RU202002U1 - ACTIVATION VALVE - Google Patents
ACTIVATION VALVE Download PDFInfo
- Publication number
- RU202002U1 RU202002U1 RU2020126510U RU2020126510U RU202002U1 RU 202002 U1 RU202002 U1 RU 202002U1 RU 2020126510 U RU2020126510 U RU 2020126510U RU 2020126510 U RU2020126510 U RU 2020126510U RU 202002 U1 RU202002 U1 RU 202002U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- seat
- saddle
- ball
- basket
- Prior art date
Links
- 230000004913 activation Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims abstract description 23
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Check Valves (AREA)
Abstract
Техническое решение относится к добывающей промышленности, в частности к устройству активационного клапана, который применяется в компоновках оборудования для проведения многостадийного гидроразрыва пласта (МСГРП) в вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважинах. Заявленный активационный клапан, преимущественно, устанавливается в нижней части компоновки и позволяет создать необходимый перепад давления для активации пакера гидромеханического путем перекрытия внутреннего проходного канала хвостовика, то есть он выполняет функцию запирающего клапана однократного действия. Активационный клапан содержит полый корпус клапана с концентрично размещенными в нем корпусом седла и седлом, причем седло установлено в корпусе седла на срезных винтах. Корпус клапана выполнен составным из корпуса муфтовой части и корпуса ниппельной части с образованием на внутренней поверхности корпуса ниппельной части кольцевого выступа. Корпус седла выполнен на внешней стороне с фланцем и установлен в корпус клапана с опорой фланцем на кольцевой выступ ниппельной части корпуса клапана, при этом корпус седла в нижней части снабжен корзиной, выполненной со сквозными радиальными каналами в боковой поверхности корзины и с центральным отверстием в донной части. Кроме того, на внутренней поверхности корпуса седла выполнена кольцевая проточка, в которой размещено стопорное кольцо. При этом седло размещено в корпусе седла с возможностью ограниченного осевого перемещения и выполнено в форме стакана, в нижней части которого выполнены радиальные каналы в местах, соответствующих каналам корзины. Причем корпус седла и седло на наружной поверхности снабжены кольцевыми проточками с установленными в них уплотнительными элементами. Технический результат от использования активационного клапана заключается в надежном обеспечении заданной величины дифференциального давления между внутренней полостью колонны-хвостовика и заколонным пространством за счет повышения герметичности конструкции клапана, простого процесса настройки давления закрытия и надежного блокирования подвижных элементов клапана после его закрытия. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.The technical solution relates to the mining industry, in particular to the device of the activation valve, which is used in the layouts of equipment for carrying out multi-stage hydraulic fracturing (MSHF) in vertical, directional and horizontal wells. The claimed activation valve is mainly installed in the lower part of the assembly and allows you to create the necessary pressure drop to activate the hydromechanical packer by closing the inner passageway of the liner, that is, it performs the function of a single-acting shut-off valve. The activation valve contains a hollow valve body with a seat body and a seat concentrically located in it, and the seat is installed in the seat body by shear screws. The valve body is made up of the coupling part body and the nipple part body with the formation of an annular protrusion on the inner surface of the body of the nipple part. The seat body is made on the outside with a flange and is installed in the valve body with a flange supported on the annular protrusion of the nipple part of the valve body, while the seat body in the lower part is equipped with a basket made with through radial channels in the side surface of the basket and with a central hole in the bottom part ... In addition, an annular groove is made on the inner surface of the seat body, in which the retaining ring is located. In this case, the saddle is placed in the saddle body with the possibility of limited axial movement and is made in the form of a glass, in the lower part of which there are radial channels in places corresponding to the channels of the basket. Moreover, the saddle body and the saddle on the outer surface are equipped with annular grooves with sealing elements installed in them. The technical result from the use of an activation valve is to reliably provide a predetermined differential pressure between the inner cavity of the liner string and the annular space by increasing the tightness of the valve structure, a simple process of adjusting the closing pressure and reliably blocking the movable elements of the valve after it is closed. 5 p.p. f-ly, 1 dwg
Description
Область техникиTechnology area
Техническое решение относится к добывающей промышленности, в частности, к устройству активационного клапана, который применяется в компоновках оборудования для проведения многостадийного гидроразрыва пласта (МСГРП) в вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважинах. Заявленный активационный клапан, преимущественно, устанавливается в нижней части компоновки и позволяет создать необходимый перепад давления для активации пакера гидромеханического путем перекрытия внутреннего проходного канала хвостовика. The technical solution relates to the mining industry, in particular, to the device of the activation valve, which is used in the layouts of equipment for multistage hydraulic fracturing (MSHF) in vertical, directional and horizontal wells. The claimed activation valve is predominantly installed in the lower part of the assembly and allows creating the necessary pressure drop to activate the hydromechanical packer by closing the inner passageway of the liner.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известны различные варианты конструкции активационных клапанов для нефтегазодобывающей промышленности. В частности, из описания патента РФ на изобретение RU2055152, МПК: E21B33/12, опубликованного 27.02.1996, известен активационный клапан, служащий для закрепления пакеров в эксплуатационных колоннах нефтяных и газовых скважин. Данный клапан состоит из корпуса, в котором на срезных винтах установлена полая втулка с седлом под сбрасываемый шар, размещенная в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения. При этом верхний торец седла выполнен наклонным, а в корпусе выполнено дополнительное радиальное отверстие.Various design options for activation valves for the oil and gas industry are known in the art. In particular, from the description of the patent of the Russian Federation for the invention RU2055152, IPC: E21B33 / 12, published on 02.27.1996, an activation valve is known, which serves to fix packers in production strings of oil and gas wells. This valve consists of a body in which a hollow bushing with a seat for a dumped ball is installed on shear screws, placed in the body with the possibility of limited axial movement. In this case, the upper end of the saddle is made inclined, and an additional radial hole is made in the body.
Срезной активационный посадочный клапан работает следующим образом. После спуска в скважину колонны лифтовых труб с пакером и срезным активационным посадочным клапаном, расположенным ниже пакера, с устья сбрасывается шар, который садится на посадочную фаску наклонного торца седла клапана. Далее на устье скважины создается расчетное избыточное гидравлическое давление, при котором происходит закрепление пакера в эксплуатационной колонне скважины. Затем при давлении, превышающем расчетное, происходит срез винтов, в результате чего седло с шаром устремляется вниз до посадки нижнего торца седла в ограничительный бурт корпуса клапана. Одновременно шар под воздействием потока жидкости скатывается по наклонной плоскости верхнего торца седла, и далее под воздействием веса падает в межтрубное пространство скважины на забой. При этом поток жидкости вместе с шаром проходит через радиальное отверстие корпуса, в результате чего происходит сброс избыточного давления, что исключает возможность гидравлического удара при срезе упомянутых винтов.Shear activation landing valve works as follows. After running the tubing string into the well with a packer and a shear activation landing valve located below the packer, a ball is dropped from the wellhead, which sits on the landing chamfer of the inclined end of the valve seat. Further, a calculated excess hydraulic pressure is created at the wellhead, at which the packer is fixed in the production string of the well. Then, at a pressure exceeding the design pressure, the screws are sheared, as a result of which the seat with the ball rushes down until the lower end of the seat fits into the restrictive shoulder of the valve body. At the same time, the ball, under the influence of the fluid flow, rolls along the inclined plane of the upper end of the seat, and then, under the influence of weight, falls into the annular space of the well to the bottom. In this case, the fluid flow together with the ball passes through the radial opening of the housing, as a result of which the excess pressure is released, which excludes the possibility of water hammer when shearing the said screws.
Недостатком конструкции известного активационного посадочного клапана является несоответствие его конструкции требованиям к оборудованию для проведения многостадийного гидроразрыва, поскольку корпус клапана имеет дополнительное радиальное отверстие для сброса шара.The disadvantage of the design of the known activation landing valve is that its design does not comply with the requirements for equipment for carrying out multistage hydraulic fracturing, since the valve body has an additional radial opening for dumping the ball.
Из описания патента РФ на полезную модель RU101488, МПК: E21B 33/14, опубликованного 20.01.2011, известна муфта посадочная, которая устанавливается в нижней части колонны хвостовика, и предназначается для активации гидравлической подвески хвостовика путем посадки запирающей пробки либо шара в герметизирующее седло муфты. Таким образом, муфта посадочная позволяет создать необходимый перепад давления для активации гидромеханического пакера подвески хвостовика путем перекрытия внутреннего проходного канала упомянутой колонны труб хвостовика, то есть выполняет функцию активационного запирающего клапана однократного действия. Данное техническое решение может быть выбрано в качестве наиболее близкого аналога заявленной полезной модели.From the description of the patent of the Russian Federation for utility model RU101488, IPC: E21B 33/14, published on January 20, 2011, a landing collar is known, which is installed in the lower part of the liner string, and is designed to activate the hydraulic suspension of the liner by planting a locking plug or ball in the sealing saddle of the coupling ... Thus, the landing collar makes it possible to create the necessary pressure drop to activate the hydromechanical packer of the liner hanger by closing the inner passageway of the said liner string, that is, it performs the function of a single-action activation shut-off valve. This technical solution can be chosen as the closest analogue of the claimed utility model.
Из описания и чертежа указанной полезной модели по патенту RU101488 известно устройство в виде клапана, которое содержит полый цилиндрический корпус с концентрично размещенными в нем корпусом седла и седлом, установленным в корпусе седла на срезных винтах. Причем, верхний торец корпуса седла и самого седла выполнены в виде воронки, образующей посадочное гнездо для пробки. A device in the form of a valve is known from the description and drawing of the said utility model according to RU101488, which contains a hollow cylindrical body with a seat body concentrically placed in it and a seat mounted in the seat body on shear screws. Moreover, the upper end of the saddle body and the saddle itself are made in the form of a funnel forming a seat for the plug.
Отмечается, что пробка может иметь различную конфигурацию. Она может быть выполнена в виде очистительной пробки с кольцевой манжетой либо в виде шара. It is noted that the plug can have various configurations. It can be made in the form of a cleaning plug with an annular collar or in the form of a ball.
В описании полезной модели также указано, что корпус седла и седло предпочтительно выполнены из алюминиевого сплава для удобства разбуривания запирающих элементов конструкции данного клапана, которые не имеют повторного применения.In the description of the utility model it is also indicated that the seat body and the seat are preferably made of an aluminum alloy for the convenience of drilling out the locking elements of the structure of this valve, which are not reusable.
Недостатком описанной выше полезной модели является невысокая надежность устройства, а также то, что после среза винтов, седло падает на забой, засоряя его. Кроме того, устройство имеет низкую герметичность, поскольку не обеспечено уплотнительными элементами в местах соединения деталей корпуса клапана с корпусом седла и седлом.The disadvantage of the above-described utility model is the low reliability of the device, as well as the fact that after the screws are cut, the saddle falls to the bottom, clogging it. In addition, the device has low tightness, since it is not provided with sealing elements at the joints of the valve body parts with the seat body and seat.
Заявленная полезная модель направлена на расширение арсенала средств, представляющих собой активационные клапаны для нефтегазовой промышленности.The claimed utility model is aimed at expanding the arsenal of tools that are activation valves for the oil and gas industry.
Заявленная полезная модель также направлена на решение задачи по повышению надежности, работоспособности и экономичности активационного клапана при его использовании в тяжелых эксплуатационных условиях в составе колонны-хвостовика при установке в нефтегазовые скважины оборудования для осуществления гидроразрыва пласта.The declared utility model is also aimed at solving the problem of increasing the reliability, operability and efficiency of the activation valve when used in severe operating conditions as part of a liner string when installing equipment for hydraulic fracturing in oil and gas wells.
Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of the utility model
Технический результат от использования активационного клапана заключается в надежном обеспечении заданной величины дифференциального давления (перепада давления) между внутренней полостью колонны-хвостовика и заколонным пространством за счет повышении герметичности конструкции клапана, а также простого процесса настройки давления закрытия и надежного блокирования подвижных элементов клапана после его закрытия.The technical result from the use of an activation valve is to reliably provide a predetermined value of differential pressure (pressure drop) between the inner cavity of the liner string and the annular space by increasing the tightness of the valve structure, as well as a simple process of adjusting the closing pressure and reliably blocking the moving valve elements after it is closed ...
Для достижения заявленного технического результата предлагается активационный клапан, содержащий полый корпус клапана с концентрично размещенными в нем корпусом седла и седлом, причем седло установлено в корпусе седла на срезных винтах. Корпус клапана выполнен составным из корпуса муфтовой части и корпуса ниппельной части с образованием на внутренней поверхности корпуса ниппельной части кольцевого выступа, а корпус седла выполнен на внешней стороне с фланцем и установлен в корпус клапана с опорой фланца на кольцевой выступ ниппельной части корпуса клапана, при этом корпус седла в нижней части снабжен корзиной, выполненной со сквозными радиальными каналами в боковой поверхности корзины и с центральным отверстием в ее донной части. Кроме того, на внутренней поверхности корпуса седла выполнена кольцевая проточка, в которой размещено стопорное кольцо, при этом седло размещено в корпусе седла с возможностью ограниченного осевого перемещения и выполнено в виде стакана, в нижней части которого выполнены радиальные каналы в местах, соответствующих каналам корзины. Причем корпус седла и седло на наружной поверхности снабжены кольцевыми проточками с установленными в них уплотнительными элементами.To achieve the claimed technical result, an activation valve is proposed, comprising a hollow valve body with a seat body and a seat concentrically located therein, and the seat is installed in the seat body on shear screws. The valve body is made up of the body of the coupling part and the body of the nipple part with the formation of an annular projection on the inner surface of the body of the nipple part, and the seat body is made on the outer side with a flange and is installed in the valve body with a flange support on the annular projection of the nipple part of the valve body, while the saddle body in the lower part is equipped with a basket made with through radial channels in the side surface of the basket and with a central hole in its bottom part. In addition, an annular groove is made on the inner surface of the saddle body, in which a retaining ring is placed, while the saddle is placed in the saddle body with the possibility of limited axial movement and is made in the form of a glass, in the lower part of which there are radial channels in places corresponding to the channels of the basket. Moreover, the saddle body and the saddle on the outer surface are equipped with annular grooves with sealing elements installed in them.
Запирающим элементом активационного клапана является бросовый шар, выполненный с возможностью посадки на седло при сбрасывании его с устья скважины.The locking element of the activation valve is a throw-away ball made with the possibility of landing on the seat when it is dropped from the wellhead.
Составной корпус клапана содержит резьбовое соединение корпуса муфтовой части и корпуса ниппельной части, при этом на нижнем конце муфтовой части корпуса дополнительно выполнены отверстия, в которые установлены штифты с упором в кольцевую проточку на ниппельной части корпуса.The composite valve body contains a threaded connection of the body of the coupling part and the body of the nipple part, while at the lower end of the coupling part of the body there are additionally made holes in which the pins are installed with an emphasis on the annular groove on the nipple part of the body.
Корпус активационного клапана на конце муфтовой части выполнен с внутренней конической резьбой под входной патрубок, а с другой стороны на конце ниппельной части он выполнен с наружной конической резьбой под выходной патрубок.The activation valve body at the end of the coupling part is made with an internal tapered thread for the inlet pipe, and on the other side at the end of the nipple part it is made with an external tapered thread for the outlet pipe.
В заявленном активационном клапане вход в седло выполнен в виде воронки, образованной устьем седла, плотно сопряженным с устьем корпуса седла и с конической расточкой на прилегающем участке муфтовой части корпуса клапана, которые вместе формируют единую коническую поверхность, образующую приемное гнездо для улавливания шара для посадки в седло.In the claimed activation valve, the seat entrance is made in the form of a funnel formed by the seat mouth, tightly mated with the seat body mouth and with a conical bore on the adjacent section of the valve body coupling part, which together form a single conical surface forming a receptacle for catching the ball for landing in saddle.
В заявленном активационном клапане в донной части седла выполнена глухая конусная проточка.In the claimed activation valve, a blind conical groove is made in the bottom of the seat.
При эксплуатации заявленной конструкции активационного клапана возможно два варианта его использования либо с применением одного бросового шара, либо с применением двух бросовых шаров разного размера, что дополнительно повышает надежность заявленного оборудования.When operating the declared design of the activation valve, there are two possible options for its use, either with the use of one throw ball, or with the use of two throw balls of different sizes, which further increases the reliability of the declared equipment.
Дополнительным запирающим элементом в заявленной конструкции активационного клапана является шар, выполненный с возможностью посадки на конусную проточку в донной части седла. Такой дополнительный шар выполняют с меньшим размером диаметра по сравнению с ранее описанным шаром, предназначенным для посадки на седло, поскольку дополнительный шар проходит в полость седла и достигает его донной части.An additional locking element in the claimed design of the activation valve is a ball designed to fit on a tapered groove in the bottom of the seat. Such an additional ball is made with a smaller diameter size in comparison with the previously described ball intended to fit on the seat, since the additional ball passes into the seat cavity and reaches its bottom.
Активационный клапан, как правило, устанавливают в нижнюю часть хвостовика, и он работает в тяжелых условиях при повышенной температуре и в коррозионно-активной среде. Для повышения надежности и работоспособности заявленный клапан может быть выполнен с защитными покрытиями, например, с покрытием для защиты от сероводорода.The actuation valve is typically installed at the bottom of the liner and operates under severe conditions, elevated temperatures and corrosive environments. To increase reliability and operability, the declared valve can be made with protective coatings, for example, with a coating for protection against hydrogen sulfide.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Чертеж представлен для лучшего понимания полезной модели, однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что раскрытая полезная модель не ограничивается вариантом, представленным на чертеже.The drawing is presented for a better understanding of the utility model, however, it will be obvious to a person skilled in the art that the disclosed utility model is not limited to the embodiment shown in the drawing.
На фиг. 1 представлен общий вид продольного сечения активационного клапана в соответствии с настоящим описанием полезной модели.FIG. 1 shows a general view of a longitudinal section of an activation valve in accordance with the present description of a utility model.
Элементы конструкции активационного клапана обозначены на фиг.1 следующими позициями:Structural elements of the activation valve are designated in figure 1 by the following positions:
1 - корпус муфтовой части;1 - body of the coupling part;
2 – корпус седла;2 - seat body;
3 - пружинное стопорное кольцо;3 - spring retaining ring;
4 - седло (для шара), герметизирующее;4 - sealing seat (for the ball);
5 - корпус ниппельной части;5 - body of the nipple part;
6 - шар активационный; 6 - activation ball;
7 - срезные винты;7 - shear screws;
10 – штифты (с уплотнительными прокладками);10 - pins (with gaskets);
11 – уплотнительные элементы, установленные в кольцевые проточки седла;11 - sealing elements installed in the annular grooves of the seat;
12 - уплотнительные элементы, установленные в кольцевые проточки корпуса седла.12 - sealing elements installed in annular grooves of the seat body.
Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model
На фиг. 1 представлен активационный клапан однократного действия, устанавливаемый в нижней части колонны-хвостовика, который позволяет после запирания седла шаром, создать дифференциальное давление (перепад давления) между внутренней полостью колонны-хвостовика и заколонным пространством, необходимое для активации пакера гидромеханического гидравлической подвески хвостовика (на чертеже не показаны).FIG. 1 shows a single-action activation valve installed in the lower part of the liner string, which allows, after locking the seat with a ball, to create a differential pressure (pressure drop) between the inner cavity of the liner string and the annulus required to activate the packer of the hydromechanical hydraulic liner hanger (in the drawing not shown).
Активационный клапан содержит полый корпус, в котором концентрично размещены и плотно сопряжены между собой корпус седла 2 и седло 4, причем седло 4 установлено в корпусе седла 2 на срезных винтах 7. The activation valve contains a hollow body in which the
Для удобства установки срезных винтов корпус заявленного клапана выполнен составным из двух частей, а именно, из корпуса муфтовой части 1 и корпуса ниппельной части 5 с образованием на внутренней поверхности корпуса ниппельной части 5 кольцевого выступа на месте соединения между собой указанных частей корпуса клапана. For the convenience of installing shear screws, the body of the claimed valve is made of two parts, namely, of the body of the
Корпус седла 2 выполнен на внешней стороне с фланцем и установлен в корпус клапана с опорой фланцем на кольцевой выступ ниппельной части 5 корпуса седла. Корпус седла 2 в нижней части снабжен корзиной, выполненной со сквозными радиальными каналами в боковой поверхности корзины и с центральным сквозным отверстием в ее донной части. The
Седло 4 выполнено в форме стакана с глухим дном, при этом в нижней части боковой стенки стакана выполнены радиальные каналы в местах, соответствующих радиальным каналам, имеющимся в корзине, с образованием проточного сообщения между полостью седла 4 и полостью ниппельной части 5 клапана.The
На внутренней поверхности корпуса седла 2 выполнена кольцевая проточка, в которой размещено стопорное кольцо 3.An annular groove is made on the inner surface of the
Кроме того, корпус седла 2 и седло 4 на наружной поверхности снабжены парными кольцевыми проточками с установленными в них уплотнительными элементами 11 и 12 соответственно.In addition, the body of the
Корпус активационного клапана является составным разъемным изделием. Он состоит из корпуса муфтовой части 1 и из корпуса ниппельной части 5, соединенных между собой по резьбе, которые неподвижно закреплены штифтами 10, установленными в отверстия на нижнем конце муфтовой части 1 корпуса с упором в соответствующую проточку на ниппельной части 5 корпуса. Разъемное изготовление корпуса активационного клапана позволяет концентрично установить внутри него соединенные срезными винтами 7 корпус седла 2 и само седло 4, при их плотном сопряжении между собой и с корпусом клапана по всей боковой поверхности упомянутых деталей с соблюдением условий герметичности в отличие от прототипа, в котором между корпусом клапана и корпусом седла имеется кольцевой карман, ослабляющий конструкцию клапана при осевых нагрузках давления активации. Причем герметичность соединения деталей заявленного клапана повышают кольцевые уплотнительные элементы, парно установленные в каждом месте соединения упомянутых деталей, соприкасающемся с жидкой средой.The activation valve body is a one-piece split piece. It consists of the body of the
Срезные винты 7 контролируют величину давления активации, выше которого они срезаются, после чего седло 4 переходит в положение «Закрыто», обеспечивая работоспособность заявленного устройства и возможность активации гидромеханического пакера подвески.Shear screws 7 control the value of the activation pressure, above which they are sheared off, after which the
Для повышения надежности клапана в кольцевой проточке корпуса седла 2 размещено пружинное стопорное кольцо 3, установленное напротив смежной проточки, выполненной на внешней поверхности седла 4. При осевом смещении верхней кромки седла 4 ниже проточки со стопорным кольцом 3 стопорное кольцо 3 разжимается, блокируя седло 4 от обратных осевых перемещений из положения «Закрыто».To increase the reliability of the valve, a
При работе заявленного устройства в наклонных скважинах для более надежного улавливания седлом 4 шара 6 заявленный клапан выполнен с приемным гнездом в виде гладкой воронки, образованной устьем седла 4, сопряженным с устьем корпуса седла 2 и конической расточкой на прилегающем участке муфтовой части 1 корпуса клапана, которые образуют единую коническую поверхность. Отсутствие зазоров между перечисленными деталями повышает надежность заявленной конструкции клапана.During operation of the claimed device in inclined wells for more reliable trapping by the
Активационный клапан работает следующим образом.The activation valve works as follows.
Активационный клапан, запирающий внутренний проходной канал хвостовика, применяется в компоновках для многостадийного гидроразрыва нефтегазоносного пласта (МСГРП) в вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважинах.An activation valve that closes the inner bore of the liner is used in assemblies for multi-stage hydraulic fracturing of an oil and gas reservoir (MSHF) in vertical, deviated and horizontal wells.
Активационный клапан обычно устанавливается в нижней части компоновки над обратным клапаном и позволяет создавать необходимый перепад давления между внутренней полостью колонны-хвостовика и заколонным пространством для активации пакера гидромеханического подвески. The activation valve is usually installed in the lower part of the assembly above the check valve and allows creating the necessary pressure difference between the inner cavity of the liner string and the annulus to activate the hydromechanical hanger packer.
Активационный клапан спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб в открытом положении в составе компоновки МСГРП. The activation valve is lowered into the well on the tubing string in the open position as part of the MSHF assembly.
Срабатывание активационного клапана происходит после сброса с устья скважины шара 6. Под действием силы тяжести шар 6 спускается по каналу колонны насосно-компрессорных труб и достигает корпуса активационного клапана, где садится на седло 4. При повышении давления жидкости во внутренней полости колонны-хвостовика шар 6 давит на седло 4, в результате чего происходит срез винтов 7. Седло 4 смещается вниз до упора в дно корзины, перекрывая сообщение между проточными полостями клапана, герметично запирая боковыми стенками седла 4 сквозные радиальные каналы в боковой поверхности корзины корпуса седла 2, а также центральное отверстие в ее донной части. После перемещения вниз седла 4, стопорное кольцо 3 разжимается, блокируя седло 4 от обратных осевых перемещений.The activation valve is triggered after the
Таким образом, прочностью срезных винтов 7 контролируется величина давления активации, выше которого винты срезаются, после чего седло 4 переходит в положение «Закрыто». Преимуществом заявленной полезной модели является простой процесс настройки давления закрытия, что повышает надежность активационного клапана.Thus, the strength of the shear screws 7 controls the value of the activation pressure, above which the screws are sheared, after which the
При эксплуатации активационного клапана в наклонных скважинах для повышения надежности его срабатывания предусмотрена возможность использования в качестве запирающего элемента еще одного шара (на чертеже не показан) меньшего диаметра по сравнению с описанным выше шаром 6.When operating the activation valve in deviated wells, to increase the reliability of its operation, it is possible to use another ball (not shown in the drawing) of a smaller diameter as a locking element as compared to the
Вариант работы активационного клапана с двумя шарами предусматривает следующие действия. Сначала с устья скважины сбрасывают активационный шар малого диаметра. Он улавливается приемным гнездом активационного клапана, выполненным в виде воронки, и направляется в полость седла 4, по которой опускается на дно стакана седла. В донной части седла 4 выполнена конусная проточка, которая фиксирует малый шар. Диаметр малого шара выбирается таким образом, чтобы, разместившись в проточке на донной части седла 4, малый шар имел возможность перекрыть входы в радиальные каналы седла 4, после чего сообщение между проточными полостями клапана в муфтовой и ниппельной части прекращается и клапан запирается. В этом случае второй шар 6 большого диаметра будет являться страховочным. Если состояние клапана «Закрыто» достигнуто с помощью малого шара, то запуск второго шара не требуется. The double-ball activation valve option provides the following steps. First, a small diameter activation ball is dropped from the wellhead. It is caught by the receptacle of the activation valve, made in the form of a funnel, and is directed into the
Например, при проходном сечении клапана 70 мм в качестве предпочтительных размеров шаров малый шар может быть выбран диаметром 15,04 мм, а большой шар 6 может быть выбран диаметром 25,4 мм. For example, with a valve opening of 70 mm as the preferred ball size, the small ball can be 15.04 mm in diameter and the
Однако, если при продвижении по наклонному каналу компоновки МСГРП малый шар где-то по пути зацепился, и его продвижение остановилось, то вслед за ним запускается страховочный большой шар 6, который продвигает малый шар и дополнительно сам перекрывает седло активационного клапана.However, if, while moving along the inclined channel of the MSHF assembly, a small ball caught on somewhere along the way and its advance stopped, then a safety
Возможность эксплуатации клапана с двумя шарами разного диаметра повышает надежность и работоспособность заявленной конструкции активационного клапана в условиях наклонных скважин.The ability to operate the valve with two balls of different diameters increases the reliability and performance of the declared design of the activation valve in deviated wells.
Заявленная полезная модель обеспечивает расширение арсенала средств в виде создания нового варианта конструкции активационного клапана для нефтегазовой промышленности, эффективно решающего задачу повышения надежности и работоспособности клапана при его использовании в тяжелых эксплуатационных условиях в составе колонны-хвостовика при установке в нефтегазовые скважины оборудования для осуществления гидроразрыва пласта.The claimed utility model provides an expansion of the arsenal of tools in the form of creating a new version of the design of an activation valve for the oil and gas industry, which effectively solves the problem of increasing the reliability and operability of the valve when used in severe operating conditions as part of a liner string when installing equipment for hydraulic fracturing in oil and gas wells.
Еще одним преимуществом полезной модели является то, что запирающие элементы активационного клапана не падают на забой, а улавливаются корзиной клапана. Это позволяет осуществить их утилизацию при подъеме компоновки из скважины.Another advantage of the utility model is that the locking elements of the activation valve do not fall to the bottom, but are caught by the valve basket. This allows them to be disposed of when lifting the assembly out of the well.
Кроме того, улавливание корзиной запирающих элементов активационного клапана снижает риск незапланированного открытия канала компоновки, поскольку корзина не содержит срезных элементов крепления, что повышает надежность заявленного устройства, как запирающего средства. Для открытия упомянутого канала потребуется разбуривание седла активационного клапана вместе с шаром и корзиной.In addition, the basket catching the locking elements of the activation valve reduces the risk of unplanned opening of the assembly channel, since the basket does not contain shear fastening elements, which increases the reliability of the claimed device as a locking means. To open the mentioned channel, it will be necessary to drill out the seat of the activation valve together with the ball and basket.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126510U RU202002U1 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | ACTIVATION VALVE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020126510U RU202002U1 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | ACTIVATION VALVE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU202002U1 true RU202002U1 (en) | 2021-01-27 |
Family
ID=74212635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020126510U RU202002U1 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | ACTIVATION VALVE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU202002U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754743C1 (en) * | 2021-03-25 | 2021-09-07 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Casing valve |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1025866A1 (en) * | 1982-02-26 | 1983-06-30 | Казахский Научно-Исследовательский Институт Минерального Сырья | Drilled-out packer |
RU2055152C1 (en) * | 1991-11-25 | 1996-02-27 | Государственное научно-производственное предприятие "Турбогаз" | Valve |
RU101488U1 (en) * | 2010-09-06 | 2011-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкспертНефтеГаз" | COUPLING LANDING |
RU2531407C2 (en) * | 2011-08-19 | 2014-10-20 | Везерфорд/Лэм, Инк. | Downhole device, downhole system and method for wellbore treatment |
WO2016154726A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Trican Completion Solutions Ltd. | Flow-actuated pressure equalization valve and method of use |
US9587475B2 (en) * | 2008-12-23 | 2017-03-07 | Frazier Ball Invention, LLC | Downhole tools having non-toxic degradable elements and their methods of use |
-
2020
- 2020-08-07 RU RU2020126510U patent/RU202002U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1025866A1 (en) * | 1982-02-26 | 1983-06-30 | Казахский Научно-Исследовательский Институт Минерального Сырья | Drilled-out packer |
RU2055152C1 (en) * | 1991-11-25 | 1996-02-27 | Государственное научно-производственное предприятие "Турбогаз" | Valve |
US9587475B2 (en) * | 2008-12-23 | 2017-03-07 | Frazier Ball Invention, LLC | Downhole tools having non-toxic degradable elements and their methods of use |
RU101488U1 (en) * | 2010-09-06 | 2011-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкспертНефтеГаз" | COUPLING LANDING |
RU2531407C2 (en) * | 2011-08-19 | 2014-10-20 | Везерфорд/Лэм, Инк. | Downhole device, downhole system and method for wellbore treatment |
WO2016154726A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Trican Completion Solutions Ltd. | Flow-actuated pressure equalization valve and method of use |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754743C1 (en) * | 2021-03-25 | 2021-09-07 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Casing valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4360064A (en) | Circulating valve for wells | |
CA2398032C (en) | Open well plunger-actuated gas lift valve and method of use | |
US4220206A (en) | Quick opening closure arrangement for well completions | |
US4646829A (en) | Hydraulically set and released bridge plug | |
US20200284121A1 (en) | Full bore buoyancy assisted casing system | |
CA1201379A (en) | Ball actuated releasable coupling | |
US4846272A (en) | Downhole shuttle valve for wells | |
EP3482039B1 (en) | Flow control assembly | |
AU2016268394B2 (en) | Multi-function dart | |
CA2933886C (en) | Pad plunger | |
US10927636B2 (en) | Annular barrier with valve unit | |
US11293260B2 (en) | Buoyancy assist tool | |
RU202002U1 (en) | ACTIVATION VALVE | |
US3530948A (en) | Perforator | |
US9157295B2 (en) | Control of fluid flow in oil wells | |
US5165493A (en) | Mud saver valve | |
US11293261B2 (en) | Buoyancy assist tool | |
US6220359B1 (en) | Pump through safety valve and method | |
RU2190083C1 (en) | Straightway valve-shutoff device | |
US7493950B2 (en) | Device for a long well tool | |
RU2107152C1 (en) | Subsurface isolating valve | |
EP2609283B1 (en) | Pump through circulating and or safety circulating valve | |
US3417774A (en) | Retrievable gas lift valve assembly | |
RU2294428C2 (en) | Well bore plugging device | |
RU2648383C1 (en) | Relief valve |