RU2764426C1 - Controlled bypass valve - Google Patents
Controlled bypass valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764426C1 RU2764426C1 RU2021102249A RU2021102249A RU2764426C1 RU 2764426 C1 RU2764426 C1 RU 2764426C1 RU 2021102249 A RU2021102249 A RU 2021102249A RU 2021102249 A RU2021102249 A RU 2021102249A RU 2764426 C1 RU2764426 C1 RU 2764426C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- valve
- channel
- valve block
- control unit
- hrf
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
- E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
- E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для извлечения остатков геля после гидравлического разрыва пласта (ГРП), продуктов реакции после проведения кислотной обработки, освоения скважины, проведения геофизических исследований пласта методом компрессирования, глушения скважины, а также может быть использовано для добычи флюида скважины газлифтным методом.The invention relates to the field of the oil and gas industry, in particular to devices for extracting gel residues after hydraulic fracturing (HF), reaction products after acid treatment, well development, geophysical studies of the formation by compression, well killing, and can also be used for production well fluid by gas lift method.
Известен клапан перепускной управляемый (патент на изобретение № RU2730156, опубликован 19.08.2020), включающий корпус с кольцевым выступом на внутренней поверхности и сливными радиальными каналами, ограничено подвижный в осевом направлении золотник, перекрывающий сливные каналы при перемещении вверх и открывающий сливные каналы при перемещении вниз, и пружину сжатия, причем золотник снабжен сквозным осевым каналом - седлом, в котором размещен запорный элемент обратного клапана, кольцевой выступ расположен ниже сливных каналов, пружина установлена между кольцевым выступом и золотником, который изготовлен с возможностью плотного прилегания к внутренней поверхности корпуса, причем золотник оснащен снаружи расположенными диагонально радиальными штифтами, которые для ограничения продольного перемещения вставлены во внутреннюю закольцованную проточку корпуса, которая выполнена из симметричных чередующихся коротких и длинных продольных выборок, соединенных фигурным пазом, позволяющим при возвратно-поступательном перемещении в корпусе золотника под действием давления и пружины последовательно располагаться соответствующим штифтам в длинных выборках для закрытия сливных каналов и коротких выборках для открытия сливных каналов, при этом усилие пружины выше усилия давящего на золотник столба жидкости.A controlled bypass valve is known (patent for invention No. RU2730156, published on 08/19/2020), including a housing with an annular protrusion on the inner surface and drain radial channels, a spool that is limited in the axial direction, blocking the drain channels when moving up and opening the drain channels when moving down , and a compression spring, moreover, the spool is provided with a through axial channel - a seat, in which the shut-off element of the check valve is located, the annular protrusion is located below the drain channels, the spring is installed between the annular protrusion and the spool, which is made with the possibility of a snug fit to the inner surface of the body, moreover, the spool equipped with externally located diagonally radial pins, which, to limit the longitudinal movement, are inserted into the internal looped groove of the body, which is made of symmetrical alternating short and long longitudinal samples, connected by a figured groove, which allows reciprocating movement in the spool body under the action of pressure and a spring, be sequentially located with the corresponding pins in long samples to close the drain channels and short samples to open the drain channels, while the spring force is higher than the force of the liquid column pressing on the spool.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- инициация клапана шаром, за счёт сужения внутреннего проходного канала, что является недопустимым при проведении ГРП большого объёма;- initiation of the valve by a ball, due to the narrowing of the internal passage channel, which is unacceptable during large-scale hydraulic fracturing;
- нахождение механизма внутри проходного канала корпуса клапана, что может привести к засорению или износу абразивными частицами;- location of the mechanism inside the bore of the valve body, which can lead to clogging or wear by abrasive particles;
- управление клапаном происходит при создании давления в НКТ;- valve control occurs when pressure is created in the tubing;
- отсутствие возможности регулирования проходного канала клапана с помощью жиклёров;- the inability to regulate the through passage of the valve with the help of jets;
- невозможность установки в лифт НКТ нескольких клапанов для проведения геофизических исследований методом компрессирования или газлифтной добычи.- the impossibility of installing several valves in the tubing lift for conducting geophysical surveys by compression or gas lift production.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является пусковая муфта с клапаном (патент на полезную модель № RU140103, опубликован 27.04.2014), размещенная в колонне насосно-компрессорных труб и жестко соединяющая верхнюю и нижнюю относительно пусковой муфты части колонны, выполненная в виде осесимметричного полого тела вращения с резьбой на концах, в боковой стенке которой установлен, по меньшей мере, один клапан, содержащий корпус, упор, седло с центральным отверстием, установленное в выемке корпуса, и запорный элемент, выполненный в виде жесткого шара с возможностью его перемещения внутри канала цилиндрической формы, диаметр которого соответствует диаметру шара и диаметру центрального отверстия седла в месте его прилегания к корпусу, сообщающего внутреннюю полость муфты с затрубным пространством, при этом части цилиндрического канала, обращенные к затрубному пространству и к внутренней полости пусковой муфты, выполнены с меньшими диаметрами, чем диаметр шара, часть цилиндрического канала, обращенная к внутренней полости пусковой муфты, сообщается с ней посредством дополнительных каналов, выполненных по периферии цилиндрического канала, часть центрального отверстия седла клапана, примыкающая к упору, выполнена с меньшим диаметром, чем диаметр шара, а седло клапана выполнено из эластомерного материала. The closest technical solution, chosen as a prototype, is a starting clutch with a valve (utility model patent No. RU140103, published on April 27, 2014), placed in the tubing string and rigidly connecting the upper and lower parts of the string relative to the starting clutch, made in in the form of an axisymmetric hollow body of rotation with a thread at the ends, in the side wall of which at least one valve is installed, containing a body, an emphasis, a seat with a central hole installed in the recess of the body, and a locking element made in the form of a rigid ball with the possibility of its movement inside the cylindrical channel, the diameter of which corresponds to the diameter of the ball and the diameter of the central hole of the seat in the place of its contact with the body, which communicates the internal cavity of the coupling with the annulus, while the parts of the cylindrical channel facing the annulus and the internal cavity of the starting clutch are made with smaller diameters than the diameter of the ball a, part of the cylindrical channel facing the internal cavity of the starting clutch communicates with it through additional channels made along the periphery of the cylindrical channel, the part of the central hole of the valve seat adjacent to the stop is made with a smaller diameter than the diameter of the ball, and the valve seat is made of elastomeric material.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
- отсутствие возможности опрессовки пакера или создания противодавления при ГРП;- no possibility of pressuring the packer or creating back pressure during hydraulic fracturing;
- отсутствие возможности открытия клапана с помощью управления;- the inability to open the valve with the help of control;
- отсутствие возможности проведения обратной промывки скважины.- the lack of the possibility of backwashing the well.
Задачей заявляемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the claimed invention is to eliminate the above disadvantages.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в обеспечении возможности проведения ГРП через клапан, тем самым уменьшая количество спуско-подъемных операций для колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), повышение надежности запорного механизма клапана.The technical result to be achieved by the present invention is to enable hydraulic fracturing through the valve, thereby reducing the number of tripping operations for the tubing string, increasing the reliability of the valve locking mechanism.
Для достижения указанного технического результата предлагается клапан перепускной управляемый, состоящий из корпуса с внутренним каналом, на концах которого выполнена резьба для вкручивания в лифт НКТ, внутри корпуса закреплены последовательно фильтр и клапанный блок, внутренний канал клапанного блока сообщается с каналом корпуса и обеспечивает гидравлическую связь клапанного блока с трубным пространством НКТ, при этом клапанный блок содержит последовательно расположенные внутри клапанного блока блок управления открытием клапана, клапан ГРП, рабочий клапан, жиклер, причем блок управления открытием клапана открывает канал клапана ГРП только после серии импульсов давления заданной амплитуды, длительности и частоты, создаваемого в затрубном пространстве.To achieve the specified technical result, a controlled bypass valve is proposed, consisting of a body with an internal channel, at the ends of which a thread is made for screwing into the tubing lift, a filter and a valve block are fixed in series inside the body, the internal channel of the valve block communicates with the body channel and provides hydraulic connection of the valve unit with tubing space, wherein the valve unit contains a valve opening control unit, a hydraulic fracturing valve, a working valve, a jet located in series inside the valve unit, and the valve opening control unit opens the hydraulic fracturing valve channel only after a series of pressure pulses of a given amplitude, duration and frequency, created in the annulus.
Заявленный результат достигается посредством заявленного управляемого клапана освоения и глушения скважины, устанавливаемого в колонну насосно-компрессорных труб при проведении работ по ГРП. При этом в колонну НКТ может быть установлен как один, так и нескольких последовательно расположенных клапанов.The claimed result is achieved by means of the claimed controllable well development and killing valve installed in the tubing string during hydraulic fracturing. In this case, both one and several sequentially located valves can be installed in the tubing string.
Клапан перепускной управляемый представляет собой конструктивно самостоятельное отдельно устанавливаемое в компоновку оборудования для ГРП изделие, содержащее клапанный блок, обеспечивающий однонаправленную гидравлическую связь (переток скважинной жидкости и газа) от наружного (затрубного) пространства колонны насосно-компрессорных труб к трубному (внутреннему) пространству при заданном избыточном давлении в затрубном пространстве, и надёжно блокирующий обратный переток скважинной жидкости и газа в ходе проведения работ по ГРП.The controllable bypass valve is a structurally independent product, separately installed in the hydraulic fracturing equipment layout, containing a valve block that provides unidirectional hydraulic connection (flow of well fluid and gas) from the outer (annulus) space of the tubing string to the pipe (internal) space at a given excess pressure in the annulus, and reliably blocking the reverse flow of well fluid and gas during hydraulic fracturing.
Корпус клапана выполнен в виде патрубка и имеет две резьбы, с помощью которых клапан прикручивается в лифт НКТ, также имеет продольное ложе на наружной поверхности для клапанного блока и канал, который соединяется с клапанным блоком. Клапанный блок прикручивается отдельно к корпусу, что делает его удобным в ревизии, ремонте и настройке. Клапанный блок содержит последовательно расположенные внутри корпуса клапанного блока фильтр, предназначенный для очистки жидкости или газа, чтобы предотвратить загрязнение клапанов и жиклёра во время работы, жиклер, рабочий клапан и клапан ГРП, который может быть представлен в частности золотниковым клапаном, предназначенные для надёжного удержания перепада давления при проведении ГРП, блок управления открытием клапана, предназначенный для перекрытия канала клапана до его включения в работу. В конструкции пускового клапана используется шариковый рабочий клапан, предназначенный для регулирования перепада давления, при котором происходит открытие канала между затрубным пространством и НКТ. Жиклёр регулирует расход жидкости или газа, а также может регулировать расход воздуха для проведения компрессирования скважины или при газлифтной добыче.The valve body is made in the form of a branch pipe and has two threads, with which the valve is screwed into the tubing lift, also has a longitudinal bed on the outer surface for the valve block and a channel that connects to the valve block. The valve block is screwed separately to the body, which makes it convenient for revision, repair and adjustment. The valve block contains a filter located in series inside the body of the valve block, designed to purify a liquid or gas in order to prevent contamination of the valves and jet during operation, a jet, a working valve and a hydraulic fracturing valve, which can be represented in particular by a spool valve, designed to reliably hold the differential pressure during hydraulic fracturing, a valve opening control unit designed to close the valve channel before it is put into operation. The start valve design uses a ball operating valve to control the differential pressure that opens the channel between the annulus and tubing. The jet regulates the flow of liquid or gas, and can also regulate the flow of air for well compression or gas lift production.
Блок управления открытием клапана может быть выполнен механическим, гидравлическим или электронным. Блок управления открытием клапана открывает канал клапана только после серии импульсов давления заданной амплитуды, длительности и частоты создаваемого в затрубном пространстве, при этом его заранее на поверхности настраивают на определённый код создаваемый амплитудой, длительностью и частотой импульсов давления принимаемого из затруба. The valve opening control unit can be mechanical, hydraulic or electronic. The valve opening control unit opens the valve channel only after a series of pressure pulses of a given amplitude, duration and frequency generated in the annulus, while it is tuned in advance on the surface to a specific code created by the amplitude, duration and frequency of pressure pulses received from the annulus.
Для защиты клапанного блока от механических примесей, содержащихся в скважинной жидкости, клапан конструктивно предусматривает установку входного фильтра, при этом, в зависимости от характера проводимых работ, объёма и чистоты прокачиваемой скважинной жидкости, допускается установка фильтра как в общем с клапанным блоком ложе корпуса, так и в дополнительном.To protect the valve block from mechanical impurities contained in the well fluid, the valve structurally provides for the installation of an inlet filter, while, depending on the nature of the work performed, the volume and purity of the pumped well fluid, it is allowed to install a filter both in common with the valve block in the housing bed, and and in additional.
Сущность изобретения поясняется чертежами. The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фигуре 1 представлен корпус пускового клапана, на фигуре 2 представлен корпус клапана с клапанным блоком, на фигурах 3, 4 представлен клапанный блок, где:The figure 1 shows the body of the starting valve, the figure 2 shows the valve body with the valve block, the figures 3, 4 show the valve block, where:
1 – корпус клапана;1 - valve body;
2 – клапанный блок;2 - valve block;
3 – корпус клапанного блока;3 - body of the valve block;
4 – фильтр;4 - filter;
5 – жиклер;5 - jet;
6 – рабочий клапан;6 - working valve;
7 – золотниковый клапан;7 - spool valve;
8 – блок управления открытием клапана;8 – valve opening control unit;
9 – резьба.9 - thread.
Пусковой клапан состоит из корпуса 1, на поверхности которого выполнена резьба 9 для вкручивания в лифт НКТ, внутри корпуса 1 закреплены фильтр 4 и клапанный блок 2, при этом клапанный блок 2 содержит последовательно расположенные внутри корпуса клапанного блока 3 жиклер 5, шариковый рабочий клапан 6, золотниковый клапан 7, блок управления открытием клапана 8.The starting valve consists of a
Устройство работает следующим образом. The device works as follows.
Корпус клапана 1, с установленным в нём клапанным блоком 2, прикручивается на резьбовое соединение в колонну НКТ, вместе с НКТ спускается в скважину и позиционируется на необходимой глубине. При проведении ГРП в полости НКТ и внутренней полости корпуса клапана 1 создаётся высокое давление, при этом шариковый рабочий клапан 6 закрыт и золотниковый клапан 7 тоже закрыт. Оба клапана дублируют друг друга, увеличивая степень надёжности конструкции. Как правило, перед проведением ГРП необходимо опрессовать пакер, которым запакеровано пространство между НКТ и эксплуатационной колонной, а также, в процессе проведения ГРП создают противодавление сверху на пакер через затрубное пространство между НКТ и эксплуатационной колонной, для этого в затрубном пространстве создаётся определённое давление. Чтобы при проведении этих и подобных операций канал клапана оставался в закрытом положении, что даст возможность не изменять технический процесс ГРП, в клапанном блоке 2 установлен блок управления открытием клапана 9, который заранее отрегулирован на определённый сигнал, создаваемый перепадом давления в затрубном пространстве. Сообщение трубного и затрубного пространства отсутствует во время всех операций, связанных с подготовкой и проведением ГРП. The
Инициация работы клапана происходит созданием импульсов давления в затрубе, при этом блок управления срабатывает и канал клапана открывается. Пружина шарикового рабочего клапана 6 настроена на открытие клапана при перепаде давления 3-5 атм. между затрубным пространством и НКТ. При создании перепада 3-5 атм., жидкость или газ через фильтр 4 поступает в канал пускового клапана, проходит через клапан ГРП, в частности – золотниковый клапан 7, рабочий клапан 6, жиклёр 5 и попадает из затрубного пространства во внутреннюю полость НКТ, что даёт возможность использовать клапан по назначению. The valve operation is initiated by the creation of pressure pulses in the annulus, while the control unit is activated and the valve channel opens. The spring of the
Анализ патентной и научно-технической литературы не выявил технических решений с подобной совокупностью существенных признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» заявляемого изобретения.The analysis of the patent and scientific and technical literature did not reveal technical solutions with a similar set of essential features, which allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "novelty".
Заявляемые существенные признаки, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».The claimed essential features, predetermining the receipt of the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the claimed invention complies with the patentability condition "inventive step".
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102249A RU2764426C1 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Controlled bypass valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021102249A RU2764426C1 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Controlled bypass valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2764426C1 true RU2764426C1 (en) | 2022-01-17 |
Family
ID=80040489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021102249A RU2764426C1 (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Controlled bypass valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2764426C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004038170A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-06 | Smith International, Inc. | Multi-cycle downhole apparatus |
RU2495999C1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Волго-Уральский Центр Научно-Технических Услуг "Нейтрон" | Method and device for oil and gas well operation intensification (versions) |
RU2513608C1 (en) * | 2012-11-09 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Controlled bypass valve |
RU140103U1 (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-27 | Михаил Анатольевич Камышев | START-UP COUPLING WITH VALVE |
US20200123877A1 (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Advantage Downhole Systems, Llc | Pressure activated proportional flow bypass tool assembly |
RU2730156C1 (en) * | 2020-03-19 | 2020-08-19 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Bypass controlled valve |
-
2021
- 2021-02-02 RU RU2021102249A patent/RU2764426C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004038170A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-06 | Smith International, Inc. | Multi-cycle downhole apparatus |
RU2495999C1 (en) * | 2012-05-10 | 2013-10-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Волго-Уральский Центр Научно-Технических Услуг "Нейтрон" | Method and device for oil and gas well operation intensification (versions) |
RU2513608C1 (en) * | 2012-11-09 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Controlled bypass valve |
RU140103U1 (en) * | 2013-12-30 | 2014-04-27 | Михаил Анатольевич Камышев | START-UP COUPLING WITH VALVE |
US20200123877A1 (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Advantage Downhole Systems, Llc | Pressure activated proportional flow bypass tool assembly |
RU2730156C1 (en) * | 2020-03-19 | 2020-08-19 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Bypass controlled valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7686078B2 (en) | Well jet device and the operating method thereof | |
RU2671370C2 (en) | Crossover valve system and method for gas production | |
DK2203628T3 (en) | Open shear valve | |
RU2414586C1 (en) | Procedure for isolating operations in well and packer equipment | |
RU2730156C1 (en) | Bypass controlled valve | |
RU2764426C1 (en) | Controlled bypass valve | |
US3847223A (en) | Retrievable fluid control valve and method | |
EA043447B1 (en) | VALVE SYSTEM | |
RU2448236C1 (en) | Hydrodynamic pulsator | |
CN113550722B (en) | Perforation, test and flowback integrated multifunctional pipe column and construction method thereof | |
WO2022212320A1 (en) | Gas lift system and method | |
WO2015058261A1 (en) | Automatic dump valve | |
RU2425955C1 (en) | Garipov hydraulic reusable packer, installation and method for its implementation | |
US20200362677A1 (en) | Tubing and annular gas lift | |
RU2693211C1 (en) | Circulating valve | |
RU191708U1 (en) | DEVICE FOR SIMULTANEOUS SEPARATE OPERATION OF TWO STRAYS | |
RU2657563C1 (en) | Device for automatic cleaning of downhole equipment | |
RU2102577C1 (en) | Device for treating down-hole zone of well | |
RU43907U1 (en) | ADJUSTABLE HYDRAULIC BOILER | |
RU2169290C1 (en) | Oil-well sucker-rod pump | |
US7549478B2 (en) | Well jet device and the operating method thereof | |
RU2782227C1 (en) | Method for processing the bottomhole formation zone and the device for its implementation | |
RU2813603C1 (en) | Check valve for casing strip | |
RU204960U1 (en) | SHUT-OFF VALVE FOR UNDERGROUND WELL REPAIR | |
RU2810660C1 (en) | Device for pulsed fluid injection and reservoir development |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20220305 Effective date: 20220305 |