RU213576U1

RU213576U1 - VALVE FOR PROCESS WELL WASHING

Info

Publication number: RU213576U1
Application number: RU2022120717U
Authority: RU
Inventors: Богдан Николаевич Власов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР"
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2022-09-16

Abstract

Устройство относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использовано для очистки фильтра, входящего в состав добывающей колонны, а также закачки в пласт жидкости или пара. Клапан для технологической промывки скважи содержит полый корпус и крышку. В донной части корпуса выполнено сквозное центральное отверстие, в крышке выполнены сквозные отверстия, расположенные по окружности. Внутри корпуса расположен диск, выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси и перекрытия отверстия в донной части корпуса. Корпус выполнен из хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали с содержанием хрома от 12% до 25% и содержанием никеля от 8% до 40%. Достигается технический результат – повышение надежности клапана. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The device relates to the oil industry, in particular to equipment for the operation of an oil or gas well, and can be used to clean the filter, which is part of the production string, as well as to pump liquid or steam into the formation. The valve for technological well flushing contains a hollow body and a cover. A through central hole is made in the bottom part of the housing, through holes are made in the cover, located along the circumference. Inside the case there is a disc, which is made with the possibility of moving along its axis and closing the hole in the bottom part of the case. The body is made of chromium-nickel austenitic stainless steel with chromium content from 12% to 25% and nickel content from 8% to 40%. Achieved technical result - increased reliability of the valve. 1 z.p. f-ly, 1 ill.

Description

Устройство относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использовано для очистки фильтра, входящего в состав добывающей колонны, а также закачки в пласт жидкости или пара.The device relates to the oil industry, in particular to equipment for the operation of an oil or gas well, and can be used to clean the filter, which is part of the production string, as well as to pump liquid or steam into the formation.

Известен «АВТОНОМНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПРИТОКА» по патенту на изобретение РФ №273917, от 21.07.2020, опубликован 21.12.2020, МПК E21B34/08, E21B43/12, E21B34/32. Известный регулятор содержит два гидравлических сопротивления, выполненных в виде одного отверстия в крышке и нескольких отверстий в днище корпуса. Между крышкой и днищем с возможностью осевого перемещения установлен диск, выполняющий функции клапана, осевое перемещение которого с одной стороны ограничено крышкой, а с другой стороны выступами осевой ориентации, расположенными на днище внутри корпуса. В крышке отверстие выполнено в центре. В днище отверстия расположены по краю внутренней полости корпуса. Не менее трех выступов осевой ориентации диска расположены равномерно по окружности между отверстиями в днище корпуса.Known "AUTONOMOUS INFLOW CONTROL" according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 273917, dated July 21, 2020, published on December 21, 2020, IPC E21B34 / 08, E21B43 / 12, E21B34 / 32. Known regulator contains two hydraulic resistance, made in the form of one hole in the lid and several holes in the bottom of the housing. Between the cover and the bottom with the possibility of axial movement, a disk is installed that performs the functions of a valve, the axial movement of which is limited on the one hand by the cover, and on the other hand by axial orientation protrusions located on the bottom inside the body. The lid has a hole in the center. In the bottom, the holes are located along the edge of the inner cavity of the housing. At least three protrusions of the axial orientation of the disk are evenly spaced along the circumference between the holes in the bottom of the housing.

Наиболее близким по технической сути является «клапан УКП нагнетательный», известный из патента на изобретение «Скважинное устройство регулирования потока сред» РФ № 2674496, от 01.10.2018, опубликован 11.12.2018, МПК E21B34/08, E21B43/12, E21B43/08, F16K15/02. Известное устройство состоит из корпуса, выполненного из цельной заготовки и имеющего форму диска крышки с входным отверстием, через которое поступающий из паронагнетающей колонны пар, обтекая подвижную шайбу, выполненную в виде плоского диска, свободно перемещающегося в открытом пространстве, образованном между корпусом и крышкой, поступает через выходные отверстия, расположенные под углом относительно торца корпуса, в область нефтяного коллектора.The closest in technical essence is the “injection UKP valve”, known from the patent for the invention “Downhole device for regulating the flow of media” of the Russian Federation No. , F16K15/02. The known device consists of a housing made of a solid workpiece and having the shape of a cover disk with an inlet through which the steam coming from the steam injection column, flowing around a movable washer made in the form of a flat disk, freely moving in the open space formed between the housing and the cover, enters through the outlet holes located at an angle relative to the end of the body, into the area of the oil reservoir.

Эксплуатацию известных устройств осуществляют, в том числе, в агрессивной среде при высоких температурах и давлениях, например, при термокислотной обработке скважин. При закачивании в скважину кислотного состава агрессивная среда контактирует с корпусом устройства, как с внешней, так и с внутренней стороны. Эксплуатация устройства в кислотной среде значительно увеличивает скорость его коррозионного разрушения, что, в свою очередь, может привести к преждевременному выходу устройства из строя. Нагнетаемая среда проходит через корпус устройства на больших скоростях и может обладать высокой температурой, что способствует быстрому износу устройства, особенно, в области входного отверстия. Увеличение площади проходного сечения входного отверстия влечет за собой изменение интенсивности потока нагнетаемой среды, отклоняя ее от расчетной. Отклонение фактических параметров от расчетных приводит к снижению эффективности работы устройства. Так как контроль состояния известного устройства во время его эксплуатации невозможен, поскольку устройство находится в скважине, возникает необходимость повышения надежности устройства для обеспечения его штатной работы на протяжении всего эксплуатационного периода.The operation of known devices is carried out, including in an aggressive environment at high temperatures and pressures, for example, during thermal acid treatment of wells. When pumping an acid composition into the well, the aggressive medium contacts the device body, both from the outside and from the inside. Operation of the device in an acidic environment significantly increases the rate of its corrosion damage, which, in turn, can lead to premature failure of the device. The injected medium passes through the body of the device at high speeds and can have a high temperature, which contributes to the rapid wear of the device, especially in the area of the inlet. An increase in the area of the flow section of the inlet entails a change in the intensity of the flow of the injected medium, deviating it from the calculated one. The deviation of the actual parameters from the calculated ones leads to a decrease in the efficiency of the device. Since it is impossible to control the state of the known device during its operation, since the device is in the well, it becomes necessary to increase the reliability of the device to ensure its normal operation throughout the entire operational period.

Задачей заявляемого технического решения является повышение срока службы клапана для технологической промывки скважин с сохранением параметров, обеспечивающих штатный режим его работы.The objective of the proposed technical solution is to increase the service life of the valve for technological flushing of wells while maintaining the parameters that ensure its normal operation.

Поставленная задача решена за счет клапана для технологической промывки скважин, содержащего полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное центральное отверстие, в крышке выполнены сквозные отверстия, расположенные по окружности, а внутри корпуса расположен диск, выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси и перекрытия отверстия в донной части корпуса, при этом корпус выполнен из хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали с содержанием хрома от 12% до 25% и содержанием никеля от 8% до 40%.The problem is solved by means of a valve for technological well flushing, containing a hollow body and a cover, while a through central hole is made in the bottom part of the body, through holes are made in the cover, located along the circumference, and inside the body there is a disk configured to move along its axis and overlap of the hole in the bottom of the body, while the body is made of chromium-nickel austenitic stainless steel with a chromium content of 12% to 25% and a nickel content of 8% to 40%.

Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг. 1 - разрез клапана для технологической промывки скважин.The essence of the technical solution is illustrated in the drawing, where in Fig. 1 - section of the valve for technological flushing of wells.

На фиг. 1 изображены: клапан 1 для технологической промывки скважин, полый корпус 2, крышка 3, сквозные отверстия 4, сквозное центральное отверстие 5, диск 6, выступ 7, кольцевой уступ 8.In FIG. 1 shows: a valve 1 for technological flushing of wells, a hollow body 2, a cover 3, through holes 4, a through central hole 5, a disk 6, a ledge 7, an annular ledge 8.

Клапан для технологической промывки скважин выполнен следующим образом.The valve for technological washing of wells is made as follows.

Клапан 1 содержит полый корпус 2. Корпус 2 выполнен в виде цельной неразъемной детали. В донной части корпуса 2 выполнено сквозное центральное отверстие 5. Корпус 2 содержит внутренний кольцеобразный уступ 8, предназначенный для позиционирования крышки 3. В крышке 3 выполнены сквозные отверстия 4, расположенные по окружности. Крышка 3 закреплена относительно корпуса 2 любым известным из уровня техники способом, например при помощи резьбового соединения, сварки и так далее. Крышка 3 содержит со своей внутренней стороны выступ 7. Выступ 7 предназначен для ограничения осевого перемещения диска 6, расположенного внутри корпуса 2. Выступ 7 исключает возможность перекрытия диском 6 отверстий 4 и обеспечивает достаточную площадь проходного сечения потока. Диск 6 выполнен с возможностью осевого перемещения в пространстве между выступом 7 и донной частью корпуса 2. Возможность осевого перемещения диска 6 обеспечена выполнением его диаметра меньшим, чем минимальный внутренний диаметр полости корпуса 2. В своем крайнем положении, при контакте с донной частью корпуса 2 диск 6 перекрывает сквозное центральное отверстие 5. Корпус 2 изготавливают любым известным из уровня техники способом, например с использованием станка с числовым программным управлением. Корпус 2 изготавливают из хромоникелевой нержавеющей стали с аустенитной структурой. Сталь с аустенитной структурой обладает высокой прочностью и обладает высокой коррозионностойкостью. Указанные свойства стали обеспечивают длительный срок службы клапана 1 при его эксплуатации в агрессивной среде, например, при осуществлении кислотной обработки скважины. Высокая прочность хромоникелевой стали позволяет существенно снизить эрозионный износ корпуса 2.The valve 1 contains a hollow body 2. The body 2 is made in the form of a one-piece integral part. A through central hole 5 is made in the bottom part of the body 2. The body 2 contains an internal annular ledge 8 intended for positioning the cover 3. The cover 3 has through holes 4 located along the circumference. The cover 3 is fixed relative to the body 2 by any method known from the prior art, for example, by means of a threaded connection, welding, and so on. The cover 3 contains on its inner side a protrusion 7. The protrusion 7 is designed to limit the axial movement of the disk 6 located inside the housing 2. The protrusion 7 prevents the disk 6 from blocking the holes 4 and provides a sufficient flow area. The disk 6 is made with the possibility of axial movement in the space between the protrusion 7 and the bottom part of the body 2. The possibility of axial movement of the disk 6 is ensured by making its diameter smaller than the minimum inner diameter of the cavity of the body 2. In its extreme position, in contact with the bottom part of the body 2, the disk 6 covers the through central hole 5. The body 2 is made by any method known from the prior art, for example, using a CNC machine. The body 2 is made of chromium-nickel stainless steel with an austenitic structure. Steel with austenitic structure has high strength and high corrosion resistance. These properties of steel provide a long service life of the valve 1 when it is used in an aggressive environment, for example, when acidizing a well. The high strength of chromium-nickel steel can significantly reduce the erosive wear of the housing 2.

Так как надежность корпуса 2 определяется, в первую очередь, такими параметрами как коррозионностойкость, кислотостойкость и прочность, были проведены стендовые испытания для определения оптимального процентного содержания в стали, предназначенной для изготовления корпуса 2, хрома и никеля. Стендовые испытания показали, что при эксплуатации клапана 1 в условиях термокислотной или паротепловой обработки скважины, показателями, обеспечивающими штатный режим работы корпуса 2 во время всего эксплуатационного периода, обладают стали с содержанием хрома от 12% до 25% и содержанием никеля от 8% до 40%. Корпус 2 может быть изготовлен из следующих марок стали: 12Х18Н10Т, ХН38ВТ, ХН40МДТЮ, AISI.Since the reliability of the housing 2 is determined, first of all, by such parameters as corrosion resistance, acid resistance and strength, bench tests were carried out to determine the optimal percentage of chromium and nickel in the steel intended for the manufacture of the housing 2. Bench tests have shown that when valve 1 is operated under conditions of thermal acid or steam-thermal treatment of a well, steels with a chromium content of 12% to 25% and a nickel content of 8% to 40 %. Case 2 can be made of the following steel grades: 12Kh18N10T, KhN38VT, KhN40MDTYu, AISI.

Клапан для технологической промывки скважин используют следующим образом.The valve for technological flushing of wells is used as follows.

Клапан 1 работает, как правило, в составе массива устройств, установленных на внешней поверхности добывающей колонны, например, совместно с автономным регулятором притока. Клапан 1 устанавливают на боковую поверхность трубы и с колонной обсадных труб спускают в скважину. Во время режима добычи флюида, под действием давления, подвижный диск 6 прижимается к донной части корпуса 2, перекрывая, таким образом, сквозное центральное отверстие 5. Перекрытие отверстия 5 исключает возможность поступления флюида внутрь добывающей колонны через клапан 1. При необходимости очистки фильтра или осуществлении технологической промывки скважины, внутри добывающей колонны создают избыточное давление. Под действием давления подвижный диск 6 перемещается в направлении крышки 3 и упирается в выступ 7. Таким образом, через центральное отверстие 5, полость корпуса 2 и сквозные отверстия 4 осуществляют сообщение добывающей колонны с затрубным пространством во время технологической промывки скважины. The valve 1 operates, as a rule, as part of an array of devices installed on the outer surface of the production string, for example, in conjunction with an autonomous inflow regulator. The valve 1 is installed on the side surface of the pipe and lowered into the well with a casing string. During the fluid production mode, under the action of pressure, the movable disk 6 is pressed against the bottom of the housing 2, thus blocking the through central hole 5. Covering the hole 5 eliminates the possibility of fluid entering the production string through the valve 1. If necessary, filter cleaning or implementation technological flushing of the well, excess pressure is created inside the production string. Under the action of pressure, the movable disk 6 moves in the direction of the cover 3 and abuts against the protrusion 7. Thus, through the central hole 5, the cavity of the body 2 and the through holes 4, the production string is communicated with the annulus during the technological flushing of the well.

Выполнение корпуса 2 из хромоникелевой нержавеющей стали с аустенитной структурой с содержанием хрома от 12% до 25% и содержанием никеля от 8% до 40% повышает коррозионную стойкость, кислотостойкость и прочность изделия, что продлевает срок его службы и обеспечивает штатный режим его работы на протяжении всего эксплуатационного периода. Уменьшение вероятности преждевременного выхода из строя корпуса 2 и сохранение его расчетных характеристик на протяжении всего эксплуатационного периода повышают надежность клапана 1 для технологической промывки скважин.The execution of the body 2 from chromium-nickel stainless steel with an austenitic structure with a chromium content of 12% to 25% and a nickel content of 8% to 40% increases the corrosion resistance, acid resistance and strength of the product, which prolongs its service life and ensures its normal operation throughout the entire operational period. Reducing the probability of premature failure of the body 2 and maintaining its design characteristics throughout the entire operational period increase the reliability of the valve 1 for technological flushing of wells.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности клапана для технологической промывки скважин, за счет клапана для технологической промывки скважин, содержащего полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное центральное отверстие, в крышке выполнены сквозные отверстия, расположенные по окружности, а внутри корпуса расположен диск, выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси и перекрытия отверстия в донной части корпуса, при этом корпус выполнен из хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали с содержанием хрома от 12% до 25% и содержанием никеля от 8% до 40%.The technical result of the claimed technical solution is to increase the reliability of the valve for process flushing of wells, due to the valve for process flushing of wells, containing a hollow body and a cover, while a through central hole is made in the bottom part of the body, through holes are made in the cover located around the circumference, and inside the case there is a disc, which can move along its axis and cover the hole in the bottom part of the case, while the case is made of chromium-nickel austenitic stainless steel with a chromium content of 12% to 25% and a nickel content of 8% to 40%.

Claims

1. A valve for technological flushing of wells, containing a hollow body and a cover, while a through central hole is made in the bottom part of the body, through holes are made in the cover located along the circumference, and inside the body there is a disk configured to move along its axis and overlap holes in the bottom of the body, characterized in that the body is made of chromium-nickel austenitic stainless steel.

2. The valve for technological flushing of wells according to claim 1, characterized in that the body is made of steel with a chromium content of 12% to 25% and a nickel content of 8% to 40%.