RU2522682C2 - Предохранительный клапан, оснащенный средствами для подачи энергии к вставному предохранительному клапану - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Способ управления работой клапана может включать установку электрического привода в проточный канал, проходящий через этот клапан по его длине, и управление работой запирающего устройства с помощью электрического питания, подаваемого к электрическому приводу. Внешний предохранительный клапан может содержать запирающее устройство, которое избирательно пропускает и блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал, а также, по меньшей мере, один электрический разъем, подключающийся электрическим соединением к вставному предохранительному клапану, установленному в надлежащее положение в проточном канале. Способ управления работой внешнего предохранительного клапана в подземной скважине может включать установку вставного предохранительного клапана в этот внешний предохранительный клапан и управление работой вставного предохранительного клапана с помощью электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана к вставному предохранительному клапану. Технический результат заключается в повышении надежности работы электрически управляемой скважинной клапанной системы. 2 н.п. и 21 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Ссылка на родственные заявки

Данная заявка является родственной заявке на патент США, зарегистрированной в один день с данной заявкой и озаглавленной «Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом», авторами которой являются Брюс Э. Скотт (Bruce Е. SCOTT) и Джон Дж. Гойфон (John J. GOIFFON), Патентный поверенный под номером регистрации 2011 - IP - 044452 U1 US.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к оборудованию и операциям, связанным с подземной скважиной, а в описанном ниже варианте воплощения, в частности, предоставлен внешний предохранительный клапан, оснащенный средствами для подачи энергии к вставному предохранительному клапану.

Уровень техники

Обычно вставной предохранительный клапан устанавливают в предохранительный клапан, например, в том случае, когда этот предохранительный клапан прекратил нормальное функционирование (например, предохранительный клапан больше не способен эффективно выполнять герметичное блокирование потока через этот предохранительный клапан). Вставной предохранительный клапан выполняет функцию предохранительного клапана (например, предотвращение нежелательного выброса текучей среды из скважины), и позволяет сэкономить время и средства на извлечение неисправного предохранительного клапана из скважины для его ремонта или замены.

Поэтому очевидна потребность улучшений в области изготовления предохранительных клапанов, оснащенных средствами для установки в них вставных предохранительных клапанов.

Раскрытие изобретения

Ниже представлены предохранительные клапаны и способы управлением их работой, позволяющие внести усовершенствования в данную область техники. Ниже описан один пример, в котором электрическое питание подается от внешнего предохранительного клапана к вставленному в него вставному предохранительному клапану. В другом описанном ниже варианте воплощения подключение электрических соединений выполняется в ответ на установку вставного предохранительного клапана во внешний предохранительный клапан.

В одном аспекте описанное ниже изобретение предоставляет предохранительный клапан. Этот предохранительный клапан может содержать запирающее устройство, способное избирательно пропускать или блокировать поток текучей среды через продольный проточный канал, а также может содержать, по меньшей мере, один электрический разъем, подключающийся к вставному предохранительному клапану, установленному в указанном проточном канале.

В другом аспекте ниже описан способ осуществления функционирования предохранительного клапана в подземной скважине. Этот способ может включать установку вставного предохранительного клапана в указанный предохранительный клапан и управление работой этого вставного предохранительного клапана с помощью электрического тока, проходящего от указанного предохранительного клапана к вставленному в него вставному предохранительному клапану.

Еще в одном аспекте способ управления работой клапана может включать установку, по меньшей мере, одного электрического привода в проточный канал, проходящий в указанном клапане по его длине, и управление запирающим устройством под воздействием электрической энергии, подаваемой к указанному электрическому приводу. Это запирающее устройство может принадлежать указанному клапану или вставному предохранительному клапану, который содержит электрический привод.

Еще в одном аспекте электрический привод для предохранительного клапана может устанавливаться в проточный канал.

Еще в одном аспекте электрическое питание к вставному предохранительному клапану или к электрическому приводу может подаваться через транспортировочное средство, которое в некоторых вариантах применяется для извлечения вставного предохранительного клапана или привода из проточного канала.

Специалист обычного уровня квалификации сможет понять эти и другие особенности, преимущества и достоинства путем тщательного рассмотрения представленных ниже вариантов воплощения с сопутствующими чертежами, на которых подобные элементы, показанные на различных фигурах, обозначены одинаковыми номерами позиций.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 представлена в общем виде с частичным разрезом типичная скважинная система и относящийся к ней способ, в которых могут быть воплощены варианты настоящего изобретения.

На Фиг.2 показан в увеличенном масштабе общий вид в разрезе, представляющий предохранительный клапан, который может применяться в указанных скважинной системе и способе, и в котором могут быть воплощены принципы настоящего изобретения.

На Фиг.3 показано в еще более увеличенном масштабе и в разрезе электрическое соединение между предохранительным клапаном и вставным предохранительным клапаном.

На Фиг.4 представлен вид предохранительного клапана в разрезе, выполненном вдоль линии 4-4 по Фиг.3.

На Фиг.5 показан общий вид в разрезе скважинной системы, отличающейся тем, что в предохранительный клапан установлен вставной предохранительный клапан другой конфигурации.

На Фиг.6 показан в увеличенном масштабе общий вид в разрезе другой конфигурации электрического соединения и стыковки с совмещением между предохранительным клапаном и вставным предохранительным клапаном.

На Фиг.7 представлен общий вид в разрезе хрупкого щитка, предназначенного для защиты электрического соединения в предохранительном клапане.

На Фиг.8 показан общий вид в разрезе скважинной системы, отличающейся тем, что в предохранительный клапан установлен вставной предохранительный клапан другой конфигурации.

На Фиг.9 показан общий вид в разрезе скважинной системы, отличающейся тем, что в предохранительный клапан установлен привод.

Осуществление изобретения

На Фиг.1 представлена в общем виде скважинная система 10 и связанный с ней способ, в которых могут быть воплощены варианты настоящего изобретения. Как показано на Фиг.1, трубная колонна 12 (например, эксплуатационная колонна труб, и т.п.) установлена в ствол 14 скважины. Вставной предохранительный клапан 16 транспортируют по проточному каналу 18 текучей среды и вводят во внешний предохранительный клапан 20, вмонтированный в трубную колонну и связанный с ней.

Вставной предохранительный клапан 16 можно установить в предохранительный клапан 20, например, в случае выхода из строя привода 22, потери герметичности запирающим устройством 24 и т.п. Любые другие причины могут послужить основанием для установки вставного предохранительного клапана 20, не выходя за пределы объема настоящего изобретения.

В представленном на Фиг.1 варианте воплощения привод 22 представляет собой электрический привод (например, электроприводной шариковый винт, линейный индукционный электродвигатель и т.п.), который смещает расходную трубу, или открывающий зубец 26, тем самым поворачивая на оси заслонку 28 по отношению к седлу 30. Однако, не выходя за пределы объема настоящего изобретения, можно применять приводы и других типов (например, гидравлические приводы и т.п.) и другие типы запирающих устройств (например, запирающие устройства шарового типа и т.п.).

Электрическое питание (а также данные, команды и т.п.) подается к предохранительному клапану 20 по линиям 32, проходящим к удаленному местоположению (например, к поверхности земли, к подводному объекту и т.п.). В других примерах линии 32 могут включать гидравлические трубопроводы и/или оптические линии связи или линии других типов, заменяющие или дополняющие электрические линии. Таким образом, в пределах настоящего изобретения линии 32 могут включать линии любого типа, в любом количестве и в любой комбинации.

В других вариантах электрическое питание может подаваться к предохранительному клапану 20 от находящихся в скважине батарей, электрогенератора или от любого другого источника. Следовательно, для подачи электрического питания к предохранительному клапану 20 не обязательно нужны линии 32.

Одной выгодной особенностью предохранительного клапана 20 является то, что в этом предохранительном клапане установлен электрический разъем 34, предназначенный для создания электрического контакта с электрическим разъемом 36 вставного предохранительного клапана 16. При таком способе устройства вставной предохранительный клапан 16 может управляться электрическим приводом после установки этого вставного предохранительного клапана в надлежащее положение в предохранительном клапане 20.

В других вариантах воплощения электрический разъем 34 (или множество таких разъемов) можно установить в другой секции трубной колонны 12 (например, выше или ниже предохранительного клапана 20). Разъем (разъемы) 36 вставного предохранительного клапана 16 может соединяться электрическим соединением с разъемами 34 в другой секции трубной колонны 12 в тот момент, когда вставной предохранительный клапан будет установлен в надлежащее положение в предохранительном клапане 20.

Следует отметить, что вставной предохранительный клапан 16, подобный показанному на Фиг.1, содержит электрический привод 38 и запирающее устройство 40, подобные приводу 22 и запирающему устройству 24 предохранительного клапана 20, но несколько уступающие им по размерам. Однако следует отчетливо понимать, что привод или запирающее устройство вставного предохранительного клапана 16 совсем не обязательно должны быть подобными тем, которые содержатся в предохранительном клапане 20. Например, вставной предохранительный клапан 16 может содержать линейный индукционный двигатель, в то время, как предохранительный клапан 20 может содержать электроприводной шариковый винт, а также вставной предохранительный клапан может содержать шаровой кран, в то время как предохранительный клапан может содержать запирающее устройство в виде заслонки, и т.п.

Вставной предохранительный клапан 16 можно доставлять внутрь трубной колонны 12 с помощью любого подходящего транспортировочного средства, например вспомогательного троса, колонны гибких труб и т.п. Вставной предохранительный клапан 16 может быть клапаном такого типа, который известен специалистам в данной области как извлекаемый на тросе глубинный предохранительный клапан с дистанционным управлением с поверхности. Предохранительный клапан 20 может быть клапаном такого типа, который известен специалистам в данной области как извлекаемый на насосно-компрессорных трубах глубинный предохранительный клапан с дистанционным управлением с поверхности.

Следует отметить, что вставной предохранительный клапан 16 не обязательно должен быть установлен или полностью установлен внутрь предохранительного клапана 20. Электрическое соединение может быть выполнено между предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16 даже в том случае, если вставной предохранительный клапан установлен в проточный канал 18, но не располагается полностью внутри предохранительного клапана.

В других вариантах воплощения для фиксации предохранительного клапана 20 в открытой конфигурации до или во время установки вставного предохранительного клапана 16 может применяться отдельный фиксирующий инструмент. В альтернативном варианте этот фиксирующий инструмент может быть включен в состав вставного предохранительного клапана 16, в результате чего предохранительный клапан 20 фиксируется в открытом положении в тот момент, когда в него установлен вставной предохранительный клапан.

На Фиг.2 представлен в увеличенном масштабе общий вид в разрезе предохранительного клапана 20. Предохранительный клапан 20 по Фиг.2 может применяться в скважинной системе 10 и в описанном выше способе, или же этот предохранительный клапан можно применять в других скважинных системах и способах, не выходя за пределы объема настоящего изобретения.

В этом варианте воплощения предохранительный клапан 20 включает множество разъемов 34. Эти разъемы 34 изолированы в канале 18 от текучих сред, обломков, инструментов и т.п. посредством щитка 42. В других вариантах воплощения может применяться единственный разъем 34 (например, если трубная колонна 12 применяется в качестве проводника и т.п.).

В щитке 42 имеется смещающий профиль 44, предназначенный для того, чтобы смещать щиток и тем самым открывать разъемы 34. Однако можно применять и другие способы (например, см. фиг.7) изоляции и последующего открывания разъемов 34, соответствующие принципам настоящего изобретения.

В варианте воплощения, представленном на Фиг.2, предохранительный клапан 20 содержит электронную схему 46, принимающую решение о том, подавать ли электрическое питание к приводу 22 предохранительного клапана 20 или подавать питание к одному или нескольким разъемам 34 для передачи к приводу 38 вставного предохранительного клапана 16. Например, по линиям 32 к электронной схеме 46 может быть передан сигнал переключить электрическое питание с привода 22 на разъемы 34, в таком случае это переключение электрического питания может быть выполнено в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в предохранительный клапан 20 и т.п.

На Фиг.3 в увеличенном масштабе показан один из вариантов электрического соединения между вставным предохранительным клапаном 16 и предохранительным клапаном 20. Как показано на Фиг.3, форма смещающего ключа 48 на вставном предохранительном клапане 16 соответствует форме профиля 44 в щитке 42, совмещаясь с которым указанный ключ смещает щиток вниз, тем самым открывая разъем 34.

Следует отметить, что щиток 42 может иметь на своей поверхности внутреннее изолирующее покрытие или слой 50, обращенное к разъему 34. В этом варианте воплощения разъем 34 подпружинен внутрь таким образом, что при перемещении щитка 42 вниз этот разъем перемещается внутрь, образуя электрический контакт с разъемом 36 вставного предохранительного клапана 16.

Датчик 52 (например, датчик положения, датчик линейного переменного смещения, концевой выключатель и т.п.) может быть установлен для детектирования момента смещения щитка 42 и/или вскрытия разъема 34. Переключатели 54, 56 могут срабатывать под воздействием выходного сигнала датчика 52 таким образом, чтобы отключить электрическое питание от привода 22 предохранительного клапана 20 (переключатель 54 находится в разомкнутом положении) и подключить электрическое питание к разъему 34 (переключатель 56 находится в замкнутом положении).

В альтернативном варианте переключатели 54, 56 могут срабатывать под воздействием команды (команд) (например, переданной от местного или дистанционного пульта управления, от электронной схемы 46 и т.п.), и/или под воздействием заданной величины электрического параметра (например, заданного уровня напряжения или мощности в линиях 32 и т.п.).

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать один или несколько датчиков 55, предназначенных для измерения различных параметров в скважине (давления, температуры, скорости потока и т.п.), а также/или для отслеживания того, установлен ли вставной предохранительный клапан в надлежащее положение. Результаты измерений датчика 55 могут быть использованы для диагностики, получения данных производственного процесса или для других целей.

Данные, полученные датчиками 52, 55, могут передаваться от вставного предохранительного клапана 16 к предохранительному клапану 20 с целью дальнейшей передачи их (например, по проводной или беспроводной телеметрии и т.п.) к удаленному приемному устройству (например, к расположенному на поверхности земли, к удаленному записывающему устройству и т.п.).

На Фиг.4 показано поперечное сечение предохранительного клапана 20. На этой фигуре видно, что предохранительный клапан 20 может включать множество разъемов 34, расставленных равномерно по окружности проточного канала 18. Как будет более подробно описано ниже (см. Фиг.6), приспособление стыковочного совмещения может применяться для того, чтобы выполнить совмещение вставного предохранительного клапана 16 с разъемами 34, выполняемое посредством поворота.

На Фиг.5 показан общий вид еще одной конфигурации скважинной системы 10. В этой конфигурации вставной предохранительный клапан 16 установлен в предохранительный клапан 20, причем между предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16 осуществлено электрическое соединение, предназначенное для электрического управления работой вставного предохранительного клапана.

Кроме того, в варианте, представленном на Фиг.5, во вставном предохранительном клапане 16 может применяться множество приводов 38, предназначенных для управления работой запирающего устройства 40 с целью избирательного пропускания или блокирования потока текучей среды через канал 18. Транспортировочное средство 57 (например, трос, колонна гибких труб и т.п.), предназначенное для доставки вставного предохранительного клапана 16 внутрь канала 18, теперь можно извлечь из скважины.

На Фиг.6 показана еще одна конфигурация электрического соединения между вставным предохранительным клапаном 16 и предохранительным клапаном 20. В этой конфигурации приспособление стыковочного совмещения 58 применяется для того, чтобы совместить поворотом вставной предохранительный клапан 16 с предохранительным клапаном 20 таким образом, чтобы соответствующие парные части разъемов 34, 36 совместились друг с другом.

В варианте воплощения, представленном на Фиг.6, совмещающий кулачок 60, имеющийся на вставном предохранительном клапане 16, прижимается к стыковочному профилю 62, сформированному в предохранительном клапане 20. Датчик 54 обнаруживает момент, когда кулачок 60 полностью прижмется к профилю 62, и разъемы 34, 36 совместятся надлежащим образом.

Как показано на Фиг.6, разъем 34 расположен в углублении, а разъем 36 подпружинен силой, толкающей его в наружном направлении для создания контакта с разъемом 34. Однако следует отчетливо понимать, что в пределах объема настоящего изобретения можно применять разъемы любых типов (например, влажные соединения и т.п.), а также осуществлять электрический контакт между разъемами различными способами в пределах настоящего раскрытия.

На Фиг.7 показан еще один способ вскрытия разъема 34. В этом способе щиток 42 изготовлен из хрупкого материала 64 (например, из стекла, керамики и т.п.), который в процессе установки вставного предохранительного клапана 16 разрушается, тем самым открывая разъем 34 в момент установки вставного предохранительного клапана 16.

Например, вставной предохранительный клапан 16 может содержать ударный инструмент 66, который разбивает щиток 42. В альтернативном варианте сам предохранительный клапан 20 может содержать инструмент 16 или другое устройство, разбивающее щиток 42.

В этом варианте воплощения предпочтительно, что щиток 42 разбивается в результате установки вставного предохранительного клапана 16 в надлежащее положение в проточном канале 18, но объем настоящего изобретения допускает и другие способы разрушения этого щитка в пределах настоящего раскрытия.

На Фиг.8 представлена еще одна конфигурация вставного предохранительного клапана 16 в скважинной системе 10. Эта конфигурация подобна показанной на Фиг.5, однако отличается, по меньшей мере, в одном важном моменте, а именно в том, что конфигурация на Фиг.8 не содержит разъемов 34, 36.

Вместо этого электрическое питание к вставному предохранительному клапану 16 (и/или к одному или нескольким его приводам 38) подается через транспортировочное средство 57. Например, транспортировочное средство 57 может содержать каротажный кабель, внутри которого имеются электрические проводники. Следовательно, подразумевается, что в рамках объема настоящего изобретения допускается применение любого способа подачи электрического питания к вставному предохранительному клапану 16 и/или приводу (приводам) 38.

Одно из преимуществ подачи электрического питания к вставному предохранительному клапану 16 с помощью транспортировочного средства 57 состоит в том, что указанное транспортировочное средство можно использовать для извлечения обычным способом вставного предохранительного клапана из скважины, если это необходимо (например, для замены или ремонта вставного предохранительного клапана). Однако совсем не обязательно, чтобы транспортировочное средство 57, применяющееся для установки вставного предохранительного клапана 16 и/или привода (приводов) 38, применялось также для извлечения этого вставного предохранительного клапана и/или привода (приводов). Аналогично, совсем не обязательно, чтобы транспортировочное средство 57, применяющееся для установки вставного предохранительного клапана 16 и/или привода (приводов) 38, применялось также для подачи электрического питания к этому вставному предохранительному клапану и/или приводу (приводам).

На Фиг.9 представлена еще одна конфигурация. В этой конфигурации один или несколько приводов 38 установлены с помощью транспортировочного средства 57, однако, запирающее устройство 40 не установлено.

Вместо этого привод (приводы) 38 применяется для управления работой запирающего устройства 24 предохранительного клапана 20. То есть вставной предохранительный клапан 16 в предохранительный клапан 20 не установлен, но установлен привод (приводы) 38, который применяется для управления работой запирающего устройства 24 (а не запирающего устройства 40).

Электрическое питание к приводу (приводам) 38 может подаваться через разъемы 34, 36 (например, в такой конфигурации, какая показана на Фиг.5), с помощью транспортировочного средства 57 (например, в такой конфигурации, какая показана на Фиг.8) или любым другим приемлемым способом. Включение электрического питания к приводу (приводам) 38 может осуществляться в ответ на установку этого привода (приводов) в надлежащее положение в предохранительном клапане 20. Например, контакт между электрическими разъемами 34, 36 может осуществляться в ответ на установку привода (приводов) 38 в надлежащее положение в предохранительном клапане 20 (например, подобно описанному выше для вставного предохранительного клапана 16).

Привод (приводы) 38 можно устанавливать в предохранительный клапан 20 в качестве замены для привода 22 и/или в качестве дополнения к приводу 22. В одном варианте отключение привода 22 от электрического питания и подключение электрического питания к приводу (приводам) 38 (например, в такой конфигурации, какая показана на Фиг.3) может применяться для инициирования работы привода (приводов) 38 по управлению запирающим устройством 24.

Сейчас можно в полной мере оценить ряд преимуществ, которые позволяет получить настоящее изобретение в данной области. В описанных выше вариантах воплощениях с момента установки электрического привода (приводов) 38 в предохранительном клапане 20 или проточном канале 18 к этому электрическому приводу (приводам) удобным и надежным способом подается электрическое питание для его работы по открыванию и закрыванию запирающего устройства 24 или 40.

Клапан 20 описан выше как содержащий предохранительный клапан, однако, в других вариантах этот клапан может содержать клапаны других типов (например, эксплуатационные задвижки, циркуляционные клапаны, клапаны ввода химических реагентов, клапаны нагнетания пара, затрубные задвижки и т.п.).

В некоторых описанных выше вариантах воплощения способ управления работой клапана 20 в подземной скважине может включать этапы установки, по меньшей мере, одного электрического привода 38 в проточный канал 18, проходящий внутри клапана 20 по его длине, и управления работой запирающего устройства 24 или 40 под воздействием электрической энергии, подаваемой к электрическому приводу 38.

Этап установки может включать осуществление электрического контакта между электрическим приводом 38 и электрическим разъемом 34.

Этап установки может включать подачу электрического питания от клапана 20 к электрическому приводу 38.

Этап установки может включать вскрытие, по меньшей мере, одного электрического разъема 34, 36. Это вскрытие может включать смещение или разбивание щитка 42. Это вскрытие может осуществляться в качестве реакции на установку электрического привода 38 в проточный канал 18.

Клапан 20 может содержать другой электрический привод 22, управляющий работой запирающего устройства 24. В указанном способе может выполняться отключение электропривода 22 клапана от электрического питания в качестве реакции на выполнение этапа установки.

Этап установки может включать совмещение множества электрических разъемов 34, 36, выполняемое путем поворота.

Управление работой запирающего устройства 24, 40 может включать перевод запирающего устройства 24, 40 из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию под воздействием электрического питания, подаваемого к электрическому приводу 38. Управление работой запирающего устройства 24, 40 может включать управление множеством электрических приводов 38.

Этот этап управления может включать подачу электрического питания к электрическому приводу 38 через транспортировочное средство 57, применяемое для установки и/или извлечения электрического привода 38 внутрь проточного канала 18 или из него.

В данном описании выше был описан также внешний предохранительный клапан 20. Этот внешний предохранительный клапан 20 может содержать запирающее устройство 24, которое избирательно пропускает или блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал 18, а также, по меньшей мере, один электрический разъем 34, подключающийся электрическим соединением к вставному предохранительному клапану 16, установленному в надлежащее положение в проточном канале 18.

Прохождение электрического тока между электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой вставного предохранительного клапана 16. Прохождение электрического тока между электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может вынудить вставной предохранительный клапан 16 открыться.

Прохождение электрического тока между электрическим разъемом 34 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

Внешний предохранительный клапан 20 может содержать щиток 42, изолирующий электрический разъем 34 от вставного предохранительного клапана 16. Электрический разъем 34 может вскрываться для доступа со стороны вставного предохранительного клапана 16, и это вскрытие может осуществляться в качестве реакции на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Электрическое питание может подаваться к вставному предохранительному клапану 16 в качестве реакции на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18. Электрическое питание может подаваться к вставному предохранительному клапану 16 в качестве реакции на вскрытие электрического разъема 34 для доступа со стороны проточного канала 18.

Внешний предохранительный клапан 20 может содержать стыковочный профиль 62, который при надлежащем повороте совмещает вставной предохранительный клапан 16 с электрическим разъемом 34.

Внешний предохранительный клапан 20 может содержать электрический привод 22, управляющий работой запирающего устройства 24.

Отключение электрического питания от электрического привода 22 может осуществляться в качестве реакции на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18. Подключение электрического питания к вставному предохранительному клапану 16 может осуществляться в качестве реакции на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Кроме того, выше описан способ управления работой внешнего предохранительного клапана 20 в скважине. Этот способ может включать установку вставного предохранительного клапана 16 во внешний предохранительный клапан 20 и управление работой вставного предохранительного клапана 16 с помощью электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана 20 к вставному предохранительному клапану 16.

Этап установки может включать создание электрического контакта между внешним предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16. Создание электрического контакта может включать соединение электрических разъемов 34, 36 внешнего предохранительного клапана 20 и вставного предохранительного клапана 16 друг с другом. Создание электрического контакта может включать вскрытие, по меньшей мере, одного из электрических разъемов 34, 36.

Этап вскрытия может включать смещение щитка 42 или разбивание хрупкого щитка 42.

Этап вскрытия может выполняться в качестве реакции на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18, проходящий внутри внешнего предохранительного клапана 20 вдоль этого клапана.

Внешний предохранительный клапан 20 может содержать электрический привод 22, управляющий работой запирающего устройства 24. В указанном способе может выполняться отключение электрического питания от электрического привода 22 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 во внешний предохранительный клапан 20.

Этап установки может включать совмещение электрического разъема 36 вставного предохранительного клапана 16 с электрическим разъемом 34 внешнего предохранительного клапана 20, выполняемое путем поворота.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя перевод вставного предохранительного клапана 16 из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию под воздействием электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана 20 к вставному предохранительному клапану 16.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя управление работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

Выше также описан способ управления работой вставного предохранительного клапана 16 в подземной скважине. Этот способ может включать установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18, проходящий внутри внешнего предохранительного клапана 20 вдоль этого клапана, создание электрического контакта между вставным предохранительным клапаном 16 и внешним предохранительным клапаном 20 и управление работой вставного предохранительного клапана 16, посредством чего осуществляется избирательное пропускание или блокирование потока текучей среды через проточный канал 18.

Создание электрического контакта может включать подключение, по меньшей мере, одного электрического разъема 36 вставного предохранительного клапана 16, по меньшей мере, к одному электрическому разъему 34 внешнего предохранительного клапана 20. Этап подключения может выполняться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16.

Создание электрического контакта может включать вскрытие, по меньшей мере, одного электрического разъема 34, 36. Этап вскрытия может включать смещение щитка 42 или разбивание хрупкого щитка 42. Этап вскрытия может выполняться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать электрический привод 38, управляющий работой запирающего устройства 40. В указанном способе может выполняться подключение электрического привода 38 к электрическому питанию в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 во внешний предохранительный клапан 20.

Этап установки может включать совмещение электрического разъема 36 вставного предохранительного клапана 16 с электрическим разъемом 34 внешнего предохранительного клапана 20, выполняемое посредством поворота.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя перевод вставного предохранительного клапана 16 из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию под воздействием электрического тока, проходящего между внешним предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16.

Управление работой вставного предохранительного клапана 16 может включать в себя управление работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

В данном описании выше описан вставной предохранительный клапан 16. Этот вставной предохранительный клапан 16 может содержать запирающее устройство 40, которое избирательно пропускает или блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал 18, а также, по меньшей мере, один электрический разъем 36, подключающийся электрическим соединением к внешнему предохранительному клапану 20, являющемуся наружным по отношению к этому вставному предохранительному клапану 16.

Прохождение электрического тока между внешним предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой вставного предохранительного клапана 16. Прохождение электрического тока между внешним предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16 может вынуждать вставной предохранительный клапана 16 открываться. Прохождение электрического тока между внешним предохранительным клапаном 20 и вставным предохранительным клапаном 16 может управлять работой множества электрических приводов 38 вставного предохранительного клапана 16.

Внешний предохранительный клапан 20 может содержать щиток 42, который изолирует электрический разъем 34 от вставного предохранительного клапана 16. Электрический разъем 34 вскрывается для доступа со стороны вставного предохранительного клапана 16 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Электрическое питание может подаваться к вставному предохранительному клапану 16 в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18. Электрическое питание может подаваться к вставному предохранительному клапану 16 в ответ на вскрытие электрического разъема 34 со стороны проточного канала 18.

Вставной предохранительный клапан 16 также может содержать совмещающее стыковочное устройство 58, осуществляющее совмещение вставного предохранительного клапана 16 с электрическим разъемом 34 внешнего предохранительного клапана 20, выполняемое путем поворота.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать электрический привод 38, управляющий работой запирающего устройства 40. Подключение электрического питания к электрическому приводу 38 может осуществляться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18. Подключение электрического питания к вставному предохранительному клапану 16 может осуществляться в ответ на установку вставного предохранительного клапана 16 в проточный канал 18.

Вставной предохранительный клапан 16 может содержать датчик 55, измеряющий один из параметров скважины. Вставной предохранительный клапан 16 может включать датчик 52, который отслеживает рабочие параметры вставного предохранительного клапана 16.

Следует понимать, что различные варианты, описанные здесь в качестве вариантов воплощения, можно, не нарушая принципов настоящего изобретения, применять в различных вариантах ориентации, например, в наклонном положении, в перевернутом, горизонтальном, вертикальном и т.п., и в различных конфигурациях. Описанные и показанные на чертежах варианты воплощения настоящего изобретения представлены просто в качестве вариантов воплощения полезного применения принципов настоящего изобретения, которые не ограничиваются какими-либо конкретными деталями этих вариантов его воплощения.

Применительно к приведенному выше описанию представленных вариантов термины, обозначающие направление (например, такие, как «над», «под», «верхний», «нижний» и т.п.), используются для удобства рассмотрения сопутствующих чертежей. В целом термины «над», «верхний», «вверх» и подобные термины относятся к направлению вдоль ствола скважины в сторону поверхности земли, а «под», «нижний», «вниз» и подобные термины относятся к направлению вдоль ствола шахты от поверхности земли, независимо от того, является ли этот ствол шахты горизонтальным, вертикальным, наклонным, меняющим направление и т.п. Однако следует отчетливо понимать, что объем настоящего изобретения не ограничивается какими-либо конкретными направлениями, описанными здесь.

Квалифицированный специалист в данной области после тщательного рассмотрения представленного выше описания вариантов воплощения настоящего изобретения легко поймет, что в эти конкретные варианты воплощения изобретения можно вносить множество модификаций, добавлений, выполнять множество замен, исключений и т.п., и такие изменения не будут нарушать принципов настоящего изобретения. Соответственно, следует понимать, что представленное выше подробное описание подано исключительно в качестве иллюстрации и примера, а дух и объем настоящего изобретения ограничиваются исключительно пунктами поданной в приложении формулы изобретения или их эквивалентами.

Claims (23)

1. Внешний предохранительный клапан, содержащий: электрический разъем внешнего предохранительного клапана; и запирающее устройство, которое избирательно пропускает или блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал, выполненный с возможностью приема вставного предохранительного клапана, имеющего электрический разъем вставного предохранительного клапана, при этом электрический разъем внешнего предохранительного клапана выполнен с возможностью образования электрического контакта с электрическим разъемом вставного предохранительного клапана при размещении вставного предохранительного клапана в продольном проточном канале.

2. Внешний предохранительный клапан по п.1, отличающийся тем, что электрический ток, проходящий между электрическими разъемами внешнего предохранительного клапана и вставного предохранительного клапана, управляет работой вставного предохранительного клапана.

3. Внешний предохранительный клапан по п.1, отличающийся тем, что электрический ток, проходящий между электрическими разъемами внешнего предохранительного клапана и вставного предохранительного клапана, вызывает открытие вставного предохранительного клапана.

4. Внешний предохранительный клапан по п.1, отличающийся тем, что электрический ток, проходящий между электрическими разъемами внешнего предохранительного клапана и вставного предохранительного клапана, управляет работой множества электрических приводов вставного предохранительного клапана.

5. Внешний предохранительный клапан по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит щиток, изолирующий электрический разъем внешнего предохранительного клапана от вставного предохранительного клапана, а доступ к электрическому разъему внешнего предохранительного клапана для вставного предохранительного клапана открывается в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

6. Внешний предохранительный клапан по п.5, отличающийся тем, что обеспечено смещение щитка при установке вставного предохранительного клапана.

7. Внешний предохранительный клапан по п.1, отличающийся тем, что подключение электрического питания к вставному предохранительному клапану осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

8. Внешний предохранительный клапан по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает стыковочный профиль, который посредством поворота совмещает электрический разъем вставного предохранительного клапана с электрическим разъемом внешнего предохранительного клапана.

9. Внешний предохранительный клапан по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает электрический привод, управляющий работой запирающего устройства.

10. Внешний предохранительный клапан по п.9, отличающийся тем, что отключение электрического питания от электрического привода осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

11. Внешний предохранительный клапан по п.10, отличающийся тем, что подключение электрического питания к вставному предохранительному клапану осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал.

12. Способ управления работой внешнего предохранительного клапана в подземной скважине, включающий: установку вставного предохранительного клапана во внешний предохранительный клапан; и управление работой вставного предохранительного клапана с помощью электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана к вставному предохранительному клапану.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что установка дополнительно включает создание электрического контакта между внешним предохранительным клапаном и вставным предохранительным клапаном.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что создание электрического контакта включает осуществление соединения электрических разъемов внешнего предохранительного клапана и вставного предохранительного клапана друг с другом.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что создание электрического контакта дополнительно включает вскрытие, по меньшей мере, одного из электрических разъемов.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что вскрытие включает смещение щитка из его исходного положения.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что вскрытие включает разбивание хрупкого щитка.

18. Способ по п.15, отличающийся тем, что вскрытие осуществляется в ответ на установку вставного предохранительного клапана в проточный канал, проходящий во внешнем предохранительном клапане по его длине.

19. Способ по п.12, отличающийся тем, что внешний предохранительный клапан содержит электрический привод, управляющий работой запирающего устройства.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно включает отключение электрического питания от электрического привода в ответ на установку вставного предохранительного клапана во внешний предохранительный клапан.

21. Способ по п.12, отличающийся тем, что установка дополнительно включает выполняемое посредством вращения совмещение электрического разъема вставного предохранительного клапана с электрическим разъемом внешнего предохранительного клапана.

22. Способ по п.12, отличающийся тем, что управление работой вставного предохранительного клапана дополнительно включает перевод вставного предохранительного клапана из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию под воздействием электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана к вставному предохранительному клапану.

23. Способ по п.12, отличающийся тем, что управление работой вставного предохранительного клапана дополнительно включает управление работой множества электрических приводов вставного предохранительного клапана.

Images