RU2017938C1 - Gas-lift pilot valve - Google Patents

Gas-lift pilot valve Download PDF

Info

Publication number
RU2017938C1
RU2017938C1 SU4825188A RU2017938C1 RU 2017938 C1 RU2017938 C1 RU 2017938C1 SU 4825188 A SU4825188 A SU 4825188A RU 2017938 C1 RU2017938 C1 RU 2017938C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channels
valve
gas
locking element
cross
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Х. Аминев
В.А. Леонов
М.З. Шарифов
Ж.С. Шайхулов
Original Assignee
Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности filed Critical Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority to SU4825188 priority Critical patent/RU2017938C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2017938C1 publication Critical patent/RU2017938C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

FIELD: gas and oil producing industry. SUBSTANCE: gas-lift pilot valve includes body 1 with upper control channel a and lower control channel d, inlet channels b and outlet channels c. Installed in body square to its axis is eat 13 with through channel 14 hydraulically connected by means of transverse channels with body lower control channels d. Installed above seat 13 is rod 9 with drive in upper part and gate 10 on lower end. Located under seat is flexible locking member 15 in form of sleeve. Thrust bearing is disposed under flexible locking member. Installed inside locking member is retainer 17 with channels 18. Retainer is made in form of stepped fork, and thrust bearing is made in form of branch pipe whose axial channel 5 is hydraulically communicated with space beyond body. Sum of cross-section areas of branch pipe axial channel 5 and body outlet channels c is less than that of inlet channels, and cross-section area of lower control channels d is less than that of seat through channel. Flexible locking member has annular corrugation under retainer and stiffening ribs 16 on its inner surface. Valve also has removable retainer 11 of rod upper position. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к добыче газообразных и жидких сред газлифтным способом, и может быть применено для управления постоянной или периодической работой газлифтных скважин и поддержания заданных значений забойных давлений в процессе их эксплуатации. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the production of gaseous and liquid media by a gas-lift method, and can be used to control the constant or periodic operation of gas-lift wells and maintain the set values of bottom-hole pressures during their operation.

Известен газлифтный клапан ("Нефтяное хозяйство", 1989, N 2, с. 31-32) конструкции КазНИПИнефть, состоящий из корпуса с щелевыми прорезями и радиальными каналами, эластичного затвора, золотников и пружинных узлов. Known gas lift valve ("Oil Industry", 1989, N 2, pp. 31-32) design KazNIPIneft, consisting of a housing with slotted slots and radial channels, an elastic shutter, spools and spring units.

Известны также пилотные газлифтные устройства, управляемые контрольным клапаном производства США, состоящие из двух клапанов, главного и контрольного, заключенных в общий корпус. Контрольный клапан имеет большой цилиндрический объем и оснащен съемным штоком, седлом и реверсивным элементным обратным клапаном [1]. Also known are pilot gas lift devices controlled by a control valve manufactured in the USA, consisting of two valves, the main and the control, enclosed in a common housing. The control valve has a large cylindrical volume and is equipped with a removable stem, seat and reversible element check valve [1].

Наиболее близким к предлагаемому является газлифтный клапан, состоящий из корпуса с каналами, внутри которого размещен эластичный затвор [2]. Closest to the proposed gas-lift valve, consisting of a housing with channels, inside of which an elastic shutter is placed [2].

Этот клапан имеет следующие недостатки:
- эластичный запорный элемент находится в зоне действия струи газа с абразивными частицами, что может привести к его разрушению;
- управляющий орган не имеет фиксированного положения, что при работе клапана будет приводить к его преждевременному закрытию;
- в процессе эксплуатации затвор герметично не закрывается;
- в полости эластичного запорного элемента находится скважинная (пластовая) жидкость, что в свою очередь может вызвать отложение солей и парафина на внутренних стенках запорного элемента и снизить его работоспособность.This valve has the following disadvantages:
- the elastic locking element is located in the zone of action of the gas stream with abrasive particles, which can lead to its destruction;
- the governing body does not have a fixed position, which during valve operation will lead to its premature closure;
- during operation, the shutter does not close hermetically;
- in the cavity of the elastic locking element is a borehole (formation) fluid, which in turn can cause the deposition of salts and paraffin on the inner walls of the locking element and reduce its performance.

Целью изобретения является повышение надежности работы клапана за счет уменьшения воздействия струи на эластичный запорный элемент и исключения его контакта со скважинной жидкостью при одновременном повышении эффективности работы клапана за счет увеличения его пропускной способности. The aim of the invention is to increase the reliability of the valve by reducing the impact of the jet on the elastic shut-off element and eliminating its contact with the well fluid while increasing the efficiency of the valve by increasing its throughput.

Положительный эффект при использовании изобретения заключается в увеличении добычи нефти и(или) снижении удельного расхода газа за счет возможности выбора оптимального забойного давления и автоматического поддержания его значения в процессе эксплуатации газлифтной скважины. A positive effect when using the invention is to increase oil production and (or) reduce the specific gas flow rate due to the possibility of choosing the optimal bottomhole pressure and automatically maintaining its value during operation of the gas lift well.

Достигается это за счет того, что клапан газлифтный пилотный снабжен фиксатором, выполненным в виде ступенчатой втулки, размещенной в верхней части эластичного запорного элемента, а подпятник - в виде патрубка, осевой канал которого гидравлически связан с пространством за корпусом, причем сумма площадей поперечного сечения осевого канала патрубка и выходных каналов корпуса меньше площади поперечного сечения входных его каналов, а площадь поперечного сечения нижних управляющих каналов меньше площади поперечного сечения проходного отверстия седла. При этом эластичный запорный элемент выполнен с кольцевым гофром под фиксатором, а на его внутренней поверхности выполнены ребра жесткости. Совокупность этих технических решений позволяет повысить надежность работы клапана. This is achieved due to the fact that the gas lift pilot valve is equipped with a retainer made in the form of a stepped sleeve located in the upper part of the elastic locking element, and the thrust bearing is in the form of a nozzle, the axial channel of which is hydraulically connected to the space behind the housing, and the sum of the axial cross-sectional areas the channel of the pipe and the outlet channels of the housing is less than the cross-sectional area of its input channels, and the cross-sectional area of the lower control channels is less than the cross-sectional area of the passage TIFA seat. In this case, the elastic locking element is made with an annular corrugation under the latch, and stiffening ribs are made on its inner surface. The combination of these technical solutions improves the reliability of the valve.

Клапан газлифтный пилотный снабжен также съемным фиксатором верхнего положения штока. Это позволяет получить фиксированный расход газа при работе клапана. The gas lift pilot valve is also equipped with a removable clamp for the upper position of the rod. This allows you to get a fixed gas flow during valve operation.

На фиг.1 показан пилотный газлифтный клапан в закрытом положении, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Figure 1 shows the pilot gas lift valve in the closed position, General view; figure 2 is a section aa in figure 1.

Клапан газлифтный пилотный состоит из корпуса 1 с радиальными каналами "а", "б", "в" с внутренним буртом 2, полого штока 3 с пятой 4 и осевым каналом 5, уплотнительных элементов 6, сильфона 7 с узлом зарядки 8, штока 9 с шаром 10 и съемного фиксатора 11 с установочным штифтом 12, седла 13 с осевым каналом 14 и радиальными каналами "г", эластичного запорного элемента 15 с ребрами жесткости 16, фиксатора 17 со сквозными каналами 18, подвижного сальника 19. The gas lift pilot valve consists of a housing 1 with radial channels "a", "b", "c" with an inner shoulder 2, a hollow stem 3 with a fifth 4 and an axial channel 5, sealing elements 6, a bellows 7 with a charging unit 8, a rod 9 with a ball 10 and a removable latch 11 with a locating pin 12, a seat 13 with an axial channel 14 and radial channels "g", an elastic locking element 15 with stiffeners 16, a latch 17 with through channels 18, a movable stuffing box 19.

Клапан газлифтный пилотный работает следующим образом. The gas lift pilot valve operates as follows.

Перед спуском в скважину определяются его рабочие характеристики:
- задается рабочий интервал забойного давления (Рз-1 - Рз-2);
- исключается воздействие на сильфон 7 вспомогательного клапана, агрессивной рабочей среды, например заливкой вязкой жидкости между корпусом и сильфоном, с установкой подвижного сальника 19;
- сильфон 7 через узел зарядки 8 заряжается на расчетное давление по формуле баланса сил:
Рс х Sэф = Рт х (Sэф - So) + Рг + So, где Рс - абсолютное давление в сильфонной камере клапана;
Рг - абсолютное давление нагнетаемого газа на глубине расположения клапана;
So - площадь отверстия седла клапана;
Рт - абсолютное давление в колонне подъемных труб на глубине расположения клапана;
Sэф - эффективная площадь сильфона, отсюда давление открытия клапана, т.е. давление в колонне подъемных труб, при котором клапан откроется, равно
Pт=

Figure 00000002
-Pг·
Figure 00000003
где R = So/Sэф. характеризует степень неуравновешенности клапана, далее клапан подвергается стендовым испытаниям по контролю за давлением открытия клапана.Before the descent into the well, its operating characteristics are determined:
- sets the working interval of bottomhole pressure (P s-1 - P s-2 );
- excludes the impact on the bellows 7 auxiliary valve, an aggressive working environment, for example by pouring a viscous fluid between the housing and the bellows, with the installation of a movable stuffing box 19;
- the bellows 7 through the charging unit 8 is charged at the design pressure according to the formula of the balance of forces:
P s x S eff = P t x (S eff - S o ) + P g + S o, where P s is the absolute pressure in the bellows chamber of the valve;
R g - the absolute pressure of the injected gas at a depth of the valve;
S o - the area of the valve seat hole;
P t - absolute pressure in the column of lifting pipes at a depth of the valve;
S eff is the effective area of the bellows, hence the valve opening pressure, i.e. the pressure in the column of lifting pipes at which the valve opens is
P t =
Figure 00000002
-P g
Figure 00000003
where R = S o / S eff. characterizes the degree of valve imbalance, then the valve is subjected to bench tests to control the valve opening pressure.

Спуск в скважину клапана и его установка производятся известным способом на стандартном канатном инструменте. The descent into the well of the valve and its installation are carried out in a known manner on a standard rope tool.

Давление газожидкостного потока через радиальные каналы "а" действует на подвижный сальник 19, а он через вязкую жидкость передает давление на сильфон 7 (его эффективную площадь) и при достижении давления в потоке заданной величины сильфон 7 начинает сжиматься и происходит разгерметизация седла 13, газ высокого давления поступает в полость, занятую газожидкостным потоком, что сопровождается скачкообразным ростом давления, действующего на сильфон 7, съемный фиксатор 11 проходит через бурт 2 и фиксирует шток 9 с шаром 10 сильфона 7 в открытом положении. Внутри эластичного запорного элемента 15 через осевой канал 14 седла 13 и каналы 18 фиксатора 17 происходит уменьшение давления газа в газожидкостном потоке, так как суммарная площадь сечения радиальных каналов "г" меньше площади сечения осевого канала 14, то давление газа, действующее на дно эластичного запорного элемента 15 снаружи, больше давления газа, действующего на дно запорного элемента изнутри, за счет разности давлений возникает подъемная сила и эластичный запорный элемент 15 сжимается по радиусу, а за счет кольцевого гофра в верхней части дно его поднимается, выходя из зоны действия струи газа высокого давления, проходящего из канала "б" корпуса 1 в осевой канал 5 полого штока 3 и канал "в" корпуса 1, и далее в колонну насосно-компрессорных труб, тем самым разгазируя поток и совершая полезную работу по подъему жидкости до устья скважины. Когда давление в газожидкостном потоке снижается до величины зарядки сильфона 7, шток 9 с шаром 10 удерживается в открытом состоянии съемным фиксатором 11 до падения давления в потоке до заданной величины, после чего под действием силы зарядки сильфона 7 разжимается, съемный фиксатор 11 проходит вниз через бурт 2 и шток 9 с шаром 10, садится на седло 13, перекрывая канал 14. Через радиальные каналы "г" седла 13 и сквозные каналы 18 фиксатора 17 давление газа внутри и снаружи эластичного запорного элемента 15 выравнивается, он восстанавливает свою первоначальную форму благодаря ребрам жесткости 16, и поступление газа через радиальные каналы "б" в корпусе 1 прекращается. The pressure of the gas-liquid flow through the radial channels “a” acts on the movable stuffing box 19, and it transfers pressure through the viscous fluid to the bellows 7 (its effective area) and when the pressure in the flow reaches the set value, the bellows 7 begins to compress and depressurizes the seat 13, high gas pressure enters the cavity occupied by the gas-liquid flow, which is accompanied by an abrupt increase in pressure acting on the bellows 7, the removable retainer 11 passes through the shoulder 2 and fixes the rod 9 with the ball 10 of the bellows 7 in an open polo genius. Inside the elastic locking element 15, through the axial channel 14 of the seat 13 and the channels 18 of the retainer 17, the gas pressure in the gas-liquid flow decreases, since the total cross-sectional area of the radial channels "g" is less than the cross-sectional area of the axial channel 14, the gas pressure acting on the bottom of the elastic locking element 15 outside, there is more gas pressure acting on the bottom of the locking element from the inside, due to the pressure difference there is a lifting force and the elastic locking element 15 is compressed in radius, and due to the annular corrugation in the upper part its bottom rises, leaving the zone of action of a high-pressure gas jet passing from channel "b" of the housing 1 to the axial channel 5 of the hollow rod 3 and channel "c" of the housing 1, and then to the tubing string, thereby degassing the flow and doing useful work to raise the fluid to the wellhead. When the pressure in the gas-liquid flow is reduced to the charge value of the bellows 7, the stem 9 with the ball 10 is held open by the removable lock 11 until the pressure in the flow drops to a predetermined value, after which it is expanded by the charging force of the bellows 7, the removable lock 11 passes down through the shoulder 2 and the stem 9 with the ball 10, sits on the seat 13, blocking the channel 14. Through the radial channels "g" of the seat 13 and the through channels 18 of the retainer 17, the gas pressure is equalized inside and outside the elastic locking element 15, it restores its original initial shape due to stiffeners 16, and the flow of gas through the radial channels "b" in the housing 1 is stopped.

При достижении величины заданного давления в газожидкостном потоке цикл повторяется. В случаях использования пилотного газлифтного клапана для постоянного газлифта предлагается съемный фиксатор 11, сняв штифт 12, удалить, работу клапана осуществлять без него. When the set pressure in the gas-liquid stream is reached, the cycle repeats. In cases of using a pilot gas-lift valve for permanent gas-lift, a removable lock 11 is proposed, having removed the pin 12, remove, the valve should be operated without it.

Claims (2)

1. ГАЗЛИФТНЫЙ ПИЛОТНЫЙ КЛАПАН, включающий полый корпус с верхними и нижними управляющими каналами, входными и выходными отверстиями, расположенные на наружной поверхности корпуса два ряда кольцевых эластичных уплотнений, нижнее из которых размещено между входными и выходными отверстиями, а верхнее - между верхними и нижними управляющими каналами, седло с проходным отверстием и гидравлически связанными с ним поперечными каналами, установленное в корпусе перпендикулярно к его оси поперечными каналами напротив нижних управляющих каналов корпуса, шток с приводом в верхней части и затвором на нижнем конце, установленным над седлом с возможностью перекрытия затвором его проходного отверстия, эластичный запорный элемент, выполненный в виде стакана и установленный под седлом с возможностью перекрытия своей боковой поверхностью входных отверстий на корпусе, и узел фиксации эластичного запорного элемента, выполненный в виде подпятника, размещенного под ним, и фиксатора с каналами, установленного внутри эластичного запорного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его в работе за счет уменьшения воздействия струи на эластичный запорный элемент и исключения его контакта со скважинной жидкостью при одновременном повышении эффективности в работе клапана за счет увеличения его пропускной способности, фиксатор выполнен в виде ступенчатой втулки, размещенной в верхней части эластичного запорного элемента, а подпятник - виде патрубка, осевой канал которого гидравлически связан с пространством за корпусом, причем сумма площадей поперечного сечения осевого канала патрубка и выходных каналов корпуса меньше площади поперечного сечения входных его каналов, а площадь поперечного сечения нижних управляющих каналов меньше площади поперечного сечения проходного отверстия седла, при этом эластичный запорный элемент выполнен с кольцевым гофром под фиксатором, а на его внутренней поверхности выполнены ребра жесткости. 1. GAS LIFT PILOT VALVE, comprising a hollow body with upper and lower control channels, inlet and outlet openings, two rows of annular elastic seals located on the outer surface of the body, the lower of which is located between the inlet and outlet openings, and the upper - between the upper and lower control channels, a saddle with a through hole and transverse channels hydraulically connected to it, mounted in the housing perpendicular to its axis by transverse channels opposite the lower control channels the case, a rod with an actuator in the upper part and a shutter on the lower end mounted above the saddle with the possibility of closing the shutter of its passage opening, an elastic locking element made in the form of a cup and installed under the saddle with the possibility of overlapping the entrance holes on the housing with its lateral surface, and the assembly fixing the elastic locking element, made in the form of a thrust bearing, placed under it, and a latch with channels installed inside the elastic locking element, characterized in that, in order to increase its reliability in operation by reducing the impact of the jet on the elastic shutoff element and eliminating its contact with the borehole fluid while increasing the efficiency of the valve by increasing its throughput, the latch is made in the form of a stepped sleeve located in the upper part of the elastic locking element, and thrust bearing - in the form of a nozzle, the axial channel of which is hydraulically connected with the space behind the housing, and the sum of the cross-sectional areas of the axial channel of the nozzle and the output channels the casing is smaller than the cross-sectional area of its inlet channels, and the cross-sectional area of the lower control channels is smaller than the cross-sectional area of the saddle through hole, while the elastic locking element is made with an annular corrugation under the lock, and stiffeners are made on its inner surface. 2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения фиксированного расхода газа при работе клапана, он снабжен съемным фиксатором верхнего положения штока. 2. The valve according to claim 1, characterized in that, in order to ensure a fixed gas flow during operation of the valve, it is equipped with a removable clamp for the upper position of the stem.
SU4825188 1990-05-19 1990-05-19 Gas-lift pilot valve RU2017938C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4825188 RU2017938C1 (en) 1990-05-19 1990-05-19 Gas-lift pilot valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4825188 RU2017938C1 (en) 1990-05-19 1990-05-19 Gas-lift pilot valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017938C1 true RU2017938C1 (en) 1994-08-15

Family

ID=21514165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4825188 RU2017938C1 (en) 1990-05-19 1990-05-19 Gas-lift pilot valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017938C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Газолифтный клапан. Общий каталог оборудования фирмы Самсо, 1978-79, разд.А, с.1127. *
Патент США N 3011511, кл. 137-156, опублик. 1961. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9988886B2 (en) Gas lift valve with mixed bellows and floating constant volume fluid chamber
US10316838B2 (en) Method and apparatus for preventing gas lock/gas interference in a reciprocating downhole pump
MX2011006676A (en) Smart hydraulic pumping apparatus for oil recovery and data retrieval from the bottom of an oil well.
US4036297A (en) Subsurface flow control apparatus and method
US5979553A (en) Method and apparatus for completing and backside pressure testing of wells
RU2291949C2 (en) Device for cutting off and controlling flow in a well with one or several formations
US4420043A (en) Valving apparatus for selectively sealing an annulus defined between a work string and the bore of an element of a production string of a subterranean well
US5899270A (en) Side intake valve assembly
US3040710A (en) Check valve
US3277838A (en) Gas lift system
RU2017938C1 (en) Gas-lift pilot valve
US3011511A (en) Air or gas lift valves
US3012540A (en) Percussion drilling apparatus
US6405803B1 (en) Differential flow control valve
US11713822B2 (en) Jetted check valve
RU2229586C1 (en) Controller valve
US4237980A (en) Check valve for fluid-producing wells
CA2175928C (en) A method of operating a gas lift flow control device
RU2325508C2 (en) Circulating valve
US3417774A (en) Retrievable gas lift valve assembly
US2588715A (en) Differential flow valve
RU2021490C1 (en) Subsurface safety valve
RU207559U1 (en) Packer for pipeless operation of oil wells with a borehole pump
SU1027365A1 (en) Packer
SU1035197A1 (en) Deep-well cutoff valve