RU218601U1 - Клапан для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использована при очистке фильтра, входящего в состав добывающей колонны, а также закачке в пласт жидкости или пара. Клапан для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия 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. Между крышкой и диском расположена пружина. Подвижный диск выполнен из твердосплавного материала на основе карбида вольфрама. Достигается технический результат – повышение надежности клапана. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использована при очистке фильтра, входящего в состав добывающей колонны, а также закачке в пласт жидкости или пара.

Наиболее близким по технической сути является «КЛАПАН ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКИ СКВАЖИН», по патенту на полезную модель РФ № 214884, от 26.08.2022, опубликован 18.11.2022, МПК E21B34/08, E21B43/12, содержащий 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. Между крышкой и диском расположена пружина, выполненная цилиндрической и с возможностью сжатия. Жесткость пружины определяет усилие открытия клапана. В центральной части внутренней поверхности крышки выполнен выступ.

Эксплуатацию известного устройства осуществляют, в том числе, в агрессивной среде при высоких температурах и давлениях. Нагнетаемая в скважину среда поступает в корпус устройства на больших скоростях и может обладать высокой температурой, что способствует быстрому износу устройства. Поток нагнетаемой среды направлен через входное отверстие в донной части корпуса в сторону выполненных в крышке отверстий, ввиду чего наибольшему эрозионному воздействию подвержена обращенная к входному отверстию поверхность подвижного диска. В результате эрозионного износа, изменяются геометрические характеристики поверхности диска. В результате эрозионного износа подвижный диск может утратить возможность плотного перекрытия входного отверстия в корпус устройства, что приведет к потере герметичности и снижению эффективности работы известного устройства. При продолжительной эксплуатации подвижный диск может быть разрушен, что повлечет за собой выход устройства из строя. Так как контроль состояния 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.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности клапана для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия.

Поставленная задача решена за счет клапана для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия, содержащего полый корпус и крышку, при этом 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, при этом между крышкой и диском расположена пружина, при этом подвижный диск выполнен из твердосплавного материала на основе карбида вольфрама ВК8.

Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг.1 – разрез клапана для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия.

На фиг. 1 изображены: клапан 1 для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия, полый корпус 2, крышка 3, сквозные отверстия 4, сквозное центральное отверстие 5, диск 6, выступ 7, кольцеобразное углубление 8, пружина 9.

Клапан для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия выполнен следующим образом.

Клапан 1 содержит полый корпус 2, крышку 3, подвижный диск 6 и пружину 9. Корпус 2 выполнен в виде цельной неразъемной детали. В донной части корпуса 2 выполнено сквозное центральное отверстие 5. В крышке 3 выполнены сквозные отверстия 4, расположенные по окружности. Крышка 3 содержит со своей внутренней стороны выступы 7. Выступы 7 предназначен для ограничения осевого перемещения диска 6, расположенного внутри корпуса 2 и для позиционирования пружины 9. Ограничение осевого перемещения диска 6 обеспечивает минимальную площадь сечения потока нагнетаемой среды, необходимую для штатного функционирования клапана 1. Пружина 9 выполнена цилиндрической с возможностью сжатия. Пружина 9 установлена между крышкой 3 и диском 6. Перемещение пружины 9 в плоскости перпендикулярной оси устройства ограничено выступами 7. Жесткость пружины 9 определяет разницу давлений при которой инициализируется открытие клапана 1. Жесткость пружины 9 выбирают исходя из технологической целесообразности при решении задач различного характера. Корпус 2 содержит внутреннее кольцеобразное углубление 8, предназначенное для позиционирования крышки 3 и ее фиксации относительно корпуса 2, например, путем закатки края углубления 8 на внешнюю поверхность крышки 3. Диск 6 выполнен с возможностью осевого перемещения в пространстве между выступами 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 исходном положении, будучи прижатым пружиной 9 к донной части корпуса 2 диск 6 перекрывает сквозное центральное отверстие 5. Диск 6 изготовлен из твердосплавного материала на основе карбид-вольфрама, например, из ВК8. Согласно ГОСТ 3882-74 сплав ВК8 представляет собой смесь зерен карбида вольфрама и кобальта, 92% и 8% соответственно. Подвижный диск 6 изготавливают любым известным из уровня техники способом, например, путем спекания смеси порошков карбидов вольфрама и кобальта. Изделия из твердого сплава на основе карбид-вольфрама обладают высокой износостойкостью, что снижает интенсивность коррозионного разрушения наиболее нагруженных элементов клапана 1 и увеличивает, таким образом, срок его службы. На основе данных, полученных при проведения стендовых испытаний, физико-механические характеристики сплава ВК8 были признаны удовлетворительными для обеспечения надежности функционирования диска 6 на протяжении всего эксплуатационного периода.

Клапан для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия работает следующим образом.

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 пружины 9, 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, внутрь добывающей колонны подают нагнетаемую среду. Прижимное усилие пружины 9 преодолевается при достижении определенного жесткостью пружины значения давления внутри колонны обсадных труб, диск 6 смещается в направлении крышки 3 и, 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. После окончания технологической промывки скважины и спаде давления в добывающей колонне, диск 6 прижимается пружиной 9 к донной части корпуса 2, перекрывая центральное отверстие 5.

Выполнение подвижного диска 6 из твердосплавного материала на основе карбид-вольфрама, в частности из сплава ВК8, повышает износостойкость изделия, что продлевает срок его службы и обеспечивает штатный режим его работы на протяжении всего эксплуатационного периода. Физико-механические характеристики твердого сплава ВК8 позволяют существенно снизить влияние агрессивной среды, поступающей в клапан 1 на высокой скорости, на форму диска 6, что значительным образом уменьшает вероятность его преждевременного выхода из строя. Уменьшение вероятности преждевременного выхода из строя подвижного диска 6, и сохранение его расчетных характеристик на протяжении всего эксплуатационного периода повышают надежность клапана 1 для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности клапана для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия, за счет клапана для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия, содержащего полый корпус и крышку, при этом 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, при этом между крышкой и диском расположена пружина, при этом подвижный диск выполнен из твердосплавного материала на основе карбида вольфрама ВК8.

Claims (2)

1. Клапан для технологической промывки скважин с заданным усилием открытия, содержащий полый корпус и крышку, при этом 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, при этом между крышкой и диском расположена пружина, отличающийся тем, что подвижный диск выполнен из твердосплавного материала на основе карбида вольфрама.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что подвижный диск выполнен из твердосплавного материала на основе карбида вольфрама ВК8.

Images