RU2067164C1 - Well gas-lift unit - Google Patents

Well gas-lift unit Download PDF

Info

Publication number
RU2067164C1
RU2067164C1 RU94002566A RU94002566A RU2067164C1 RU 2067164 C1 RU2067164 C1 RU 2067164C1 RU 94002566 A RU94002566 A RU 94002566A RU 94002566 A RU94002566 A RU 94002566A RU 2067164 C1 RU2067164 C1 RU 2067164C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bellows
diameter
valve
gas
landing
Prior art date
Application number
RU94002566A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94002566A (en
Inventor
М.З. Шарифов
А.А. Осипов
Ф.Н. Анатоллы
В.А. Леонов
О.А. Чукчеев
В.М. Верблюдов
Original Assignee
Шарифов Махир Зафар оглы
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 Шарифов Махир Зафар оглы filed Critical Шарифов Махир Зафар оглы
Priority to RU94002566A priority Critical patent/RU2067164C1/en
Publication of RU94002566A publication Critical patent/RU94002566A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2067164C1 publication Critical patent/RU2067164C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry, particular, methods for oil recovery; applicable in starting and operation of wells by gas-lift method. SUBSTANCE: to increase reliability and efficiency of gas lift, the radial channels of nipple are inclined and, in height of tubing from bottom upward, diameter of each next axial channel nipple is larger than that of the previous one, and distance between next two nipples is larger than the distance between previous two nipples. Lower end of starting and working valves is rigidly connected with landing unit made with through axial channel whose lower end has opposite additional valve. Device has damper in form of hollow cylindrical stepped guide located in the body hollow and bellows for formation in the initial position of gap between body and guide, with gap reduction in the working position when stepped guide moves in body. Installed on valve bodies are cases with seals disconnecting hydraulic communication between internal and external hollows of valves. Valves have additional bellows installed in body. In this case, bellows form airtight neutral chamber together with body. Efficient diameter of additional bellows is less than diameter of gate which is determined by the following relation dPf/dPg = 1-(Db/Dgt)Dgt)2, where dPf is range of variation of fluid flow pressure, MPa; dPg is range of variation of injected gas pressure, MPa; Db is effective diameter of bellows, m; Dgt is gate diameter, m. Chamber between bellows is neutral and airtight. Diameter of gate equals that of lower bellows and is larger than diameter of upper bellows, which is determined from the following relation dPf/dPg=(Db/Dgt)Dgt)2, where Db is effective diameter of bellows, m. Landing units are made with through slots which accommodate thrust lugs of stop collet which is connected with lower ends of landing units by means of shear pins (screws) or resting on spiral spring. Collet is installed in lower part of ring with lugs upward and internal beads resting from above on shear ring. Stop collet is rigidly connected with lower end of landing unit. EFFECT: higher efficiency. 9 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технике добычи нефти и может быть использовано при запуске и эксплуатации скважин газлифтным способом. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the technique of oil production and can be used when starting and operating wells by a gas lift method.

Известен газлифтный клапан (Авт. св. СССР N 1717796, М. кл. Е 21 В 34/06, 1992), включающий полый корпус с пропускными каналами, верхние и нижние разобщающие элементы в виде сильфона или поршня, каждый из которых образует с корпусом камеру, заполненную частично демпфирующей жидкостью и сжатым газом, узел зарядки, седло и затвор. Known gas lift valve (Aut. St. USSR N 1717796, M. CL E 21 B 34/06, 1992), comprising a hollow body with passage channels, upper and lower uncoupling elements in the form of a bellows or piston, each of which forms with the body a chamber partially filled with a damping fluid and compressed gas, a charging unit, a saddle and a shutter.

Известно газлифтная скважинная установка (Мирзаджанзаде А.Х. Технология и техника добычи нефти, М. Недра, 1986 с.118, 129, 130), включающая колонну труб с башмачным обратным клапаном, ниппели с неосевыми, радиальными и осевыми проходными каналами для установки и фиксирования пусковых и рабочих клапанов выполненных в виде полого корпуса с седлом и наружным диаметром под диаметр осевого канала ниппеля, установленного в полости корпуса сильфона, жестко связанного со штоком затвора, установленного с возможностью посадки в седло корпуса. В данной установке смена всех клапанов в скважине с одним канатным инструментом не возможна, а также она имеет низкую вероятность по запуску скважины с выводом газа через нижний рабочий клапан. Также сами газлифтные клапаны при необходимости не могут быть использованы в качестве глухой пробки для опрессовки колонны труб. Кроме того во всех случаях они требуют зарядки сильфонной камеры сжатым газом, что снижает их надежность при негерметичности узла зарядки, требует специального стенда и дополнительных трудозатрат для их тарировки. Также при заполнении камеры сильфона демпфирующей жидкостью создается воздушное неэффективное пространство между направляющей и стенкой сильфона. Эти же клапаны имеют малое пропускное сечение при ограниченном наружном диаметре. Known gas lift well installation (Mirzadzhanzade A.Kh. Technology and technique for oil production, M. Nedra, 1986 p.118, 129, 130), including a pipe string with a shoe check valve, nipples with non-axial, radial and axial passage channels for installation and fixation of starting and working valves made in the form of a hollow body with a seat and an outer diameter for the diameter of the axial channel of the nipple installed in the cavity of the bellows body, rigidly connected with the valve stem installed with the possibility of landing in the body seat. In this installation, the change of all valves in the well with one wireline tool is not possible, and it also has a low probability of starting the well with a gas outlet through the lower working valve. Also, the gas lift valves themselves, if necessary, cannot be used as a blind plug for crimping a pipe string. In addition, in all cases, they require charging the bellows chamber with compressed gas, which reduces their reliability when the charging unit is leaking, requires a special stand and additional labor costs for calibration. Also, when the bellows chamber is filled with damping fluid, an air ineffective space is created between the guide and the bellows wall. The same valves have a small cross-section with a limited outer diameter.

Цель изобретения повышение надежности и эффективности работы газлифтной установки. Положительный эффект выражается в увеличении добычи нефти и повышении срока службы установки. The purpose of the invention is to increase the reliability and efficiency of a gas lift installation. The positive effect is expressed in an increase in oil production and an increase in the service life of the installation.

Цель достигается за счет следующих решений:
радиальные каналы ниппеля выполнены наклонными, а по высоте колонны труб снизу вверх диаметр каждого последующего осевого канала ниппеля больше, чем диаметр предыдущего, а расстояние между последующими двумя ниппелями больше, чем предыдущее. Это позволяет осуществить последовательную смену клапанов из ниппеля и обеспечить надежный запуск скважины;
нижний конец пусковых и рабочих (газлифтных) клапанов жестко связан с посадочным узлом, выполненным со сквозным осевым каналом, на нижнем конце которого оппозитно установлен дополнительный клапан, что повышает его пропускное сечение;
клапан снабжен демпфером, выполненным в виде полой цилиндрической ступенчатой направляющей, размещенной в полости коpпуса и сильфона с возможностью в исходном положении образования зазора между корпусом и направляющей с уменьшением зазора в рабочем положении при перемещении ступенчатой направляющей в корпусе;
на корпусах газлифтных клапанов установлены кожухи с уплотнениями, разобщающие гидравлические связи между внутренней и наружной полостью газлифтных клапанов, что позволяет опрессовать колонны НКТ с установкой на герметичность;
клапаны снабжены дополнительным сильфоном, установленным в коpпусе, при этом сильфоны образуют с корпусом герметичную нейтральную камеру, а эффективный диаметр дополнительного сильфона меньше, чем диаметр затвора, который определяется из следующего соотношения:
dPп/dPг 1 (Dc/Dз)2
dPп диапазон изменения давления потока жидкости, МПа;
dPг диапазон изменения давления нагнетаемого газа, МПа;
Dc эффективный диаметр сильфона, м;
Dз диаметр затвора.
The goal is achieved through the following solutions:
the radial channels of the nipple are made oblique, and the diameter of each subsequent axial channel of the nipple is larger than the diameter of the previous one along the height of the pipe string from bottom to top, and the distance between the next two nipples is greater than the previous one. This allows for a consistent change of valves from the nipple and to ensure reliable start of the well;
the lower end of the starting and working (gas-lift) valves is rigidly connected to the landing unit made with a through axial channel, at the lower end of which an additional valve is installed opposite, which increases its throughput section;
the valve is equipped with a damper made in the form of a hollow cylindrical step guide located in the housing of the housing and the bellows with the possibility in the initial position of the formation of a gap between the body and the guide with a decrease in the gap in the working position when moving the step guide in the body;
casings with seals are installed on the bodies of gas-lift valves, disconnecting the hydraulic connections between the internal and external cavities of the gas-lift valves, which allows pressure testing of tubing strings with installation for tightness;
the valves are equipped with an additional bellows installed in the housing, while the bellows form a sealed neutral chamber with the body, and the effective diameter of the additional bellows is less than the diameter of the shutter, which is determined from the following ratio:
dPp / dPg 1 (Dc / Dз) 2
dPp range of variation of fluid flow pressure, MPa;
dPg range of pressure changes of the injected gas, MPa;
Dc is the effective diameter of the bellows, m;
Dz is the diameter of the shutter.

Этот признак исключает зарядку клапана и обеспечивает его работу от разницы сил, действующих сверху и снизу;
камера между сильфонами газлифтного клапана выполнена нейтральной и герметичной, при этом диаметр затвора равен эффективному диаметру нижнего сильфона, и в свою очередь, больше диаметра верхнего сильфона, который определяется из следующего соотношения:
dPп/dPг (Dвc/Dз)2
где Dвс эффективный диаметр сильфона, м.
This feature excludes valve charging and ensures its operation from the difference in forces acting from above and from below;
the chamber between the bellows of the gas lift valve is neutral and sealed, while the diameter of the shutter is equal to the effective diameter of the lower bellows, and in turn, is larger than the diameter of the upper bellows, which is determined from the following ratio:
dPp / dPg (Dвc / Dз) 2
where Dвс is the effective diameter of the bellows, m.

Этот признак также исключает зарядку клапана сжатым газом и обеспечивает его работу от разницы сил, действующих снизу на затвор и сверху на эффективную площадь верхнего сильфона;
посадочные узлы выполнены со сквозными прорезями, в которых установлены упорные лепестки стопорной цанги, соединяющейся с нижними концами посадочных узлов срезными штифтами (винтами) или опирающейся на спиральную пружину;
цанга установлена в нижней части кольца и размещена лепестками вверх с внутренними буртами, опирающимися сверху на срезное кольцо;
фиксатор в виде цанги жестко связан с нижним концом посадочного узла, что исключает использование срезных штифтов при небольших усилиях срыва клапана;
фиксатор в виде стопорного пружинного кольца может быть установлен на корпусе посадочного узла с радиальным зазором;
фиксатор может быть выполнен в виде подпружиненного по оси корпуса посадочного узла кольца, имеющего в радиальных каналах стопорные шарики или кулачки.
This feature also eliminates the charging of the valve with compressed gas and ensures its operation from the difference in forces acting from below on the valve and from above on the effective area of the upper bellows;
the landing nodes are made with through slots in which the thrust lobes of the locking collet are mounted, which connects to the lower ends of the landing nodes with shear pins (screws) or resting on a spiral spring;
the collet is installed in the lower part of the ring and placed with its petals upward with inner collars resting on top of the shear ring;
a collet-shaped latch is rigidly connected to the lower end of the landing unit, which eliminates the use of shear pins for small valve stall forces;
a latch in the form of a retaining spring ring can be installed on the housing of the landing unit with a radial clearance;
the latch can be made in the form of a ring-mounted spring assembly spring-loaded along the axis of the housing, having locking balls or cams in radial channels.

На фигуре 1 приводится общий вид газлифтной установки; на фиг. 2 - ниппель с газлифтным клапаном; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - газлифтный клапан с одним сильфоном; на фиг. 5 газлифтный клапан с двумя сильфонами; на фиг. 6 10 фиксаторы; на фиг. 11 узел состоящий из двух клапанов; на фиг. 12 сильфонная камера с демпфером в исходном положении; на фиг. 13 двухзатворный сильфонный клапан с демпфером (демпфер в рабочем положении). The figure 1 shows a General view of a gas lift installation; in FIG. 2 - nipple with gas lift valve; in FIG. 3, section AA in FIG. 2; in FIG. 4 - gas lift valve with one bellows; in FIG. 5 gas lift valve with two bellows; in FIG. 6 10 latches; in FIG. 11 node consisting of two valves; in FIG. 12 bellows chamber with a damper in the initial position; in FIG. 13 two-way bellows valve with damper (damper in working position).

Установка включает колонны НКТ 1 с ниппелями 2, газлифтные клапаны 3 и обратный клапан 4 (фиг. 1). Ниппели 2 для газлифтных клапанов 3 имеют неосевые 5 и не связанные с ними радиальные наклонные сквозные каналы 6 (фиг. 2), причем внутренний диаметр осевого проходного канала каждого последующего нижнего ниппеля 2 меньше, чем предыдущего, и соответственно внутренним осевым каналам ниппелей 2 выполнены наружные диаметры посадочных узлов 7 газлифтных клапанов 3. При спуске НКТ в скважину расстояние между ниппелями 2 по направлению сверху вниз уменьшают, чтобы обеспечить переход точки инжекции газа на нижележащий клапан при ограниченном давлении нагнетаемого газа для надежного запуска скважины. The installation includes tubing string 1 with nipples 2, gas lift valves 3 and check valve 4 (Fig. 1). The nipples 2 for gas-lift valves 3 have non-axial 5 and non-associated radial inclined through channels 6 (Fig. 2), the inner diameter of the axial passage channel of each subsequent lower nipple 2 being smaller than the previous one, and accordingly the outer axial channels of the nipples 2 are made outer the diameters of the landing nodes 7 of the gas lift valves 3. When lowering the tubing into the well, the distance between the nipples 2 in the direction from top to bottom is reduced to ensure the transition of the gas injection point to the underlying valve with limited pressure and injected gas for reliable start of the well.

Газлифтные (пусковые и рабочие) клапаны 3 состоят из полого корпуса 8 с радиальными 9 и осевым 10 каналами, сильфона 11, жестко связанного со штоком 12 и установленного в верхней части корпуса 8, образуя при этом герметичную камеру 13. Шток 12, жестко связан с затвором 14 над седлом 15 (фиг. 2). Gas-lift (starting and working) valves 3 consist of a hollow body 8 with radial 9 and axial 10 channels, a bellows 11, rigidly connected to the stem 12 and installed in the upper part of the housing 8, forming a sealed chamber 13. The stem 12 is rigidly connected to shutter 14 over the saddle 15 (Fig. 2).

Посадочный узел 7 с фиксатором 16 имеет уплотнение, разобщающее каналы 6 ниппеля 2. Радиальные 17 и осевые 18 каналы посадочного узла 7 гидравлически сообщаются каналом 10 клапана 3 и каналами 6 ниппеля 2. The landing unit 7 with the latch 16 has a seal separating the channels 6 of the nipple 2. The radial 17 and axial 18 channels of the landing unit 7 are hydraulically connected by the channel 10 of the valve 3 and the channels 6 of the nipple 2.

На корпусах газлифтных клапанов 3 могут быть установлены кожухи 19 с уплотнениями 20, разобщающие гидравлические связи между внутренней полостью корпусов 8 газлифтных клапанов 3 и внутренней полостью НКТ 1 для опрессовки на герметичность колонны труб в скважине (фиг. 2). В клапанах 3 могут быть установлены узлы зарядки 21 для заполнения камер 13 газом под высоким давлением. Cases 19 with seals 20 can be installed on the bodies of gas-lift valves 3, separating hydraulic connections between the internal cavity of the bodies 8 of the gas-lift valves 3 and the internal cavity of the tubing 1 for pressure testing the tightness of the pipe string in the well (Fig. 2). In the valves 3 can be installed nodes 21 to fill the chambers 13 with gas under high pressure.

Сильфон 11 газлифтного клапана может образовать с корпусом 8 герметичную нейтральную камеру 22 (в этом случае узел зарядки 21 исключается), при этом его эффективный диаметр (Dc) меньше, чем диаметр затвора 14 (Dз), который
определяется из уравнения баланса сил (фиг. 4):
Pг.max•(Sз-Sc) Fг.max (1)
Pг.min•(Sз-Sc) Fг.min (2)
Pп.max•Sз Fп.max (3)
Pп.min•Sз Fп.min (4)
Из равенства (1) (4) получим
dFг Fг.max Fг.min dFп Fп.max Fп.min (5)
dPг•(Sз-Sc) dPп•Sз (6)
Отсюда
dPп/dPг 1 (Dc/Dз)2 (7)
где dPп Рп.max Pп.min диапазон изменения давления потока жидкости;
dРг Рг.max Pг.min диапазон изменения давления нагнетаемого газа;
Sc 0,785•Dc2 эффективная поперечная площадь сильфона;
Sз 0,785•Dз2 поперечная площадь затвора.
The bellows 11 of the gas lift valve can form a sealed neutral chamber 22 with the body 8 (in this case, the charging unit 21 is excluded), while its effective diameter (Dc) is smaller than the diameter of the shutter 14 (Dз), which
determined from the equation of the balance of forces (Fig. 4):
Pg.max • (Sz-Sc) Fg.max (1)
Pg.min • (Sz-Sc) Fg.min (2)
Pp.max • Sz Fp.max (3)
Ppmin • Sz Fpmin (4)
From equality (1) (4) we obtain
dFg Fg.max Fg.min dFp Fp.max Fpmin (5)
dPg • (Sz-Sc) dPp • Sz (6)
From here
dPp / dPg 1 (Dc / Dз) 2 (7)
where dPp Pp.max Pp.min range of pressure change of the fluid flow;
dРг Рг.max Пг.min range of pressure change of the injected gas;
Sc 0.785 • Dc 2 effective transverse area of the bellows;
Sz 0.785 • Dz 2 transverse shutter area.

Если усилие от жесткости сильфона недостаточно, то на затвор 14 может быть установлена спиральная сжимающая пружина для дожатия затвора. If the force from the rigidity of the bellows is not enough, then a spiral compression spring can be installed on the shutter 14 to squeeze the shutter.

Камера 21 (фиг. 5) между сильфонами 22 и 23 корпуса 8 газлифтного клапана 3 может быть выполнена нейтральной и герметичной, при этом диаметр затвора 14 равен эффективному диаметру нижнего сильфона 23 (Dнс) и, в свою очередь, больше диаметра верхнего сильфона 22 (Dвс), находящегося под воздействием давления газа. Это соотношение определяется также из уравнения баланса сил, действующих на рабочее состояние клапана 3:
Pг.max•Sв.с Fг.max (8)
Pг.min•Sв.с Fг.min (9)
Pп.max•Sз Fп.max (10)
Pп.min•Sз Fп.min (11)
Из равенства (8) (11) получим
dPг•Sв.с dPп•Sз (12)
Отсюда
dPп/dPг (Dвс/Dз)2 (13)
где Sв.с 0,785•Dвс2 эффективная площадь верхнего сильфона.
The chamber 21 (Fig. 5) between the bellows 22 and 23 of the housing 8 of the gas lift valve 3 can be made neutral and tight, while the diameter of the shutter 14 is equal to the effective diameter of the lower bellows 23 (Dns) and, in turn, is larger than the diameter of the upper bellows 22 ( Dвс), which is under the influence of gas pressure. This ratio is also determined from the equation of the balance of forces acting on the operating state of valve 3:
Pg.max • Sv.s Fg.max (8)
Pg.min • Sv.s Fg.min (9)
Pp.max • Sz Fp.max (10)
Ppmin • Sz Fpmin (11)
From equality (8) (11) we obtain
dPg • Sv.s dPp • Sz (12)
From here
dPp / dPg (Dвс / Dз) 2 (13)
where Sv.s with 0.785 • Dvs 2 is the effective area of the upper bellows.

Корпус 24 посадочного узла 7 может быть выполнен со сквозными прорезями 25, в которых установлены упорные лепестки стопорной цанги 26 (фиксатор 16), соединяющийся с наконечником посредством срезного штифта (винта) 27 или опирающийся на спиральную пружину 28 (фиг. 5). The housing 24 of the landing unit 7 can be made with through slots 25, in which the thrust lobes of the locking collet 26 (latch 16) are mounted, connected to the tip by means of a shear pin (screw) 27 or supported by a spiral spring 28 (Fig. 5).

Фиксатор 16 в виде цанги 29 может быть установлен внизу срезного кольца 30 и размещен лепестками вверх с внутренними буртами, опирающимися сверху на срезное кольцо 30 (фиг. 6). The latch 16 in the form of a collet 29 can be installed at the bottom of the shear ring 30 and placed with its petals up with inner collars resting on top of the shear ring 30 (Fig. 6).

Фиксатор 16 в виде цанги 29 может быть жестко связан с корпусом 24 посадочного узла 7, имеющий зазор между лепестками цанги 29, что исключает использования срезных штифтов 27 при небольших усилиях срыва клапана (фиг. 7). The latch 16 in the form of a collet 29 can be rigidly connected with the housing 24 of the landing unit 7, having a gap between the petals of the collet 29, which eliminates the use of shear pins 27 with small efforts to stall the valve (Fig. 7).

Фиксатор 16, в виде стопорного пружинного кольца 31, может быть установлен на корпусе 24 посадочного узла 7 с радиальным зазором (фиг. 9). The latch 16, in the form of a snap spring ring 31, can be installed on the housing 24 of the landing unit 7 with a radial clearance (Fig. 9).

Фиксатор 16 может быть выполнен в виде подпружиненного по оси корпуса 24 посадочного узла 7, кольца 32, имеющий в радиальных каналах стопорные шарики или кулачки 33 (фиг. 10). The latch 16 can be made in the form of a spring-loaded on the axis of the housing 24 of the landing unit 7, a ring 32 having locking balls or cams 33 in the radial channels (Fig. 10).

Корпус посадочного узла (фиг. 11) может быть выполнен со сквозным осевым каналом 34, а на нижнем его конце оппозитно установлен дополнительный (второй) газлифтный клапан для повышения его пропускного сечения по газу. The housing of the landing unit (Fig. 11) can be made with a through axial channel 34, and at its lower end an additional (second) gas lift valve is installed opposite to increase its gas throughput section.

Демпфер (фиг. 12) может быть выполнен в виде полой цилиндрической ступенчатой направляющей 35, входящий в корпус 36 сильфона 11, причем в исходном состоянии между корпусом 36 сильфона 11 и направляющей 35 имеется зазор 37 для свободного перетока демпфирующий жидкости, а в рабочем состоянии сильфона 11 (фиг. 13) ступенька с большим диаметром 38, направляющей 35 входит в корпус 36 сильфона, уменьшая зазор, создает эффект демпфирования, что исключает появления воздушной подушки в камере сильфона, так как имеется выход воздуха через зазор 37 при заполнении камеры жидкостью. The damper (Fig. 12) can be made in the form of a hollow cylindrical stepped guide 35, which enters the housing 36 of the bellows 11, and in the initial state between the housing 36 of the bellows 11 and the guide 35 there is a gap 37 for free flow of damping fluid, and in the working state of the bellows 11 (Fig. 13) a step with a large diameter 38, the guide 35 enters the housing 36 of the bellows, reducing the gap, creates a damping effect, which eliminates the appearance of an air cushion in the bellows chamber, since there is an air outlet through the gap 37 when filling the cam ery liquid.

Сильфон 11 может быть жестко связан в средней части с корпусом 7 (например, штифтами 39). Сильфон 11 может быть закреплен сверху и снизу затворами 40 и 41, опирающимися на седла 42 и 43. При этом седла 42 и 43 могут быть жестко связаны с корпусом 7 штифтами 44. The bellows 11 can be rigidly connected in the middle part with the housing 7 (for example, pins 39). The bellows 11 can be fixed at the top and bottom with shutters 40 and 41, supported by the seats 42 and 43. In this case, the seats 42 and 43 can be rigidly connected to the housing 7 with pins 44.

Клапан (фиг. 4) работает от разницы усилий, возникающих от действия давления газа на затвор 14 сверху и от давления потока жидкости снизу на него. Вследствие разницы площадей, находящихся под воздействием давлений жидкости и газа, затвор 14 открывается, несмотря на то, что давление газа больше, чем давление потока жидкости. При этом газ, проходя через каналы клапана, поступает в трубу. The valve (Fig. 4) works from the difference in forces arising from the action of gas pressure on the shutter 14 from above and from the pressure of the liquid flow from below on it. Due to the difference in area under the influence of liquid and gas pressures, the shutter 14 opens despite the fact that the gas pressure is greater than the pressure of the liquid flow. In this case, gas passing through the valve channels enters the pipe.

Клапан (фиг. 5) работает от разницы усилий, возникающих от действия давления газа на сильфон 22 и от давления потока жидкости снизу на затвор 14. Вследствие разницы площадей, находящихся под воздействием давлений жидкости и газа, затвор 14 открывается. The valve (Fig. 5) operates from the difference in forces arising from the action of gas pressure on the bellows 22 and from the pressure of the liquid flow from below to the valve 14. Due to the difference in the areas under the influence of the pressure of the liquid and gas, the valve 14 opens.

Клапаны, показанные на фиг. 3 и 4, могут обеспечить разные давления их открытия и закрытия от потока жидкости при разных значениях устьевого давления газа без извлечения клапанов из скважины. То есть, когда изменяется давления газа на устье скважины с помощью регулятора, это давление на уровня клапана действует сверху на затвор 14 (фиг. 4) или на сильфон 22 (фиг. 5). При этом изменяя величину силы сопротивления на перемещение затвора 14 вверх изменяются давления открытия или закрытия клапанов от давления потока жидкости. Это, в свою очередь, позволяет расширить диапазон регулирования забойного давления скважины. The valves shown in FIG. 3 and 4, can provide different pressures for their opening and closing from the fluid flow at different wellhead gas pressures without removing the valves from the well. That is, when the gas pressure at the wellhead is changed with the help of a regulator, this pressure on the valve level acts from above on the shutter 14 (Fig. 4) or on the bellows 22 (Fig. 5). While changing the magnitude of the resistance force to move the shutter 14 upward, the opening or closing pressure of the valves changes from the pressure of the fluid flow. This, in turn, allows you to expand the range of regulation of the bottomhole pressure of the well.

Фиксатор при установке и извлечении клапанов работает следующим образом. The latch during installation and removal of the valves operates as follows.

На корпусе 24 посадочного узла 7 при спуске клапана лепестки цанги 26 утопляются во внутрь корпуса 24 вследствие соприкосновения с внутренней поверхностью ниппеля 2. При полной установке клапана 3 в ниппеле 2 лепестки цанги 26 возвращаются в исходное положение и препятствуют смещению клапана 3 вверх при движении газа и жидкости в скважине. При извлечении клапана 3 из ниппеля 2 лепестки цанги 26 упираются на ниппель (например, на нижний торец) и происходит срез штифта 27 или сжатие пружины 28 (фиг. 5). On the housing 24 of the landing unit 7, when the valve is lowered, the collet petals 26 are recessed into the inside of the housing 24 due to contact with the inner surface of the nipple 2. When the valve 3 is fully installed in the nipple 2, the collet 26 petals return to their original position and prevent valve 3 from moving upward when gas moves and fluid in the well. When removing the valve 3 from the nipple 2, the petals of the collet 26 abut against the nipple (for example, the lower end) and the pin 27 is cut off or the spring 28 is compressed (Fig. 5).

Фиксатор в виде цанги 29 при посадке клапана 3 перемещается вверх и утопляется за буртом корпуса 24. При полной установке клапана 3 в ниппеле 2 цанга 29 возвращается в исходное положение и упирается на срывное кольцо 30. При извлечении клапана 3 из ниппеля 2 цанга 29 упирается внутренним буртом лепестков на срывное кольцо 30 и происходит срез штифта 27 (фиг. 7). The retainer in the form of a collet 29 when the valve 3 is seated moves up and drowns behind the shoulder of the housing 24. When the valve 3 is fully installed in the nipple 2, the collet 29 returns to its original position and rests on the shear ring 30. When the valve 3 is removed from the nipple 2, the collet 29 rests against the internal the collar of the petals on the stall ring 30 and the pin 27 is cut off (Fig. 7).

Фиксатор в виде цанги 29 (фиг. 8) или пружинного кольца 31 (фиг. 9) при посадке клапана 3 прижимается стенками ниппеля 2 и утопляется в зазор. При полной установке клапана 3 в ниппеле 2 цанга 29 или пружинное кольцо 31 возвращаются в исходное положение и упираются наружными буртами на торец ниппеля 2. The latch in the form of a collet 29 (Fig. 8) or a spring ring 31 (Fig. 9) when landing valve 3 is pressed by the walls of the nipple 2 and is recessed into the gap. When the valve 3 is fully installed in the nipple 2, the collet 29 or the spring ring 31 returns to its original position and abuts against the end of the nipple 2 by the outer collars.

При извлечении клапана 3 из ниппеля 2 цанга 29 или кольцо 31 упираются внешним буртом на фаску в торце ниппеля 2 и прижимается вовнутрь в зазор (фиг. 8). When the valve 3 is removed from the nipple 2, the collet 29 or ring 31 abuts against the chamfer at the end of the nipple 2 with the outer shoulder and is pressed inward into the gap (Fig. 8).

При установке клапана 3 (фиг. 10) в ниппель шары 33 кольца 32 упираются в верхний торец ниппеля 2, при этом спиральная пружина прижимается и кольцо 32 смещается вверх и шары 33 скатываются с бурта корпуса 24 и уходят во внутрь кольца 32. После посадки клапана пружина выдвигает кольцо 32 на бурт корпуса 24 и шары 33 фиксируют клапан в ниппеле 2. При извлечении клапана 3 из ниппеля 2 шары 33 упираются в торец ниппеля 2 и происходит срыв штифта 27. Далее кольцо 32 выдвигается вниз за бурт корпуса и шары 33 уходит вниз, освобождая клапан (фиг. 9). When installing the valve 3 (Fig. 10) in the nipple, the balls 33 of the ring 32 abut against the upper end of the nipple 2, while the spiral spring is pressed and the ring 32 is displaced upward and the balls 33 slide off the shoulder of the housing 24 and go inside the ring 32. After landing the valve the spring pushes the ring 32 onto the shoulder of the housing 24 and the balls 33 fix the valve in the nipple 2. When the valve 3 is removed from the nipple 2, the balls 33 abut against the end of the nipple 2 and the pin 27 breaks. Next, the ring 32 extends downward over the shoulder of the housing and the balls 33 go down by releasing the valve (Fig. 9).

Газлифтная установка работает следующим образом. Gas lift installation operates as follows.

Газлифтные клапаны находятся в открытом состоянии под статическим давлением жидкости и избыточным давлением газа на устье скважины. Газ высокого давления поступает с устья скважины в колонны НКТ 1, снижает уровень жидкости и достигает первого клапана 3 (фиг. 1). При этом газ, проходя через каналы 18 и 17 клапана 3 и каналы 6 ниппеля 2 (фиг. 2), поступает в пространство между трубами (например, "2" и "4" НКТ) скважины и уменьшает давление жидкости на уровне первого клапана, а значит, и снижает давление на забое скважины. При снижение забойного давления до требуемого значения газ проходит через канал 17 посадочного узла 7 и каналы 5, 6 ниппеля 2 и достигает второго клапана 3, далее поступает через него в пространство между трубами. Таким образом, снижается уровень жидкости между трубами и, соответственно, уменьшается давление на забое скважины, что обеспечивает закачку газа через нижний рабочий клапан. При этом верхние пусковые клапаны закрываются за счет снижения давления потока жидкости и газа. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6 ЫЫЫ8 ЫЫЫ10 ЫЫЫ12 Gas lift valves are open under static fluid pressure and overpressure at the wellhead. High pressure gas enters from the wellhead into the tubing string 1, reduces the liquid level and reaches the first valve 3 (Fig. 1). When this gas, passing through the channels 18 and 17 of the valve 3 and the channels 6 of the nipple 2 (Fig. 2), enters the space between the pipes (for example, "2" and "4" tubing) of the well and reduces the fluid pressure at the level of the first valve, which means it reduces the pressure on the bottom of the well. When the bottomhole pressure decreases to the required value, the gas passes through the channel 17 of the landing unit 7 and the channels 5, 6 of the nipple 2 and reaches the second valve 3, then enters through it into the space between the pipes. Thus, the liquid level between the pipes decreases and, accordingly, the pressure at the bottom of the well decreases, which ensures gas injection through the lower working valve. At the same time, the upper starting valves are closed by reducing the pressure of the liquid and gas flow. YYY2 YYY4 YYY6 YYY8 YYY10 YYY12

Claims (9)

1. Газлифтная скважинная установка, включающая колонну труб с башмачным обратным клапаном, ниппели с неосевыми, радиальными и осевыми проходными каналами для установки и фиксирования пусковых и рабочих клапанов, выполненных в виде полого корпуса с седлом и наружным диаметром под диаметр осевого канала ниппеля, установленного в полости корпуса сильфона, жестко связанного со штоком затвора, установленного с возможностью посадки в седло корпуса, отличающаяся тем, что радиальные каналы ниппеля выполнены наклонными, а по высоте колонны труб снизу вверх диаметр каждого последующего осевого канала ниппеля больше, чем диаметр предыдущего, а расстояние между последующими двумя ниппелями больше, чем предыдущие. 1. Gas lift well installation, including a pipe string with a shoe check valve, nipples with non-axial, radial and axial passage channels for installing and fixing the start and operating valves, made in the form of a hollow body with a seat and an outer diameter under the diameter of the axial channel of the nipple installed in the cavity of the bellows body, rigidly connected to the valve stem, mounted with a possibility of landing in the saddle of the body, characterized in that the radial channels of the nipple are made inclined, and along the height of the pipe string From bottom to top, the diameter of each subsequent axial channel of the nipple is larger than the diameter of the previous one, and the distance between the next two nipples is greater than the previous ones. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что нижний конец пусковых и рабочих клапанов жестко связан с посадочным узлом, выполненным со сквозным осевым каналом, на нижнем конце которого оппозитно установлен дополнительный клапан. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the lower end of the starting and operating valves is rigidly connected with the landing unit made with a through axial channel, at the lower end of which an additional valve is installed opposite. 3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена демпфером, выполненным в виде полой цилиндрической ступенчатой направляющей, размещенной в полости корпуса и сильфона с возможностью в исходном положении образования зазора между корпусом и направляющей с уменьшением зазора в рабочем положении при перемещении ступенчатой направляющей в корпусе. 3. Installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that it is equipped with a damper made in the form of a hollow cylindrical stepped guide placed in the cavity of the housing and the bellows with the possibility in the initial position of the formation of a gap between the housing and the guide with a decrease in clearance in the working position when moving the stepped guide in the housing. 4. Установка по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что на корпусах клапанов установлены кожухи с уплотнениями, разобщающие гидравлические связи между внутренней и наружной полостями клапанов. 4. Installation according to paragraphs. 1 and 3, characterized in that on the valve bodies there are housings with seals that disconnect the hydraulic connections between the internal and external valve cavities. 5. Установка по пп. 1, 3 и 4, отличающаяся тем, что клапаны снабжены дополнительным сильфоном, установленным в корпусе, при этом сильфоны образуют с корпусом герметичную нейтральную камеру, а эффективный диаметр дополнительного сильфона меньше, чем диаметр затвора, который определяется из следующего соотношения:
dPп/d 1 (Dс/Dз)2,
где dPп диапазон изменения давления потока жидкости, МПа;
d диапазон изменения давления нагнетаемого газа, МПа;
Dс эффективный диаметр сильфона, м;
Dз диаметр затвора, м.
5. Installation according to paragraphs. 1, 3 and 4, characterized in that the valves are equipped with an additional bellows installed in the housing, while the bellows form a sealed neutral chamber with the housing, and the effective diameter of the additional bellows is less than the diameter of the shutter, which is determined from the following ratio:
d Pp / d Pg 1 (D s / D s ) 2 ,
where d Pп range of pressure changes in the fluid flow, MPa;
d Pg range of pressure changes of the injected gas, MPa;
D with the effective diameter of the bellows, m;
D s shutter diameter, m.
6. Установка по пп. 1, 3 и 4, отличающаяся тем, что камера между сильфонами клапана выполнена нейтральной и герметичной, при этом диаметр затвора равен эффективному диаметру нижнего сильфона и больше диаметра верхнего сильфона, который определяется из следующего соотношения:
dPп/d (Dвс/Dз)2,
где Dвс эффективный диаметр сильфона, м.
6. Installation according to paragraphs. 1, 3 and 4, characterized in that the chamber between the bellows of the valve is made neutral and sealed, while the diameter of the shutter is equal to the effective diameter of the lower bellows and larger than the diameter of the upper bellows, which is determined from the following ratio:
d Pp / d Pg (D sun / D s ) 2 ,
Sun D where the effective diameter of the bellows, m.
7. Установка по пп. 1 6, отличающаяся тем, что посадочные узлы выполнены со сквозными прорезями, в которых размещены упорные лепестки стопорной цанги, соединяющейся с нижними концами посадочных узлов срезными штифтами (винтами) или опирающейся на спиральную пружину. 7. Installation according to paragraphs. 1 to 6, characterized in that the landing nodes are made with through slots, in which are placed the thrust petals of the locking collet, connected to the lower ends of the landing nodes with shear pins (screws) or supported by a spiral spring. 8. Установка по пп. 1 6, отличающаяся тем, что она снабжена срезным кольцом, цанга установлена в нижней части кольца и лепестками вверх с внутренними буртами, опирающимися сверху на срезное кольцо. 8. Installation according to paragraphs. 1 to 6, characterized in that it is equipped with a shear ring, the collet is installed in the lower part of the ring and the petals up with inner collars resting on top of the shear ring. 9. Установка по пп. 1 6, отличающаяся тем, что стопорная цинга жестко связана с нижним концом посадочного узла. 9. Installation according to paragraphs. 1 to 6, characterized in that the retaining scurvy is rigidly connected with the lower end of the landing node.
RU94002566A 1994-01-26 1994-01-26 Well gas-lift unit RU2067164C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94002566A RU2067164C1 (en) 1994-01-26 1994-01-26 Well gas-lift unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94002566A RU2067164C1 (en) 1994-01-26 1994-01-26 Well gas-lift unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94002566A RU94002566A (en) 1995-07-20
RU2067164C1 true RU2067164C1 (en) 1996-09-27

Family

ID=20151752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94002566A RU2067164C1 (en) 1994-01-26 1994-01-26 Well gas-lift unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2067164C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1717796, кл. Е 21 В 34/06, 1992. Мирзаджанзаде А.Х. Технология и техника добычи нефти. - М.: Недра, 1986, с. 118, 129 - 130. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4519456A (en) Continuous flow perforation washing tool and method
RU2636066C2 (en) Borehole tool to extend casing and method for casing extension with its use
CA2302538C (en) Production tubing shunt valve
US5988282A (en) Pressure compensated actuated check valve
US5335731A (en) Formation testing apparatus and method
US9057255B2 (en) Dual flow gas lift valve
AU735560B2 (en) Pressure responsive well tool with intermediate stage pressure position
US4473122A (en) Downhole safety system for use while servicing wells
CA1137868A (en) Oil well testing string bypass valve
CN108474242A (en) Annular barrier and downhole system for area of low pressure
USRE32345E (en) Packer valve arrangement
RU2067164C1 (en) Well gas-lift unit
RU2229586C1 (en) Controller valve
RU2101463C1 (en) Packer-type device for selective testing of beds
RU78514U1 (en) DEVICE FOR OVERLAPPING THE COMPLICATION AREA FOR DRILLING A WELL
RU2325508C2 (en) Circulating valve
RU2021486C1 (en) Packer
EP0378040A1 (en) Casing hanger running and retrieval tools
RU2601886C1 (en) Bypass valve for downhole hydraulic jack
RU2131017C1 (en) Well remedial unit
CN113846990B (en) Stage cementing device
RU2761234C1 (en) Downhole valve
RU2101465C1 (en) Device for cementation of casing string in well
US20220154561A1 (en) Well production methods and tubing systems
CN220133930U (en) Underground circulating device with fixed water injection pipe column backwashing function