RU2483196C1 - Process circulating valve - Google Patents

Process circulating valve Download PDF

Info

Publication number
RU2483196C1
RU2483196C1 RU2011149863/03A RU2011149863A RU2483196C1 RU 2483196 C1 RU2483196 C1 RU 2483196C1 RU 2011149863/03 A RU2011149863/03 A RU 2011149863/03A RU 2011149863 A RU2011149863 A RU 2011149863A RU 2483196 C1 RU2483196 C1 RU 2483196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
axial channel
valve
poppet valves
spring
Prior art date
Application number
RU2011149863/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Бекетов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Газтехнология"
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 Закрытое акционерное общество "Газтехнология" filed Critical Закрытое акционерное общество "Газтехнология"
Priority to RU2011149863/03A priority Critical patent/RU2483196C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2483196C1 publication Critical patent/RU2483196C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Lift Valve (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: valve consists of a body with a through axial channel, and upper branch pipe and a lower connecting thread. The housing is equipped with an internal annular bore and seats with sealing rings rigidly installed in its radial holes. A gate valve is made in the form of two poppet valves, each of which is equipped with a guide entering an axial channel of the set in a movable manner. At that, a ring spring with threaded holes is freely installed in an annular groove. Poppet valves are equipped with a mating thread and rigidly attached to the ring spring.
EFFECT: possibility of development of wells by creating a hydrodynamic connection of inter-tube space with an axial channel of a production tubing string through a circulating valve.
3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначается для сообщения затрубного пространства с полостью подъемных труб при глушении и освоении скважин.The invention relates to the oil and gas industry and is intended to communicate annular space with the cavity of the lifting pipes when killing and developing wells.

Известен циркуляционный клапан (см. I а.с. №443161, Е21В 33/14), включающий корпус с радиальными каналами, седло, подпружиненную дифференциальную втулку с буртами на наружной поверхности, уплотнителем, стопорящие элементы, который позволяет создать циркуляцию между затрубным пространством и лифтовой колонной труб.A known circulation valve (see I AS No. 443161, EV 33/14), comprising a housing with radial channels, a seat, a spring-loaded differential sleeve with collars on the outer surface, a seal, locking elements, which allows you to create circulation between the annulus and lift pipe string.

К недостаткам клапана следует отнести малую надежность в работе, не обеспечение циркуляции жидкости при заданных перепадах давления.The disadvantages of the valve include low reliability in operation, not ensuring the circulation of the liquid at given pressure drops.

Известен клапан циркуляционный (см. II а.с. №968336), включающий корпус с радиальным отверстием, гайку и мембрану, установленными в радиальном отверстии корпуса между двумя кольцами, имеющими различный внутренний диаметр.A known circulation valve (see II A.S. No. 968336), comprising a housing with a radial hole, a nut and a membrane installed in the radial hole of the housing between two rings having different inner diameters.

Клапан устанавливается в составе лифтовой колонны труб и опускается в скважину на заданную глубину. Клапан можно открыть как изнутри, так и снаружи, путем создания избыточного давления и разрыва мембраны. Величина давления, необходимого для разрыва мембраны со стороны затрубного пространства, намного меньше, чем величина давления, создаваемого в трубном пространстве. Регулировка клапана на давление срабатывания осуществляется путем изменения внутреннего диаметра колец.The valve is installed in the tubing string and is lowered into the well to a predetermined depth. The valve can be opened both internally and externally by creating excess pressure and rupturing the membrane. The pressure required to rupture the membrane from the side of the annulus is much less than the pressure created in the tube space. The valve is adjusted to the set pressure by changing the inner diameter of the rings.

Однако в ряде случаев после разрыва мембраны, например в случае промывки песчаной пробки в лифтовой колонне труб, необходимо продолжение эксплуатации скважины, но осуществить это невозможно из-за необходимости подъема труб на поверхность для замены мембраны.However, in some cases, after rupture of the membrane, for example, in the case of washing the sand plug in the tubing string, it is necessary to continue the operation of the well, but this is not possible due to the need to raise the pipes to the surface to replace the membrane.

Необходимо также учитывать условия эксплуатации скважины, например, при штанговой насосной добыче гидростатическое давление в лифтовой колонне труб может значительно превосходить аналогичное давление в межтрубном пространстве, что в свою очередь может привести к преждевременному срабатыванию устройства.It is also necessary to take into account the operating conditions of the well, for example, during sucker rod pumping, the hydrostatic pressure in the pipe tubing can significantly exceed the similar pressure in the annulus, which in turn can lead to premature operation of the device.

Известно скважинное клапанное устройство (III см. пат. РФ №2011796, Мкл Е21В 34/06), взятое авторами в качестве прототипа и состоящее из патрубка с проходным каналом и радиальным отверстием, с размещенным в нем полым корпусом с отверстиями для прохода жидкости, подпружиненным затвором с фиксирующим выступом и уплотнительной поверхностью для взаимодействия с седлом, подпружиненный вал и втулку, узел фиксации в виде стержней, с фиксирующей канавкой на внутренней поверхности корпуса.Known downhole valve device (III see US Pat. RF No. 20111796, Mcl E21B 34/06), taken by the authors as a prototype and consisting of a pipe with a passage channel and a radial hole, with a hollow body housed in it with holes for fluid passage, spring-loaded a shutter with a locking protrusion and a sealing surface for interacting with the seat, a spring-loaded shaft and a sleeve, a fixing unit in the form of rods, with a locking groove on the inner surface of the housing.

Стержни установлены в затворе с возможностью взаимодействия с выступом вала и втулкой, в крайнем правом положении затвора и размещения в фиксирующей канавке корпуса в крайнем левом его положении.The rods are installed in the shutter with the possibility of interaction with the protrusion of the shaft and the sleeve, in the extreme right position of the shutter and placed in the fixing groove of the housing in its extreme left position.

Недостатком этого устройства является небольшое проходное сечение для пропуска промывочной жидкости, что снижает эффективность проведения работ, связанных с промывкой песчаной пробки, где необходимо иметь высокую скорость потока.The disadvantage of this device is the small cross-section for the passage of flushing fluid, which reduces the efficiency of the work associated with flushing the sand plug, where it is necessary to have a high flow rate.

Наличие узла фиксации затвора клапана в открытом положении и сама конструкция, т.е. габаритные размеры не позволяют разработать работоспособную конструкцию для скважины малого диаметра, с обсадными колоннами Ду=168 и 146 мм.The presence of the valve shutter fixing assembly in the open position and the structure itself, i.e. overall dimensions do not allow developing a workable design for a small diameter well, with casing strings Du = 168 and 146 mm.

Усилие применяемых пружин из-за малости размеров, и достаточно большого хода, недостаточно для поддержания работоспособности клапана как при его открытии, так и при закрытии.The force of the applied springs due to the small size, and a sufficiently large stroke, is not enough to maintain the operability of the valve both when it is opened and when closed.

Необходимость подачи избыточного давления в межтрубное пространство только для открытия затвора, и проведения технологической операции по подаче рабочей жидкости по лифтовой колонне труб в межтрубное пространство, снижает эффективность работы.The need to supply excess pressure to the annulus only to open the shutter, and to carry out a technological operation to supply the working fluid through the pipe string to the annulus, reduces the efficiency of the work.

Проблематичным является и срабатывание клапана на закрытие, при наличии избыточного давления в лифтовой колонне труб, поскольку перемещение втулки до контакта с фиксирующим выступом подразумевает наличие перепада давления на ней, но по устройству конструкции возникновение такого перепада не наблюдается, т.е. нет гидравлической связи полости под втулкой с затрубным пространством.The actuation of the valve to close is also problematic if there is excessive pressure in the pipe tubing string, since moving the sleeve to contact with the locking protrusion implies a pressure drop across it, but such a difference is not observed in the design structure, i.e. there is no hydraulic connection of the cavity under the sleeve with the annulus.

Технический результат заключается в возможности освоения скважин, путем создания гидродинамической связи межтрубного пространства с осевым каналом лифтовой колонны труб, через клапан циркуляционный.The technical result consists in the possibility of well development, by creating a hydrodynamic connection between the annulus and the axial channel of the pipe tubing through the circulation valve.

Освоение глубоких скважин возможно при оснащении лифтовой колонны труб несколькими идентичными устройствами, разнесенными на глубине скважины, с возможностью их последовательного открытия-закрытия и образованием гидродинамической связи. Это достигается путем подбора сечения кольцевой пружины, исходя из расчетного перепада давления, при котором открывается тарельчатый клапан.Development of deep wells is possible when equipping the tubing string with several identical devices spaced at the depth of the well, with the possibility of their successive opening and closing and the formation of a hydrodynamic connection. This is achieved by selecting the cross section of the annular spring, based on the calculated pressure drop at which the poppet valve opens.

Технический результат достигается с использованием предлагаемого решения, содержащего корпус с осевым каналом и кольцевой проточкой в средней части, в котором расположена кольцевая пружина. Корпус снабжен двумя радиальными отверстиями и седлами с осевым каналом, снабженными уплотнительными кольцами, затвор выполнен в виде двух тарельчатых клапанов, снабженных каждый направляющим, входящим в осевой канал седла, и резьбовым концом, которым каждый из тарельчатых клапанов связан с ответной резьбой, выполненной в теле кольцевой пружины, установленной свободно в кольцевой проточке корпуса.The technical result is achieved using the proposed solution, comprising a housing with an axial channel and an annular groove in the middle part, in which the annular spring is located. The housing is equipped with two radial holes and seats with an axial channel provided with o-rings, the shutter is made in the form of two poppet valves, each equipped with a guide included in the axial channel of the seat, and a threaded end, with which each of the poppet valves is connected with a counter thread made in the body an annular spring mounted loosely in the annular groove of the housing.

Анализ изобретательского уровня показал, что совокупность конструктивных элементов в отличительной части формулы изобретения, дающей вышеуказанный технический результат, не выявлено по имеющимся источникам научно-технической и патентной литературы. В совокупности с известными признаками предлагаемое изобретение позволяет решить поставленную задачу.An analysis of the inventive step showed that the combination of structural elements in the distinctive part of the claims giving the above technical result was not identified by available sources of scientific, technical and patent literature. Together with the known features of the present invention allows to solve the problem.

Это дает основание считать, что изобретение обладает изобретательским уровнем.This gives reason to believe that the invention has an inventive step.

Изобретение промышленно применимо, так как экспериментальный образец устройства прошел всесторонние стендовые испытания с положительными результатами.The invention is industrially applicable, since the experimental model of the device has passed comprehensive bench tests with positive results.

Конструкция устройства поясняется чертежами где:The design of the device is illustrated by drawings where:

- на фиг.1 - конструкция циркуляционного клапана в разрезе в исходном положении;- figure 1 - design of the circulation valve in the context in the initial position;

- на фиг.2 - конструкция циркуляционного клапана в момент образования гидродинамической связи между межтрубным пространством и внутренней полостью устройства, при установке его в составе лифтовой колонны труб;- figure 2 - design of the circulation valve at the time of the formation of the hydrodynamic connection between the annular space and the internal cavity of the device, when installed as part of an elevator pipe string;

- на фиг.3 - взаимное положение деталей устройства при поперечном разрезе по оси расположения запорных клапанов.- figure 3 - the relative position of the parts of the device with a cross section along the axis of the arrangement of shut-off valves.

Клапан циркуляционный состоит из корпуса 1, с верхним патрубком 2 и нижней 3 присоединительной резьбой, для монтажа в составе лифтовой колонны труб.The circulation valve consists of a housing 1, with an upper pipe 2 and a lower 3 connecting thread, for installation as part of an elevator pipe string.

В осевом канале 4 корпуса 1 выполнена кольцевая проточка 5 и два радиальных отверстия, в которых установлены седла 6, с осевыми каналами 7 и уплотнительными кольцами 8 в канавках. В кольцевой проточке 5 корпуса 1 свободно установлена кольцевая пружина 9, с резьбовыми отверстиями 10, в которых установлены затворы в виде тарельчатых клапанов 11, поджимаемые к посадочной поверхности седел 6, за счет упругих свойств кольцевой пружины 9.In the axial channel 4 of the housing 1, an annular groove 5 and two radial holes are made in which saddles 6 are installed, with axial channels 7 and sealing rings 8 in the grooves. In the annular groove 5 of the housing 1, an annular spring 9 is freely installed, with threaded holes 10 in which the valves are in the form of poppet valves 11, which are pressed against the seating surface of the seats 6 due to the elastic properties of the annular spring 9.

Тарельчатые клапана 11 снабжены направляющей крестовиной 12, которой они входят в осевые каналы 7 седел 6.Poppet valves 11 are provided with a guide cross 12, which they enter into the axial channels 7 of the seats 6.

Работа клапана циркуляционного технологическогоProcess valve operation

Клапан входит в состав лифтовой колонны труб, за счет соединения с трубами верхним патрубком 2 и нижней 3 присоединительной резьбой, и опускается на заданную глубину.The valve is part of the pipe tubing, due to the connection with the pipes of the upper pipe 2 and lower 3 connecting thread, and lowers to a predetermined depth.

При подаче избыточного давления в межтрубное пространство скважины, последнее воздействует на площадь поперечного сечения тарельчатых клапанов 11, установленных в седлах 6 корпуса 1, расположенных напротив друг друга.When applying excess pressure to the annular space of the well, the latter acts on the cross-sectional area of the poppet valves 11 installed in the saddles 6 of the housing 1, located opposite each other.

При расчетном осевом усилии тарельчатые клапана 11 открываются от седел 6, с упругим сжатием к оси корпуса 1 кольцевой пружиной 9.With the estimated axial force, the poppet valves 11 open from the seats 6, with elastic compression to the axis of the housing 1 by an annular spring 9.

Жидкость из межтрубного пространства через образовавшийся зазор между седлом 6 и тарельчатым клапаном 11 поступает в осевой канал 4 корпуса 1 и далее по лифтовой колонне труб подается на поверхность. После сброса давления, за счет упругости кольцевой пружины 9, тарельчатые клапана 11 поджимаются к посадочным поверхностям седел 6 с уплотнительными кольцами 8 и изолируют осевой канал 4 корпуса 1 от межтрубного пространства.The liquid from the annulus through the formed gap between the seat 6 and the poppet valve 11 enters the axial channel 4 of the housing 1 and then passes to the surface through the pipe lift string. After depressurization, due to the elasticity of the annular spring 9, the poppet valves 11 are pressed against the seating surfaces of the seats 6 with sealing rings 8 and isolate the axial channel 4 of the housing 1 from the annular space.

При наличии избыточного давления в лифтовой колонне труб и осевом канале 4 корпуса 1, тарельчатые клапана 11 дополнительно поджимаются к посадочной поверхности седел 6.In the presence of excess pressure in the pipe lift string and the axial channel 4 of the housing 1, the poppet valves 11 are additionally pressed against the seat surface of the seats 6.

Перепад давления, при котором осуществляется открытие тарельчатых клапанов 11, можно регулировать за счет подбора расчетным путем поперечного сечения кольцевой пружины 9.The pressure drop at which the poppet valves 11 are opened can be controlled by the calculation of the cross section of the annular spring 9 by calculation.

После закрытия гидравлической связи осевого канала 4 корпуса 1, с межтрубным пространством скважины, последняя может эксплуатироваться в режиме подачи пластового флюида на поверхность, сразу после освоения скважин.After closing the hydraulic connection of the axial channel 4 of the housing 1, with the annular space of the well, the latter can be operated in the mode of supplying formation fluid to the surface, immediately after the development of the wells.

Claims (1)

Клапан циркуляционный технологический, содержащий корпус с верхним присоединительным патрубком и нижней резьбой, радиальным отверстием с седлом и подпружиненным затвором, отличающийся тем, что корпус снабжен внутренней кольцевой проточкой и седлами с уплотнительными кольцами, установленными жестко в его радиальных отверстиях, затвор выполнен в виде двух тарельчатых клапанов, снабженных каждый направляющим, входящим подвижно в осевой канал седла, причем в кольцевой проточке установлена свободно кольцевая пружина с резьбовыми отверстиями, а тарельчатые клапаны снабжены ответной резьбой и связаны жестко с кольцевой пружиной. Technological circulation valve, comprising a housing with an upper connecting pipe and a lower thread, a radial hole with a seat and a spring-loaded shutter, characterized in that the housing is equipped with an internal annular groove and seats with sealing rings fixed rigidly in its radial openings, the shutter is made in the form of two disk valves, each equipped with a guide that moves movably into the axial channel of the seat, and a ring spring with threaded openings is freely installed in the annular groove iyami and poppet valves are provided with mating threads and is rigidly connected with the annular spring.
RU2011149863/03A 2011-12-07 2011-12-07 Process circulating valve RU2483196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149863/03A RU2483196C1 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Process circulating valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011149863/03A RU2483196C1 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Process circulating valve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2483196C1 true RU2483196C1 (en) 2013-05-27

Family

ID=48791952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011149863/03A RU2483196C1 (en) 2011-12-07 2011-12-07 Process circulating valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2483196C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218948U1 (en) * 2023-03-27 2023-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" VALVE FOR PROCESS WELL WASHING

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU443161A1 (en) * 1973-01-08 1974-09-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Casing differential valve
SU968336A1 (en) * 1980-11-20 1982-10-23 Особое Конструкторское Бюро По Проектированию Нефтегазодобывающих Машин И Оборудования Министерства Нефтяного И Химического Машиностроения Circulation valve
SU1719619A1 (en) * 1989-03-01 1992-03-15 Нефтегазодобывающее Управление "Елховнефть" Объединения "Татнефть" Downhole valve device
RU2011796C1 (en) * 1990-06-05 1994-04-30 Нефтегазодобывающее управление "Елховнефть" Производственного объединения "Татнефть" Well valve unit
US5392862A (en) * 1994-02-28 1995-02-28 Smith International, Inc. Flow control sub for hydraulic expanding downhole tools
RU2240461C2 (en) * 2002-09-26 2004-11-20 Авилкин Юрий Михайлович Pump valve unit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU443161A1 (en) * 1973-01-08 1974-09-15 Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Буровой Техники Casing differential valve
SU968336A1 (en) * 1980-11-20 1982-10-23 Особое Конструкторское Бюро По Проектированию Нефтегазодобывающих Машин И Оборудования Министерства Нефтяного И Химического Машиностроения Circulation valve
SU1719619A1 (en) * 1989-03-01 1992-03-15 Нефтегазодобывающее Управление "Елховнефть" Объединения "Татнефть" Downhole valve device
RU2011796C1 (en) * 1990-06-05 1994-04-30 Нефтегазодобывающее управление "Елховнефть" Производственного объединения "Татнефть" Well valve unit
US5392862A (en) * 1994-02-28 1995-02-28 Smith International, Inc. Flow control sub for hydraulic expanding downhole tools
RU2240461C2 (en) * 2002-09-26 2004-11-20 Авилкин Юрий Михайлович Pump valve unit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU218948U1 (en) * 2023-03-27 2023-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ "ФИЛЬТР" VALVE FOR PROCESS WELL WASHING
RU221139U1 (en) * 2023-04-19 2023-10-23 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие повышения нефтеотдачи "СибБурМаш" Autonomous reservoir fluid inflow control valve

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2516708C2 (en) Subsurface safety valve
RU153634U1 (en) RETURN VALVE VALVE
RU2291949C2 (en) Device for cutting off and controlling flow in a well with one or several formations
RU168206U1 (en) Drill string control valve
RU2533394C1 (en) Cut-off valve
RU176624U1 (en) CIRCULATION VALVE
RU2539504C1 (en) Device for injection of fluid into bed
RU2483196C1 (en) Process circulating valve
RU113782U1 (en) COMBINED DRILL VALVE
US20130327538A1 (en) Underbalance actuators and methods
RU2560035C1 (en) Bypass valve
RU2654111C1 (en) Rinsing ball valve
RU2499884C1 (en) Packer-anchor equipment for selective treatment of formation
RU162471U1 (en) COMBINED BALL VALVE
RU2608108C1 (en) Downhole valve unit
RU2448236C1 (en) Hydrodynamic pulsator
RU2325508C2 (en) Circulating valve
RU2566353C1 (en) Hydraulically-operated shutoff valve of cartridge type
RU2709852C1 (en) Hydraulic device for selective processing
RU104658U1 (en) CHECK VALVE
RU2685360C1 (en) Mechanical valve
RU2455546C1 (en) Check valve
RU2533466C1 (en) Packer setting tool
RU2017143015A (en) Borehole Fluid Pumping System
RU2794702C1 (en) Mechanical circulation valve

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131208