RU2200825C2

RU2200825C2 - Valve unit

Info

Publication number: RU2200825C2
Application number: RU2001103101A
Authority: RU
Inventors: Махир Зафар оглы Шарифов; Натиг Адил оглы Набиев; В.А. Леонов; О.А. Егорин; Х.К. Минулин; Ю.В. Стольнов
Original assignee: Махир Зафар оглы Шарифов
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: equipment for extraction of hydrocarbons and installation of packers of hydraulic action. SUBSTANCE: valve unit incorporates enclosure and hollow shaft with packer, radial holes and conduits. Spring-loaded differential bushing with internal groove and packer is installed between enclosure and hollow shaft. It is fixed by shear screws to prevent movement of locks in conduits of hollow shaft. Locks interacting with sealing seat through collar are positioned in conduits. Sealing seat is mounted in hollow shaft for axial downward movement. Enclosure, hollow shaft and spring-loaded differential bushing form space hydraulically coupled through radial holes located above sealing seat to space of hollow shaft above sealing seat. Hollow shaft and spring-loaded differential bushing also form space hydraulically coupled through radial holes located under sealing seat to space of hollow shaft under sealing seat. Spring-loaded differential bushing is mounted for upward movement and movement to extreme lower position for radial travel of locks in internal groove in spring-loaded differential bushing and release of sealing seat. EFFECT: raised reliability of installation of packer in wells thanks to prevention of hydraulic shock when valve unit operates. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике добычи углеводородов и служит для установки пакеров гидравлического действия. The invention relates to techniques for hydrocarbon production and is used to install hydraulic packers.

Известно клапанное устройство (авторское свидетельство 905430; бюллетень 6 от 15.02.82 г. ), содержащее корпус с осевым каналом, фиксатор, корпус, подпружиненный кожух с кольцевой проточкой, образующей с корпусом камеру, уплотняющий седло со стопорами и затвор. A valve device is known (copyright certificate 905430; bulletin 6 dated 02.15.82), comprising a housing with an axial channel, a retainer, a housing, a spring-loaded housing with an annular groove forming a chamber with the housing, sealing the saddle with stoppers and a shutter.

Известно клапанное устройство (авторское свидетельство 810940; бюллетень 9 от 07.03.81 г.), содержащее корпус, внутри которого установлено уплотняющее седло со срезным элементом и сбрасываемый затвор. A valve device is known (certificate of authorship 810940; bulletin 9 of 03/07/81), containing a housing inside which a sealing seat with a shear element and a resettable shutter are installed.

Известно клапанное устройство (авторское свидетельство 1694854 А1; бюллетень 44 от 30.11.91), включающее корпус с осевым каналом, радиальными отверстиями и окнами под ними, расположенную с возможностью осевого перемещения в осевом канале корпуса под его радиальными отверстиями и зафиксированную в исходном положении втулку с уплотняющим седлом под шаровой запорный орган и кольцевой наружной канавкой, фиксирующие элементы, расположенные с возможностью радиального перемещения в окнах корпуса для размещения в наружной канавке втулки, и кожух, размещенный на наружной поверхности корпуса и образующий с ним кольцевую камеру, сообщенную посредством радиальных отверстий корпуса с его осевым каналом. A valve device is known (copyright certificate 1694854 A1; bulletin 44 dated 11/30/91), comprising a housing with an axial channel, radial holes and windows below them, arranged to axially move in the axial channel of the body under its radial holes and fixed in the initial position sleeve with a sealing seat under the ball locking element and an annular outer groove, locking elements located with the possibility of radial movement in the windows of the housing for placement in the outer groove of the sleeve, and the casing, size clipped on the outer surface of the housing and forming with it an annular chamber, communicated through the radial holes of the housing with its axial channel.

Эти устройства не исключают гидравлического удара при установке пакера. These devices do not exclude water hammer when installing the packer.

Целью изобретения является повышение надежности установки пакера в скважину за счет исключения гидравлического удара при срабатывании клапанного устройства. The aim of the invention is to increase the reliability of the installation of the packer in the well by eliminating water hammer when the valve device is triggered.

Положительный эффект от применения клапанного устройства заключается в повышении надежности (герметичности) установки пакера при отсутствии канатной техники и сокращении ремонтных операций по спуску и подъему колонны труб. The positive effect of the use of a valve device is to increase the reliability (tightness) of the installation of the packer in the absence of cable technology and to reduce repair operations to lower and raise the pipe string.

Указанная цель достигается тем, что между кожухом и полым стволом установлена подпружиненная дифференциальная втулка с внутренней канавкой и уплотнителем, зафиксированная срезными винтами для исключения перемещения фиксаторов в каналах полого ствола, причем кожух, полый ствол и подпружиненная дифференциальная втулка образуют полость, гидравлически связанную через радиальные отверстия, расположенные над уплотняющим седлом, с полостью ствола над уплотняющим седлом, а полый ствол и подпружиненная дифференциальная втулка образуют полость, гидравлически связанную через радиальные отверстия, расположенные под уплотняющим седлом, с полостью ствола под уплотняющим седлом, при этом подпружиненная дифференциальная втулка выполнена с возможностью перемещения вверх, при повышении избыточного давления и срезания при этом винтов, и в крайнее нижнее положение, при снижении избыточного давления, для радиального перемещения фиксаторов во внутренней канавке подпружиненной дифференциальной втулки и освобождения уплотняющего седла. Уплотняющее седло может быть выполнено глухим или с осевым отверстием и затвором сверху в виде шара. This goal is achieved by the fact that between the casing and the hollow barrel a spring-loaded differential sleeve with an internal groove and a seal is installed, fixed with shear screws to prevent the clamps from moving in the channels of the hollow barrel, and the casing, the hollow barrel and the spring-loaded differential sleeve form a cavity hydraulically connected through radial holes located above the sealing seat, with a barrel cavity above the sealing seat, and the hollow barrel and a spring-loaded differential sleeve form the floor hydraulically connected through radial holes located under the sealing seat with the barrel cavity under the sealing seat, while the spring-loaded differential sleeve is able to move upward while increasing overpressure and cutting off the screws, and to its lowest position, while reducing excess pressure, for the radial movement of the clamps in the inner groove of the spring-loaded differential sleeve and the release of the sealing seat. The sealing seat can be made blind or with an axial hole and a top shutter in the form of a ball.

Эти решения позволяют при отсутствии канатной техники установить пакер в скважину герметично за счет исключения гидравлического удара в момент срабатывания клапанного устройства и падения его уплотняющего седла. These solutions allow, in the absence of cable technology, to install the packer into the well hermetically due to the exclusion of water hammer at the moment of operation of the valve device and the fall of its sealing seat.

На чертеже приводится принципиальная схема клапанного устройства. The drawing shows a schematic diagram of a valve device.

Клапанное устройство содержит кожух 1 и полый ствол 2 с уплотнителями 3, 4, радиальными отверстиями 5, 6 и каналами 7. В каналах 7 полого ствола 2 размещены фиксаторы 8, взаимодействующие через бурт с уплотняющим седлом 9, которое установлено в полом стволе 2 с возможностью осевого перемещения вниз. Между кожухом 1 и полым стволом 2 установлена подпружиненная (например, спиральной пружиной 10) дифференциальная втулка 11 с внутренней канавкой 12 и уплотнителем 13, зафиксированная срезными винтами 14 для исключения перемещения фиксаторов 8 в каналах 7 полого ствола 2. Кожух 1, полый ствол 2 и подпружиненная дифференциальная втулка 11 образуют полость 15, гидравлически связанную через радиальные отверстия 5, расположенные над уплотняющим седлом 9, с полостью 16 ствола 2 над уплотняющим седлом 9. Полый ствол 2 и подпружиненная дифференциальная втулка 11 также образуют полость 17, гидравлически связанную через радиальные отверстия 6, расположенные под уплотняющим седлом 9, с полостью 18 ствола 2 под уплотняющим седлом 9. При этом подпружиненная дифференциальная втулка 11 выполнена с возможностью перемещения вверх, при повышении избыточного давления и срезания при этом винтов 14, и в крайнее нижнее положение, при снижении избыточного давления, для радиального перемещения фиксаторов 8 во внутренней канавке 12 подпружиненной дифференциальной втулки 11 и освобождения уплотняющего седла 9. Уплотняющее седло 9 может быть выполнено глухим или с осевым отверстием 19 и затвором 20 сверху в виде шара. The valve device comprises a casing 1 and a hollow barrel 2 with seals 3, 4, radial holes 5, 6 and channels 7. In the channels 7 of the hollow barrel 2 there are latches 8 interacting through a shoulder with a sealing seat 9, which is installed in the hollow shaft 2 with the possibility axial movement down. Between the casing 1 and the hollow barrel 2 there is a spring-loaded (for example, coil spring 10) differential sleeve 11 with an internal groove 12 and a seal 13, fixed with shear screws 14 to prevent the latches 8 from moving in the channels 7 of the hollow barrel 2. The casing 1, the hollow barrel 2 and the spring loaded differential sleeve 11 form a cavity 15 hydraulically connected through radial holes 5 located above the sealing seat 9, with a cavity 16 of the barrel 2 above the sealing seat 9. The hollow barrel 2 and the spring loaded differential sleeve 11 also form a cavity 17, hydraulically connected through radial holes 6, located under the sealing seat 9, with the cavity 18 of the barrel 2 under the sealing seat 9. In this case, the spring-loaded differential sleeve 11 is movable upward while increasing overpressure and cutting off the screws 14, and in the lowest position, when reducing overpressure, for the radial movement of the clamps 8 in the inner groove 12 of the spring-loaded differential sleeve 11 and the release of the sealing seat 9. Seal The saddle 9 can be made blind or with an axial hole 19 and a shutter 20 from above in the form of a ball.

Клапанное устройство работает следующим образом. The valve device operates as follows.

Создается необходимое избыточное давление в колонне труб для посадки пакера в скважину, согласно его инструкции по эксплуатации. После установки пакера повышают избыточное давление для срабатывания клапанного устройства. При этом давление действует, как на уплотняющее седло 9 через полость 16 ствола 2, так и на поперечное сечение подпружиненной дифференциальной втулки 11 через радиальное отверстие 5 и полость 15. При расчетном усилии (давлении), которое составляет не менее чем усилие (давление) установки пакера, срезаются винты 14 и подпружиненная дифференциальная втулка 11 перемещается вверх. При этом уплотняющее седло 9 под повышенным избыточным давлением от контакта с фиксаторами 8 не освобождается (является преимуществом устройства), так как внутренняя канавка 12 подпружиненной дифференциальной втулки 11 находится выше фиксаторов 8. Его освобождение (падение) происходит только после того, как стравливают (снижают) избыточное давление до минимального значения в колонне труб. При этом подпружиненная дифференциальная втулка 11 перемещается в крайнее нижнее положение (под усилием пружины 10) и внутренняя канавка 12 располагается именно над фиксаторами 8. С этого момента фиксаторы 8 радиально перемещаются во внутренней канавке 12 подпружиненной дифференциальной втулки 11 и освобождаются от контакта с буртом уплотняющего седла 9. После этого уплотняющее седло 9 падает вниз и открывается проходное сечение полого ствола 2. The necessary excess pressure is created in the pipe string for the packer to fit into the well, according to its operating instructions. After the packer is installed, the overpressure is increased to actuate the valve device. The pressure acts both on the sealing seat 9 through the cavity 16 of the barrel 2, and on the cross section of the spring-loaded differential sleeve 11 through the radial hole 5 and the cavity 15. With a design force (pressure), which is not less than the force (pressure) of the installation packer, the screws 14 are cut off and the spring loaded differential sleeve 11 moves up. At the same time, the sealing seat 9 is not released from contact with the latches 8 under increased overpressure (this is an advantage of the device), since the inner groove 12 of the spring-loaded differential sleeve 11 is located above the latches 8. Its release (falling) occurs only after bleeding (lowering) ) overpressure to the minimum value in the pipe string. In this case, the spring-loaded differential sleeve 11 is moved to its lowest position (under the force of the spring 10) and the inner groove 12 is located exactly above the latches 8. From this moment, the latches 8 radially move in the internal groove 12 of the spring-loaded differential sleeve 11 and are released from contact with the shoulder of the sealing seat 9. After that, the sealing seat 9 falls down and the bore of the hollow shaft 2 opens.

Таким образом, исключается гидравлический удар при срабатывании клапанного устройства в процессе посадки пакера в скважину, что в свою очередь полностью устраняет самопроизвольный срыв гидравлического пакера в момент его установки. Thus, the hydraulic shock is excluded when the valve device is triggered during the packer landing in the well, which in turn completely eliminates the spontaneous failure of the hydraulic packer at the time of its installation.

Claims

1. Valve device, comprising a casing and a hollow barrel with gaskets, radial holes and channels, in which the latches are located, interacting through a shoulder with a sealing seat, which is installed in the hollow barrel with the possibility of axial movement down, characterized in that between the casing and the hollow barrel a spring-loaded differential sleeve with an internal groove and a seal is installed, fixed with shear screws to exclude the movement of the clamps in the channels of the hollow barrel, the casing, the hollow barrel and the spring The differential sleeve forms a cavity hydraulically connected through radial holes located above the sealing seat with the barrel cavity above the sealing seat, and the hollow barrel and spring-loaded differential sleeve form a cavity hydraulically connected through radial holes located under the sealing seat with the barrel cavity under the sealing a saddle, while the spring-loaded differential sleeve is made with the ability to move upward, with increasing excess pressure and cutting while ntov, and to the lowest position, with a decrease in overpressure, for the radial movement of the clamps in the inner groove of the spring-loaded differential sleeve and the release of the sealing seat.

2. The valve device according to claim 1, characterized in that the sealing seat is made blind or with an axial hole and a shutter on top in the form of a ball.