RU2591309C2 - Downhole gas bypass valve - Google Patents

Downhole gas bypass valve Download PDF

Info

Publication number
RU2591309C2
RU2591309C2 RU2013151589/03A RU2013151589A RU2591309C2 RU 2591309 C2 RU2591309 C2 RU 2591309C2 RU 2013151589/03 A RU2013151589/03 A RU 2013151589/03A RU 2013151589 A RU2013151589 A RU 2013151589A RU 2591309 C2 RU2591309 C2 RU 2591309C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
spring
hole
bypass
sealing gasket
Prior art date
Application number
RU2013151589/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013151589A (en
Inventor
Айрат Рафкатович Рахманов
Равиль Нурович Ахмадиев
Мирзахан Атакиши оглы Джафаров
Адхам Ахметович Курмашов
Николай Максимович Коляда
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
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 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина filed Critical Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority to RU2013151589/03A priority Critical patent/RU2591309C2/en
Publication of RU2013151589A publication Critical patent/RU2013151589A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2591309C2 publication Critical patent/RU2591309C2/en

Links

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: valve includes connected on both ends with tubing string coupling with side hole, where valve body is built with bypass hole. Body is made in form of stepped cylinder, and in said cylinder there are coaxially arranged in series a nut with central stepped hole and a sharp end edge, spring-loaded slide valve with longitudinal channels on periphery, a sealing gasket and locking element in form of a bolt with a conical tip. Slide valve with sealing gasket can interact with face edge of nut, and shutoff element, simultaneously holding sealing gasket on slide valve, on closing bypass holes of body limits stroke and further compression spring. Body with outer side is equipped with top and bottom vertical gusset plates. Slide valve, spring and valve shutoff element are made of stainless material and sealing gasket is made from polyurethane.
EFFECT: higher efficiency of device for gas bypass.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к подземному скважинному оборудованию и может быть использовано при эксплуатации, освоении, глушении и промывке нефтедобывающих скважин при работах, связанных с перепуском газа из межтрубного пространства скважины в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ).The invention relates to underground downhole equipment and can be used in the operation, development, killing and flushing of oil wells during operations associated with gas bypass from the annulus of the well into the tubing string.

Известно устройство для сброса газа из затрубного пространства, состоящее из погружного двигателя, центробежного насоса и эжекторного устройства, включающего в себя сопло, камеру смешения и диффузор. На уровне камеры смешения выполнен канал для перепуска газа из затрубного пространства, оборудованный обратным клапаном. При работе насоса добываемая жидкость направляется через сопло, создавая в области камеры смешения разрежение, вызывающее открытие клапана и перепуск газа из затрубного пространства в область камеры смешения. Газ, смешиваясь с добываемой жидкостью, поступает в диффузор и далее поднимается на устье скважины (патент РФ №2079636, кл. Е21В 43/00, опубл. 20.05.1997 г.).A device for discharging gas from the annulus, consisting of a submersible motor, a centrifugal pump and an ejector device including a nozzle, a mixing chamber and a diffuser, is known. At the level of the mixing chamber, a channel for bypassing gas from the annulus, equipped with a check valve, is made. When the pump is operating, the produced fluid is directed through the nozzle, creating a vacuum in the region of the mixing chamber, causing the valve to open and bypass gas from the annulus to the region of the mixing chamber. Gas, mixed with the produced fluid, enters the diffuser and then rises at the wellhead (RF patent No. 2079636, class E21B 43/00, publ. 05.20.1997).

Данное устройство применимо только в паре с центробежным насосом и работоспособно только при работе насоса с устойчивым режимом работы эжектерного насоса, который дополнительно усложняет внутрискважинное оборудование.This device is applicable only in conjunction with a centrifugal pump and is operable only when the pump is operating with a stable operation of the ejector pump, which further complicates the downhole equipment.

Известно устройство перепуска газа из межтрубного пространства скважины в колонну НКТ, включающее соединенный с обоих концов с НКТ корпус со сквозными радиальными отверстиями, которые перекрыты втулкой, установленной на резьбовом негерметичном соединении снаружи корпуса (патент РФ №2074954, кл. Е21В 43/00, Е21В 43/12, опубл. 10.03.1997).A device is known for transferring gas from the annulus of the well into the tubing string, including a body connected at both ends to the tubing and with through radial holes that are covered by a sleeve mounted on a threaded leaky connection outside the housing (RF patent No. 2074954, class. E21B 43/00, E21B 43/12, publ. 03/10/1997).

Известное устройство обеспечивает перепуск газа и жидкости в прямом и обратном направлении без возможности прекращения пропуска и регулировки расхода газа и жидкости через устройство.The known device provides the bypass of gas and liquid in the forward and reverse direction without the possibility of stopping the passage and adjusting the flow of gas and liquid through the device.

Наиболее близким к изобретению по сущности является устройство для перепуска газа из межтрубного пространства в колонну насосно-компрессорных труб, включающее соединенную с обоих концов с НКТ муфту с боковым отверстием, куда соединен корпус. Корпус снабжен соединяющимся между собой продольным каналом и боковым отверстием, совмещенным с боковым отверстием муфты. В продольном канале корпуса расположен штуцер и обратный клапан с фильтром. Обратный клапан обеспечивает стравливание газа при повышении давления в межтрубном пространстве над давлением в колонне НКТ на 0,1-0,2 МПа. При этом устройство обеспечивает снижение расхода при циркуляции жидкости не более чем на 10% (патент РФ №2303124 С1, кл. Е21В 43/12, опубл. 20.07.2006 г., - прототип).The closest to the invention in essence is a device for bypassing gas from the annulus to the tubing string, including a coupling with a lateral hole connected at both ends to the tubing, to which the housing is connected. The casing is provided with a longitudinal channel connecting to each other and a side hole combined with the side hole of the coupling. A fitting and a check valve with a filter are located in the longitudinal channel of the housing. The non-return valve provides gas bleeding with increasing pressure in the annular space above the pressure in the tubing string by 0.1-0.2 MPa. At the same time, the device provides a reduction in flow rate during fluid circulation by no more than 10% (RF patent No. 2303124 C1, CL EV 43/12, publ. July 20, 2006, prototype).

Известное устройство наряду с перепуском газа обеспечивает также перепуск жидкости из межтрубного пространства в колонну НКТ при промывке и глушении скважины, что снижает эффективность процесса глушения и обратной промывки скважины при ремонтных работах.The known device, along with gas bypass, also provides liquid bypass from the annulus to the tubing string during flushing and killing of the well, which reduces the efficiency of the killing and backwashing of the well during repair work.

В предложенном изобретении решается задача повышения эффективности работы устройства для перепуска газа из межтрубного пространства в колонну насосно-компрессорных труб за счет исключения циркуляции жидкости через клапанное устройство при глушении и промывке скважины.The proposed invention solves the problem of increasing the efficiency of the device for transferring gas from the annulus to the tubing string by eliminating the circulation of fluid through the valve device when killing and flushing the well.

Задача решается тем, что во внутрискважинном клапане для перепуска газа, включающем соединенную с обоих концов с насосно-компрессорными трубами муфту с боковым отверстием, куда встроен корпус клапана с перепускным отверстием, согласно изобретению корпус выполнен в виде ступенчатого цилиндра и в нем последовательно соосно размещены гайка с центральным ступенчатым отверстием и острой торцевой кромкой, подпружиненный золотник с продольными каналами по периферии, уплотнительной прокладкой и запорным элементом в виде болта с коническим наконечником, причем золотник с уплотнительной прокладкой имеет возможность взаимодействовать с торцевой кромкой гайки, а запорный элемент, одновременно удерживающий уплотнительную прокладку на золотнике, при запирании перепускного отверстия корпуса ограничивает ход золотника и дальнейшее сжатие пружины, при этом корпус с наружной стороны снабжен нижней и верхней вертикальными косынками. Золотник, пружина и запорный элемент клапана выполнены из нержавеющего материала, а уплотнительная прокладка изготовлена из полиуретана.The problem is solved in that in the downhole gas bypass valve, including a coupling with a lateral hole connected at both ends to the tubing, where the valve body with a bypass hole is integrated, according to the invention, the housing is made in the form of a stepped cylinder and a nut is placed in series with it in series with a central stepped hole and a sharp end edge, a spring-loaded spool with longitudinal channels on the periphery, a gasket and a locking element in the form of a bolt with a conical end, and the spool with the gasket has the ability to interact with the end edge of the nut, and the locking element that simultaneously holds the gasket on the spool, when locking the bypass hole of the housing limits the stroke of the valve and further compression of the spring, while the housing is provided with an upper and lower vertical kerchiefs. The spool, spring and valve closure are made of stainless material and the gasket is made of polyurethane.

На фиг. 1 представлен предлагаемый внутрискважинный клапан для перепуска газа в продольном разрезе.In FIG. 1 shows the proposed downhole valve for gas bypass in longitudinal section.

Предлагаемый внутрискважинный клапан устанавливается в приустьевой части колонны НКТ, т.е. между первой и второй или второй и третьей трубами от устья.The proposed downhole valve is installed in the estuary of the tubing string, i.e. between the first and second or second and third pipes from the mouth.

Внутрискважинный клапан состоит из муфты 1 с боковым отверстием 2, соединяющей насосно-компрессорные трубы 3 и 4. В боковое отверстие 2 встроен ступенчатый цилиндрический корпус клапана 5 с перепускным отверстием 6, выполненным на его дне. В корпус 5 завернута гайка 7 со ступенчатым отверстием 8, острой торцевой кромкой 9 и шестигранным гнездом 10 под ключ. Под гайкой 7 в корпусе 5 расположен подпружиненный золотник 11 с полиуретановой уплотнительной прокладкой 12 и продольными каналами 13. При этом пружина 14 расположена между золотником 11 и дном корпуса клапана 5, а запорный элемент 15, удерживающий уплотнительную прокладку 12, имеет конический наконечник 16. При помощи гайки 7 регулируется усилие пружины 14 для срабатывания золотника 11 при соответствующем перепаде давления в клапане. Корпус клапана 5 с наружной стороны имеет нижнюю 17 и верхнюю 18 приваренные вертикальные защитные косынки, предохраняющие корпус клапана при спускоподъемных операциях с внутрискважинным оборудованием. Внутрискважинный клапан работает следующим образом.The downhole valve consists of a sleeve 1 with a side hole 2 connecting the tubing 3 and 4. A stepped cylindrical valve body 5 with a bypass hole 6 made at its bottom is built into the side hole 2. A nut 7 is wrapped in the housing 5 with a stepped hole 8, a sharp end edge 9 and a turnkey hexagon socket 10. Under the nut 7 in the housing 5, a spring-loaded spool 11 with a polyurethane gasket 12 and longitudinal channels 13 is located. In this case, the spring 14 is located between the spool 11 and the bottom of the valve body 5, and the locking element 15 holding the gasket 12 has a conical tip 16. When Using the nut 7, the force of the spring 14 is adjusted to actuate the spool 11 with the corresponding pressure drop in the valve. The valve body 5 from the outside has a lower 17 and upper 18 welded vertical protective scarves that protect the valve body during tripping operations with downhole equipment. The downhole valve operates as follows.

При работе нефтедобывающей скважины в межтрубном пространстве, т.е. в пространстве приустьевой части скважины между обсадной колонной и колонной НКТ, накапливается газ. При повышении давления газа в межтрубном пространстве над давлением в колонне насосно-компрессорных труб 3 и 4 на 0,1-0,2 МПа (настраивается предварительно в стендовых условиях) золотник 11 с уплотнительной прокладкой 12, прижимая пружину 14, незначительно отходит от торцевой кромки 9 гайки 7, создавая пространство для поступления газа из отверстия 8 гайки 7 во внутреннюю полость клапана. При этом газ через продольные каналы 13 и перепускное отверстие 6 попадает во внутреннюю полость муфты и колонны НКТ, а далее восходящим потоком жидкости направляется в выкидную линию скважины. При повышении давления в затрубном пространстве и превышении перепада давления в клапане более чем на 0,3 МПа, что может иметь место при промывке глубинно-насосного оборудования или глушении скважины методом обратной промывки. При этом за счет большого гидравлического сопротивления промывочной жидкости в золотнике 11 происходит максимальное его перемещение и вместе с ним запорного элемента 15, конический наконечник 16 которого закрывает перепускное отверстие 6, одновременно предотвращает дальнейшее прижатие пружины 14 и обеспечивает прекращение циркуляции жидкости через клапан.When operating an oil well in the annulus, i.e. in the space of the estuarine part of the well between the casing and tubing string, gas accumulates. With an increase in gas pressure in the annulus above the pressure in the tubing string 3 and 4 by 0.1-0.2 MPa (pre-set in bench conditions), the spool 11 with the gasket 12, pressing the spring 14, slightly moves away from the end edge 9 of the nut 7, creating a space for gas to flow from the hole 8 of the nut 7 into the internal cavity of the valve. When this gas through the longitudinal channels 13 and the bypass hole 6 enters the inner cavity of the coupling and the tubing string, and then the upward flow of fluid is sent to the flow line of the well. With increasing pressure in the annulus and exceeding the pressure drop in the valve by more than 0.3 MPa, which can occur when flushing the downhole pumping equipment or killing the well by the backwash method. At the same time, due to the large hydraulic resistance of the flushing liquid in the spool 11, its maximum movement occurs and with it the locking element 15, the conical tip 16 of which closes the bypass hole 6, at the same time prevents further pressing of the spring 14 and ensures the termination of the fluid circulation through the valve.

Предлагаемый внутрискважинный клапан наряду с обеспечением перепуска газа из затрубного пространства при эксплуатации скважины также повышает эффективность процесса глушения и промывки скважины за счет предотвращения циркуляции промывочной жидкости через клапан при ремонтных работах и исключает неоправданный расход промывочной жидкости.The proposed downhole valve, along with providing gas bypass from the annulus during well operation, also increases the efficiency of the process of killing and flushing the well by preventing the circulation of flushing fluid through the valve during repair work and eliminates unjustified flow of flushing fluid.

Claims (2)

1. Внутрискважинный клапан для перепуска газа, включающий соединенную с обоих концов с насосно-компрессорными трубами муфту с боковым отверстием, куда встроен корпус клапана с перепускным отверстием, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде ступенчатого цилиндра и в нем последовательно соосно размещены гайка с центральным ступенчатым отверстием и острой торцевой кромкой, подпружиненный золотник с продольными каналами по периферии, уплотнительной прокладкой и запорным элементом в виде болта с коническим наконечником, причем золотник с уплотнительной прокладкой имеет возможность взаимодействовать с торцевой кромкой гайки, а запорный элемент, одновременно удерживающий уплотнительную прокладку на золотнике, при крайнем открытом положении золотника, запирает перепускное отверстие корпуса и ограничивает дальнейшее сжатие пружины, при этом корпус с наружной стороны снабжен нижней и верхней вертикальными защитными косынками.1. A downhole valve for gas bypass, including a coupling with a lateral hole connected at both ends to the tubing, where the valve body with a bypass hole is integrated, characterized in that the housing is made in the form of a stepped cylinder and a nut with a central a stepped hole and a sharp end edge, a spring-loaded spool with longitudinal channels along the periphery, a sealing gasket and a locking element in the form of a bolt with a conical tip, and The IR with the gasket has the ability to interact with the end edge of the nut, and the locking element that simultaneously holds the gasket on the spool, when the spool is in the extreme open position, closes the bypass hole of the housing and limits further compression of the spring, while the housing is provided with an upper and lower vertical protective scarves. 2. Внутрискважинный клапан по п.1, отличающийся тем, что золотник, пружина и запорный элемент клапана выполнены из нержавеющего материала, а уплотнительная прокладка изготовлена из полиуретана. 2. The downhole valve according to claim 1, characterized in that the spool, spring and valve shutoff element are made of stainless material, and the gasket is made of polyurethane.
RU2013151589/03A 2013-11-19 2013-11-19 Downhole gas bypass valve RU2591309C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151589/03A RU2591309C2 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Downhole gas bypass valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151589/03A RU2591309C2 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Downhole gas bypass valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013151589A RU2013151589A (en) 2015-06-20
RU2591309C2 true RU2591309C2 (en) 2016-07-20

Family

ID=53433357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151589/03A RU2591309C2 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Downhole gas bypass valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2591309C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738189C1 (en) * 2020-02-18 2020-12-09 Амельченко Леонид Владимирович Pumping-ejector plant for operation in sloping sections of well

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5678604A (en) * 1993-12-08 1997-10-21 Danfoss A/S Fast opening, slow closing, relief valve
RU13388U1 (en) * 1999-11-16 2000-04-10 Мазепа Валерий Борисович Borehole VALVE FOR DEPTH PUMPING EQUIPMENT (OPTIONS)
US6405751B1 (en) * 2001-07-23 2002-06-18 Chi-Chen Hsiao Gas safety valve
RU43302U1 (en) * 2004-08-16 2005-01-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина WELL VALVE DEVICE
RU2303124C1 (en) * 2006-09-28 2007-07-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for gas bypassing from annular space into tubing string
RU71692U1 (en) * 2007-11-16 2008-03-20 Закрытое Акционерное Общество "М.А.Р.С.-Технология" COUPLING WITH BYPASS VALVE FOR SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5678604A (en) * 1993-12-08 1997-10-21 Danfoss A/S Fast opening, slow closing, relief valve
RU13388U1 (en) * 1999-11-16 2000-04-10 Мазепа Валерий Борисович Borehole VALVE FOR DEPTH PUMPING EQUIPMENT (OPTIONS)
US6405751B1 (en) * 2001-07-23 2002-06-18 Chi-Chen Hsiao Gas safety valve
RU43302U1 (en) * 2004-08-16 2005-01-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина WELL VALVE DEVICE
RU2303124C1 (en) * 2006-09-28 2007-07-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Device for gas bypassing from annular space into tubing string
RU71692U1 (en) * 2007-11-16 2008-03-20 Закрытое Акционерное Общество "М.А.Р.С.-Технология" COUPLING WITH BYPASS VALVE FOR SUBMERSIBLE PUMP INSTALLATION

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2738189C1 (en) * 2020-02-18 2020-12-09 Амельченко Леонид Владимирович Pumping-ejector plant for operation in sloping sections of well

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013151589A (en) 2015-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10774628B2 (en) Hydraulically actuated downhole pump with traveling valve
RU2516708C2 (en) Subsurface safety valve
RU2553689C1 (en) Method of oil well operation
RU2544930C1 (en) Return valve of electric centrifugal unit and cleaning method of filter at pump suction
RU2415253C1 (en) Immersed pump with cleaned in well filter
CN204804754U (en) Eccentric seperated layer water injection packer
RU2591309C2 (en) Downhole gas bypass valve
RU2414586C1 (en) Procedure for isolating operations in well and packer equipment
RU2531692C2 (en) Circulation valve of pressure equalisation and well pump unit
RU2587654C1 (en) Downhole valve unit
CN101975042B (en) Fully functional anti-spouting oil drain device
RU2548465C1 (en) Horizontal well completion device
CN107893644B (en) Underground hydraulic control device
CN108868698A (en) A kind of normal pressure shale gas well single tube jet pump fluid-discharge technology method
RU128896U1 (en) DEVICE FOR TRANSFER OF WELLS, INCLUDING WATERFILLED, TO OPERATION ON TWO LIFT COLUMNS
RU2014106246A (en) Borehole pumping unit for simultaneous separate operation of two beds
CN104019030B (en) A kind of reacting cycle liquid drives the discharge device of oil pumping screw pump
CN109779547B (en) Downhole liquid flow reversing tool
RU100130U1 (en) VALVE DEVICE FOR SUBMERSIBLE SCREW PUMP
CN201851082U (en) Fully-functional anti-spray oil drain device
RU141163U1 (en) LIFT VALVE FOR GAS REMOVAL
RU2568457C1 (en) Device for treatment of bottom-hole formation zone and for well development
SU933955A2 (en) Device for stopping-off a well
RU122689U1 (en) Borehole unit for flushing pump and compressor pipes from asphalt-resin-paraffin deposits
CN206668215U (en) Oil-water well sand filtering pipe column oil jacket communicating valve

Legal Events

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

Effective date: 20161120