RU201336U1

RU201336U1 - CHECK VALVE FOR WELL OIL PRODUCTION

Info

Publication number: RU201336U1
Application number: RU2020118817U
Authority: RU
Inventors: Аскар Рифкатович Мавзютов; Аркадий Рувимович Эпштейн; Камила Рашитовна Алимбекова; Андрей Валерьевич Кузьмин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-Консалтинговая Группа "БК"
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-12-09

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для промывки полости электроцентробежных насосов от твердых взвешенных частиц песка, асфальто-смолистых веществ и солей.Технической задачей полезной модели является обеспечение очистки полости электроцентробежного насоса на приеме насоса без подъема оборудования на поверхность обратной промывкой жидкостью из колонны насосно-компрессорных труб в скважину через клапан обратный, а также совмещение функций обратного клапана со сбивным. Клапан обратный для скважинной добычи нефти, включающий составной корпус с верхним и нижним резьбовыми патрубками, шаровой запорный клапан, отличающийся тем, что внутри корпуса сформированы камеры (конфузор и диффузор), шаровой запорный клапан выполнен из эластичного материала, а в качестве ограничителей хода клапана использованы перфорированные решетки, располагаемые между элементами составного корпуса.The proposed utility model relates to the oil industry and can be used for flushing the cavity of electric centrifugal pumps from solid suspended particles of sand, asphalt-resinous substances and salts. The technical task of the utility model is to ensure cleaning of the cavity of the electric centrifugal pump at the pump intake without lifting the equipment to the surface by backwashing with liquid from the tubing string into the well through the check valve, as well as combining the functions of the check valve with the whipped one. A check valve for downhole oil production, including a composite body with upper and lower threaded nozzles, a ball stop valve, characterized in that chambers (confuser and diffuser) are formed inside the housing, the ball stop valve is made of elastic material, and valve travel stops are used perforated grilles located between the elements of the composite body.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для промывки приема и полости электроцентробежных насосов от налипших твердых взвешенных частиц песка, асфальтосмолистых веществ и солей.The utility model relates to the oil industry and can be used to flush the intake and cavities of electric centrifugal pumps from adhered solid suspended particles of sand, asphalt-resinous substances and salts.

Известно, что на выходе из электроцентробежного насоса (ЭЦН) в насосно-компрессорных трубах (НКТ) устанавливаются обратный и сбивной клапаны. Обратный клапан при остановке насоса предупреждает излив жидкости из НКТ в скважину и раскручивание вала насоса в обратном направлении. Сбивной клапан позволяет, напротив, освободить НКТ от жидкости для подъема оборудования при ремонте (А.А. Богданов. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти. М.: Недра. 1968. С. 52-54). Излив жидкости из НКТ в скважину осуществляют сбросом в НКТ груза, который, долетев до сбивного клапана, ломает его и образует отверстие, соединяющее полость НКТ с затрубным пространством.It is known that at the outlet of the electric centrifugal pump (ESP) in the tubing (tubing), check and whipping valves are installed. The check valve, when the pump is stopped, prevents the flow of liquid from the tubing into the well and the unwinding of the pump shaft in the opposite direction. The churning valve allows, on the contrary, to release the tubing from fluid for lifting equipment during repair (AA Bogdanov. Submersible centrifugal electric pumps for oil production. M .: Nedra. 1968. S. 52-54). Pouring fluid from the tubing into the well is carried out by dumping a load into the tubing, which, having reached the whipping valve, breaks it and forms a hole connecting the tubing cavity with the annulus.

Известен клапан скважинного центробежного насоса (Патент RU 72268), содержащий корпус с внутренней и внешней присоединительными резьбами и закрепленным в нем седлом и размещенный в канале ограничителя осевого перемещения шариковый запорный элемент. Седло клапана снабжено посадочной проточкой под уплотнительное кольцо и зафиксировано относительно корпуса цилиндрической втулкой и шайбой с отверстиями для прохода пластовой жидкости. В верхней части корпуса клапана установлен патрубок с ввинченной в него трубой шламоуловителя, снабженной радиальными отверстиями для прохода пластовой жидкости. Шайба с отверстиями для прохода пластовой жидкости зафиксирована от осевого перемещения относительно корпуса клапана посредством пружинного кольца, а патрубок монтируется в корпусе посредством шпонки с пружинным кольцом.Known is a valve of a borehole centrifugal pump (Patent RU 72268) containing a housing with internal and external connecting threads and a saddle fixed in it and a ball locking element located in the channel of the axial movement limiter. The valve seat is equipped with a bore for the sealing ring and is fixed with respect to the body by a cylindrical bushing and a washer with holes for the passage of formation fluid. In the upper part of the valve body there is a branch pipe with a sludge trap pipe screwed into it, equipped with radial holes for the formation fluid passage. A washer with holes for the passage of formation fluid is fixed against axial movement relative to the valve body by means of a spring ring, and the branch pipe is mounted in the body by means of a key with a spring ring.

Общим недостатком приведенных аналогов является невозможность промывки ЭЦН при засорении приемной части, а также закачки различных химических реагентов через насос в скважину.A common disadvantage of the above analogs is the impossibility of flushing the ESP when the receiving part is clogged, as well as pumping various chemicals through the pump into the well.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является клапан обратный (патент RU №141160), Обратный клапан электроцентробежной установки для скважинной добычи нефти, включающий корпус с верхним и нижним присоединительными резьбами, посадочное седло для клапана, закрепленное неподвижно внутри корпуса, сферический запорный клапан, ограничитель хода клапана, стопорное кольцо ограничителя, согласно полезной модели, выполнено ступенчатой формы с удлиненным внутренним цилиндрическим выступом для посадки клапана и сквозными окнами в его верхней части, на наружной поверхности цилиндрического выступа со скользящей посадкой размещена гильза с окнами и крышкой со сквозными отверстиями, а снизу гильзы размещена пружина, опирающаяся на тарельчатую часть посадочного седла, закрепленного в корпусе контрагайкой, при этом стопорное кольцо размещено в верхней части цилиндрического выступа, а верхняя часть наружной поверхности гильзы содержит гофрированную манжету, герметизирующую полость между гильзой и корпусом клапана.The closest technical solution to the claimed utility model is a check valve (patent RU No. 141160), a check valve of an electric centrifugal installation for downhole oil production, including a body with upper and lower connecting threads, a valve seat fixed motionlessly inside the body, a spherical shut-off valve, valve travel stop, stop ring of the stop, according to the utility model, is made of stepped shape with an elongated inner cylindrical protrusion for valve landing and through windows in its upper part, on the outer surface of the cylindrical protrusion with a sliding fit there is a sleeve with windows and a cover with through holes, and at the bottom of the sleeve there is a spring resting on the poppet part of the landing seat, fixed in the body with a locknut, while the retaining ring is located in the upper part of the cylindrical protrusion, and the upper part of the outer surface of the sleeve contains a corrugated cuff that seals gap between the sleeve and the valve body.

Одним из недостатков обратного клапана является тот факт, что при промывке жидкость с химическими реагентами попадает во внутреннее пространство корпуса клапана, где установлена пружина. Пружина подвергается воздействию химически агрессивной среды, и в результате появляется большая вероятность ее невозвратности в исходное положение, вследствие чего будет нарушен режим эксплуатации и потребуется проводить капитальный ремонт скважины. Также для создания обратного перетока жидкости из НКТ в насос с устья при помощи лубрикатора на скребковой проволоке приходится спускать груз, а перед подъемом подземного оборудования и в случае проведения ремонтных работ производить сброс патрубка в НКТ.One of the disadvantages of a check valve is the fact that when flushing, liquid with chemicals enters the inner space of the valve body, where the spring is installed. The spring is exposed to a chemically aggressive environment, and as a result, there is a high probability of its irreversibility to its original position, as a result of which the operating mode will be disrupted and a major overhaul of the well will be required. Also, to create a reverse flow of fluid from the tubing to the pump from the wellhead, using a lubricator on a scraper wire, it is necessary to lower the load, and before lifting the underground equipment and in case of repair work, discharge the branch pipe into the tubing.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы клапана при добыче нефти известными способами. Это, в свою очередь, повысит эффективность использования насосного оборудования и объектов разработки и приведет к увеличению добычи нефти.The objective of the utility model is to improve the efficiency of the valve during oil production by known methods. This, in turn, will increase the efficiency of pumping equipment and development facilities and lead to an increase in oil production.

Клапан обратный состоит из корпуса, который выполнен составным из верхнего 1 и нижнего 2 резьбовых патрубков, корпуса 3, сформированного из верхней 4 (конфузор) и нижней 5 (диффузор) камер, соединенных между собой цилиндрическим каналом 6 с возможностью прохождения через него в обоих направлениях шара 7, выполненного из эластичного материала. Между патрубком 1 и корпусом 3, а также патрубком 2 и корпусом 3 для прохода жидкости установлены перфорированные ограничительные решетки 8 и 9. На верхнюю часть резьбового патрубка 1 навернута муфта 10.The check valve consists of a body, which is made up of an upper 1 and lower 2 threaded branch pipes, a body 3 formed from an upper 4 (confuser) and a lower 5 (diffuser) chambers connected by a cylindrical channel 6 with the possibility of passing through it in both directions ball 7 made of elastic material. Between the branch pipe 1 and the body 3, as well as the branch pipe 2 and the body 3 for the passage of liquid, perforated restrictive grids 8 and 9 are installed. A sleeve 10 is screwed onto the upper part of the threaded branch pipe 1.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен клапан обратный во время работы насоса (при добыче нефти).FIG. 1 shows a check valve during pump operation (during oil production).

На фиг. 2 представлен клапан обратный при остановке насоса.FIG. 2 shows the check valve when the pump is stopped.

На фиг. 3 представлен клапан обратный при прокачке через него химических реагентов.FIG. 3 shows the check valve when chemicals are pumped through it.

Клапан обратный работает следующим образом.The check valve works as follows.

При работе насоса, под действием восходящего потока добываемой жидкости, движение шара 7 ограничивается перфорированной решеткой 8, что обеспечивает проток жидкости. При этом поток жидкости (на фиг. 1 поток жидкости обозначен стрелками), обтекая шар 7, устремляется в насосно-компрессорные трубы (не обозначены) и выносится из скважины на поверхность.When the pump is operating, under the action of the ascending flow of the produced fluid, the movement of the ball 7 is limited by the perforated grid 8, which ensures the fluid flow. In this case, the fluid flow (in Fig. 1, the fluid flow is indicated by arrows), flowing around the ball 7, rushes into the tubing (not indicated) and is carried out of the well to the surface.

В случае снижения производительности насоса или возрастания токовых нагрузок в приводе (из-за засорения или нарастания солеотложений на рабочих органах) насос останавливают, либо может произойти аварийная автоматическая остановка насоса.In the event of a decrease in pump performance or an increase in current loads in the drive (due to clogging or an increase in scale deposits on the working bodies), the pump is stopped, or an emergency automatic stop of the pump may occur.

В этом случае со стороны устья агрегатом, например, ЦА-320 рабочая жидкость по насосно-компрессорным трубам силой давления жидкости запирает проходное сечение цилиндрического канала 6 упругим шаром 7, работающим как клапан. При достижении расчетного давления, на которое откалибровано отверстие канала 6, резиновый шар 7 под влиянием сил упругости начинает «течь» и принимает форму цилиндра, вдавленного в калиброванное цилиндрическое отверстие. При достижении шаром 7 нижней камеры 5, резиновый шар 7 принимает свою исходную форму, упираясь в решетку 9, реализуя возможность излива жидкости из колонны НКТ в насос т.е. обеспечивая функцию сбивного клапана.In this case, from the side of the wellhead, the unit, for example, TsA-320, the working fluid through the tubing by the force of fluid pressure locks the flow section of the cylindrical channel 6 with an elastic ball 7, which acts as a valve. When the design pressure is reached, to which the bore of the channel 6 is calibrated, the rubber ball 7 under the influence of elastic forces begins to "flow" and takes the form of a cylinder pressed into the calibrated cylindrical bore. When the ball 7 reaches the lower chamber 5, the rubber ball 7 takes on its original shape, resting against the grate 9, realizing the possibility of pouring liquid from the tubing string into the pump, i.e. providing a whipping valve function.

Для удаления отложений солей, гидратов, парафинов или других нежелательных твердых образований на рабочих органах насоса, закачивают в полость колоны насосно-компрессорных труб химические реагенты (фиг. 3), обтекая клапан 9, в полость насоса и тем самым очищая от различных отложений поверхность деталей насоса. После обработки полости насоса химическими реагентами избыточное давление снимается, включается скважинный насос, и под его воздействием шар 7 перемещается в верхнюю часть 4 камеры, в состояние, соответствующее фиг. 1. Клапан обратный удерживает столб жидкости над собой и облегчает запуск насоса в работу.To remove deposits of salts, hydrates, paraffins or other undesirable solid formations on the working bodies of the pump, chemical reagents are pumped into the cavity of the tubing column (Fig. 3), flowing around valve 9, into the pump cavity and thereby cleaning the surface of the parts from various deposits pump. After processing the pump cavity with chemical reagents, the excess pressure is removed, the downhole pump is turned on, and under its influence the ball 7 moves to the upper part 4 of the chamber, to the state corresponding to FIG. 1. The check valve holds the liquid column above it and makes it easier to start the pump.

Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает более эффективную эксплуатацию насосной установки за счет повышения межремонтного периода работы с помощью периодической очистки и уменьшения риска поломки насоса. Это, в свою очередь, повысит эффективность использования и насосного оборудования, и объектов разработки, что, безусловно, приведет к дополнительной добыче нефти при снижении эксплуатационных затрат.Thus, the claimed utility model provides more efficient operation of the pumping unit by increasing the turnaround time by means of periodic cleaning and reducing the risk of pump breakdown. This, in turn, will increase the efficiency of using both pumping equipment and development facilities, which will certainly lead to additional oil production while reducing operating costs.

Claims

A check valve for downhole oil production, including a composite body with upper and lower threaded nozzles, a ball stop valve, characterized in that the confuser and diffuser chambers are formed inside the housing, the ball stop valve is made of elastic material, and perforated grids are used as valve travel stops , the latter being installed between the upper branch pipe and the housing and between the lower branch pipe and the housing.