooth. On both sides, the control mechanism is protected by elastic media separators 18 filled, for example, with oil and protected by casings 19. To expand the technological capabilities of the shut-off valve, one of its channels 6 can be replaced by a flushing valve 20.

Работа скважинного клапана-отсекателя осуществляется следующим образом. The operation of the downhole shutoff valve is as follows.

Устройство спускают в скважину в открытом состоянии и устанавливают на пакере. Освоение скважины осуществляется обычным способом, и скважина вводится в эксплуатацию, при этом клапаны 6 не препятствуют движению флюида. При возникновении необходимости перекрытия скважины в надклапанном пространстве создают определенное избыточное давление, клапаны 6 закрываются. Под действием избыточного давления происходит перемещение поршня 9 и связанного с ним штока 11 вниз, который в свою очередь проворачивает нижний диск 4 на определенный угол, перекрывая тем самым каналы запорного узла клапана-отсекателя. При этом происходит частичная разгрузка усилий прижатия дисков 2 и 4 за счет узла регулирования 7. Осевое перемещение штока 11 без проворота достигается за счет хвостовика 10, поршня 9 и кулачкового зацепления 17, а переток масла из полостей одного упругого средоразделителя в другой осуществляется по осевому каналу 12. После сброса давления на устье скважины пружина 13 возвращает шток 11 в исходное положение с проворотом его относительно диска 4 из-за того, что сила трения между дисками больше, чем в паре шток-диск, и относительно поршня 9 за счет косой нагрузки зуба кулачкового зацепления 17. Клапан закрыт. The device is lowered into the well in the open state and installed on the packer. Well development is carried out in the usual way, and the well is put into operation, while the valves 6 do not impede the movement of the fluid. When it becomes necessary to shut off the well in the nadklapannym space create a certain excess pressure, the valves 6 are closed. Under the action of excess pressure, the piston 9 and the associated rod 11 are moved down, which in turn rotates the lower disk 4 by a certain angle, thereby blocking the channels of the shut-off valve-shutter assembly. In this case, partial unloading of the pressing forces of the disks 2 and 4 occurs due to the control unit 7. The axial movement of the rod 11 without rotation is achieved by the shank 10, the piston 9 and the cam gear 17, and the oil flows from the cavities of one elastic medium separator to another through the axial channel 12. After depressurizing the wellhead, spring 13 returns the rod 11 to its original position with rotation relative to the disk 4 due to the fact that the friction force between the disks is greater than in the rod-disk pair and relative to the piston 9 due to th load cam engaging tooth 17. The valve is closed.

Открытие клапана-отсекателя осуществляется повторным созданием избыточного давления над ним, при этом поршень 9 и шток 11 вновь проворачивают диск 4 до совмещения каналов 5. После сброса давления скважина готова к работе. Заполненные маслом полости клапана и средоразделители обеспечивают смазку пар трения и тем самым надежность срабатывания клапана-отсекателя. The shut-off valve is opened by re-creating excess pressure above it, while the piston 9 and the stem 11 rotate the disk 4 again until the channels 5 are aligned. After the pressure is released, the well is ready for operation. Oil-filled valve cavities and medium separators provide lubrication of friction pairs and thereby the reliability of operation of the shut-off valve.

Для расширения технологических возможностей клапана, например, закачки в пласт химреагентов или глушения скважины, устанавливают клапан 20, отрегулированный на соответствующее давление выше давления управления клапана-отсекателя. Закачка жидкости в подклапанное пространство в этом случае осуществляется из положения клапан-отсекатель "Закрыт". На устье скважины создается определенное давление, клапан-отсекатель переводится в открытое состояние, т. е. каналы дисков совмещены, клапаны 6 закрыты, шток 11 находится в нижнем положении, если при этом давление не снижать и оно будет выше давления срабатывания клапана 20, то произойдет закачка жидкости в подклапанное пространство. To expand the technological capabilities of the valve, for example, injection of chemicals into the reservoir or killing a well, a valve 20 is installed, adjusted to the appropriate pressure above the control pressure of the shutoff valve. In this case, liquid is pumped into the subvalvular space from the closed-shutoff valve position. A certain pressure is created at the wellhead, the shut-off valve is turned to the open state, i.e., the disc channels are aligned, the valves 6 are closed, the stem 11 is in the lower position, if this does not reduce the pressure and it will be higher than the valve operating pressure 20, then fluid will be injected into the subvalvular space.

В аварийных случаях, при необходимости, через клапан 20 возможна передача давления на диск 4 с целью перемещения его в осевом направлении и, таким образом, произвести глушение скважины независимо от положения нижнего диска 4. In emergency cases, if necessary, pressure can be transmitted through the valve 20 to the disk 4 in order to move it in the axial direction and, thus, to kill the well regardless of the position of the lower disk 4.

Число циклов по закрытию и открытию клапана-отсекателя не ограничено. The number of cycles for closing and opening the shut-off valve is not limited.

Claims

1. Borehole VALVE-SHUT-OFF, comprising a cylindrical body with a locking assembly and a control mechanism for the latter, characterized in that it is equipped with check valves, the locking assembly being made in the form of two disks aligned with the same number of coaxially arranged channels, with the upper disk is rigidly fixed in the housing, and the lower one is mounted with the possibility of rotation around its axis to combine the channels of both disks, while the check valves are located in the channels of the upper disk, mechanically m controls the locking unit formed as a cylinder with a piston and a spring-loaded rod with an axial channel, installed coaxially with the disks to interact with them.

2. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that it is equipped with a piston fixation unit from axial rotation, and the stem spring is made with an adjusting screw.

3. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that the disks are made with an axial force control unit.

4. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that it is equipped with elastic media separators mounted on the ends of the control mechanism with the possibility of forming communicating hydraulic chambers.

5. The shut-off valve according to claim 1, characterized in that it is equipped with a flushing valve installed in one of the channels of the upper disk.