SU1082933A2

SU1082933A2 - Deep-well cutoff valve

Info

Publication number: SU1082933A2
Application number: SU823512959A
Authority: SU
Inventors: Шамиль Талыб Оглы Джафаров; Эльдар Али Оглы Ибрагимов; Намик Исфендияр оглы Бекиров
Original assignee: Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования
Priority date: 1982-07-21
Filing date: 1982-07-21
Publication date: 1984-03-30

Abstract

СКВАЖИННЫЙ КЛАПАН-ОТСБКАТЕЛЬ по авт.св. 977716 о т л и чающийс тем, что, с целью Повышени надежности работы путем предотвращени преждевременного срабатывани , он снабжен установленным над кольцевой герметичной камерой дополнительным Ьильфоном, эффективна площадь которого равна разности эффективных площадей сильфбнов разного диаметра и концы которого жестко св заны со штоком и корпусом, причем в последнем выполнен канал дл сообщени камеры, образованной штоком, корпусом и сильфонами большего диа ,метра и дополнительным, с пространст:вом скважины. ЛWELL VALVE-OBSBKATEL on avt.s. 977716 oh l and the fact that, in order to increase reliability by preventing premature actuation, it is equipped with an additional barrel installed above the annular sealed chamber, the effective area of which is equal to the difference of the effective areas of the sylphons of different diameters and the ends of which are rigidly connected to the rod and the body and in the latter there is a channel for communicating the chamber formed by the rod, body and bellows of larger dia, meter and additional with the space of the well. L

Description

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при эксплуатации нефт ных скважин, в частности, дл перекрыти потока жидкости в аварийных ситуаци х. По основному авт.св. W 977716 из вестен скважинный клапан-готсекатель содержащий корпус, шток с осевым каналом, установленный с возможность взаимодействи с запорным элементом выполненным в виде шара, сильфоны разного диаметра, образующие со што ком и корпусом кольцевую герметич- ную камеру, заполненную газом при за данном давлении l . К недостаткам известного клапана относитс то, что повышение величины перепада давлений под клапаном выше определенйого значени , воздейству на площадь сильфона меньшего диаметра , может нарушить герметичность кла пана, т.е открыть его преждевременно; после открыти клапана, давление в насосно-компрессорных трубах увели чиваетс и клапан вновь закрываетс увеличение пластового давлени заново открывает клапан. Многократное повторение этого про цесса способствует повышению уровн жидкости до фонтанировани , что может привести к загр знению окружаюг |Щей среды и осложнени м при проведе1НИИ подземных ремонтов. Кроме того, возможно забивание пространства сильфона большего диаметра между гофрами) механическш|р1 примес ми, десКом и т;д., содерж щимис в скважинной жидкости, что может преп тствовать движению штокд вниз или наверх и при этом клапан не будет.срабатывать от изменени уров .н жидкости в скважине. Цель изобретени - повьшёние надежности работы клапана путем предотвращени преждевременного срабатывани . . Указанна цель достигаетс тем, что скважинный клапан-отсекатель снабжен установленным над кольцевой герметичной камерой дополнительным сильфоном, эффективна площадь которого равна разности эффективных площадей сильфонов разного диаметра и концы которого жестко св заны со што ком и корпусом, причем в лр.следнем .вьтолнен канал дл сообщени камеры, образованной штоком, корпусом и силь фонами большого диаметра и дополни .тельным, с пространством скважины.. На фиг. 1 изображен клапан в открытом положении, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на jJ)Hr. If на фиг. 3 - запорный узел клапана в закрытом положении , продольный разрез. Скважинный клапан-отсекатель име ет переводник 1, внутри которого установлен шток 2 с осевым каналом, соединенный с переводником 1 посредством двух сильфонов 3 и 4 различного диаметра, причем сильфов 3 большего диаметра установлен выше сильфона 4 меньшего диаметра. Один конец каждого сильфона 3 и 4 св -зан с переводником 1, а другой - со штоком 2. Переводник 1, шток 2 и сильфоны 3 и 4 образуют кольцевую герметичную камеру 5, заполненную газом под заданным давлением. Шток 2 св зан с шаром б при.помощи плечиков 7 и штифтов 8. На шаре 6 выполнены радиальные пазы 9, взаимодействующие с пальцами 10, установленными в наконечнике 11. В наконечнике 11 установлены дополнительные пальцы 12, которые обеспечивают нормальную взаимосв зь шара б со штоком 2. Внутри кожуха 13 установлена цанга 14, перь которой взаимодействуют с буртом 15, выполненном на штоке 2. Наконечник 11 присоединен к кожуху 13 с помощью накидной гайки 16. Шар 6 предварительно прижимаетс пружиной 17 через втулку 18 к седлу 19. Заполнение камеры 5 цроизводитс . через золотник 20, над которым устанавливаетс пробка 21. Верхн часть штока 2 через дополнительный сильфон 22 соединена с корпуссм 23 посредством переводника 24. В корпусе 23 выполнен кангш 25 дл сообщени камеры 26, образованной штоком 2, корпусом 23, сильфоном 3 большего диаметра и дополнительным сильфоном 22, с подклапанным пространством скважины. В-корпусе 23 имеютс уплотнительные элементы 27, обеспечиаакицие герметичную . Лосг1Дку клщхаиа в ниппель, установленный выше пакера в скважине. Фиксаци клапана-отсек тел в ниппеле осуществл етс замкоМг присоедин ющимс к внутренней резьбе лереводника 24, (ниппель, пакер и замок не показаны). Клапан-отоекатель работает следующим образом. Кольцева герметична камера 5 кдапана-отсекафел зар жаетс газом под заданным давлением, и клапан-отсекатель устанавливаетс в ниппеле. tIpH этом вследствие того, что давление в кольцевой герметичной камере 5прёвьшает давление столба жидкости в скважине, шток 2 находитс в своем край({ем верхн «{ положении, и шар 6открывает проход клапана. При изменении уровн жидкости в скважине выше заданного на шток 2 начинает действовать усилие, величина которого определ етс как перепадом давлений между давлением в камере 5 и давлением столба жидкости выше клапана в скважине, так и разностью диаметров сильфонов 3 и 4. Под действием возникающего усили шток 2 стремитс передвинутьс вниз, однако этому преп тствует бурт 15, который упираетс в перь цанги 14. Только при возрастании усили до величины, способной раскрыть перь цанги 14, шток 2 начинает резко передвигатьс вни.з,прй этом шар 6 будет также перемещатьс вниз.-и переворачиватьс за счет взаимодействи эксцентричного пальца 10 с радиальным пазом,9.При дости .жении штоком 2 крайнего нижнего шар 6, повернувшись на 90, закрывает проход клапана (фиг. 3). Процесс закрыти клапана проходит беэ вли ни дополнительного сильфона 22, так как давлени , действующие на него внутри и снаружи, одинаковые. После (Закрыти клапана давление под клапаном увеличиваетс в результате повышени пластового давлени . Это давление действует на эффективную площадь сильфона 4 и на разницу эффект-ивных площадей сильфонов 3 и 22. Ввиду того, что эффективна площадь сильфона 4 равна разнице эффективных площадей сильфонов 3 и 22, давление под клапаном не вли ет на положение штока.The invention relates to the oil industry and can be used in the operation of oil wells, in particular, to shut off the flow of liquid in emergency situations. According to the main auth. W 977716 is known for a well valve that includes a body, a stem with an axial channel, installed with the ability to interact with a locking element made in the form of a ball, bellows of different diameters, which form with a stem and body an annular sealed chamber filled with gas at a given pressure l. The disadvantages of the known valve include the fact that increasing the pressure drop under the valve above a certain value, affecting the area of the bellows of smaller diameter can break the tightness of the valve, i.e. open it prematurely; After the valve is opened, the pressure in the tubing increases and the valve closes again. The increase in reservoir pressure reopens the valve. Repeated repetition of this process contributes to an increase in the level of the fluid before spouting, which can lead to pollution of the environment and complications during the performance of underground repairs. In addition, it is possible for the larger diameter bellows space to be clogged between the corrugations) mechanical | p1 impurities, desCom, and so on; that are contained in the well fluid, which may impede the downward or upward movement of the valve and the valve will not work. liquid level in the well. The purpose of the invention is to increase the reliability of the valve by preventing premature actuation. . This goal is achieved by the fact that the downhole shut-off valve is equipped with an additional bellows installed above the annular sealed chamber, the effective area of which is equal to the difference of the effective areas of the bellows of different diameters and the ends of which are rigidly connected to the rod and the body, and the communication of the chamber formed by the rod, body and force by large-diameter backgrounds and additional ones with well space. In FIG. 1 shows the valve in the open position, longitudinal section; in fig. 2 - section AA on jJ) Hr. If in FIG. 3 - valve shut-off unit in the closed position, longitudinal section. The downhole shut-off valve has a sub 1, inside which is installed a rod 2 with an axial channel connected to the sub 1 by means of two bellows 3 and 4 of different diameters, and the bellows 3 of a larger diameter are installed above the bellows 4 of a smaller diameter. One end of each bellows 3 and 4 is connected with a sub 1, and the other with a rod 2. Sub 1, stem 2 and bellows 3 and 4 form an annular sealed chamber 5 filled with gas under a given pressure. The rod 2 is connected to the ball b by using the hanger 7 and the pins 8. The ball 6 has radial grooves 9 that interact with the fingers 10 mounted in the tip 11. At the tip 11 there are additional fingers 12 that ensure the normal interconnection of the ball b rod 2. Inside the casing 13, a collet 14 is installed, the pens of which interact with the collet 15 made on the rod 2. The tip 11 is attached to the casing 13 by means of a cap nut 16. The ball 6 is pre-pressed by the spring 17 through the sleeve 18 to the saddle 19. Filling the chamber 5 is being produced . through the spool 20, over which the plug 21 is installed. The upper part of the stem 2 is connected via an additional bellows 22 to the housing 23 by means of a sub 24. The housing 23 has a flange 25 for communicating the chamber 26 formed by the stem 2, the housing 23, the bellows 3 of a larger diameter and an additional bellows 22, with sub-valve well space. In the housing 23 there are sealing elements 27, ensuring the sealing is sealed. Locking hole in the nipple mounted above the packer in the well. The valve-compartment of the bodies in the nipple is secured with a lockMg attached to the internal thread of the guide 24, (the nipple, the packer and the lock are not shown). Valve-otekatel works as follows. The annular sealed chamber 5 of the kapdan-compartment is gas-charged at a predetermined pressure, and the shut-off valve is installed in the nipple. tIpH this is due to the fact that the pressure in the annular sealed chamber 5 surpasses the pressure of the liquid column in the well, the rod 2 is in its edge (the upper position {and the ball 6 opens the valve passage. When the level of the fluid in the well changes above act force, the value of which is determined by the pressure differential between the pressure in chamber 5 and the pressure of the liquid column above the valve in the well, and the difference in diameters of the bellows 3 and 4. Under the effect of the force generated, the rod 2 tends to move down however, the collar 15, which rests on the collet 14, prevents this. Only as the force increases to a value that can open the collet 14, the stem 2 begins to move sharply downward, and the ball 6 will also move downwards. the interaction of the eccentric pin 10 with a radial groove, 9. When the rod 2 reaches the bottommost ball 6, turning 90, closes the valve passage (Fig. 3). The process of closing the valve passes without the influence of the additional bellows 22, since the pressure acting on him inside and with Aruja, identical. After (Closing the valve, the pressure under the valve increases as a result of an increase in the reservoir pressure. This pressure acts on the effective area of the bellows 4 and on the difference between the effect areas of the bellows 3 and 22. In view of the fact that the effective area of the bellows 4 is equal to the difference of the effective areas of the bellows 3 and 22 The pressure under the valve does not affect the position of the rod.

Впоследствии клапан в закрытом положении удерживаетс усилием давлени столба жидкости выше клапана, действующего на эффективную площадь дополнительного сильфона 22.Subsequently, the valve in the closed position is held by the pressure force of the liquid column above the valve acting on the effective area of the additional bellows 22.

При изменении уровн жидкости в скважине ниже заданной величины возникает усилие, которое передвигает шток 2 в крайнее верхнее положение и проход клапана вновь открываетс .When the fluid level in the well changes below a predetermined value, a force arises, which moves the rod 2 to the extreme upper position and the valve passage opens again.

Учитыва то, что жидкость, проход через отверстие 25 в корпусе, действует на сильфон 3, забивание его пространства механическими примес ми исключаетс . Это объ сн етс тем, что механические примеси не могут подниматьс снизу вверх, от собственного веса они все врем падают вниз.Taking into account that the fluid passing through the opening 25 in the housing acts on the bellows 3, clogging of its space with mechanical impurities is excluded. This is due to the fact that mechanical impurities cannot rise from the bottom up; from their own weight, they always fall down.

Дополнительный сильфон предотвращает самопроизвольное открытие клапана при повышении давлени под ним, что в свою олередь повышает его надежность .An additional bellows prevents spontaneous opening of the valve with increasing pressure below it, which in its turn increases its reliability.

Это позвол ет значительно упростить подземный ремонт полуфонтанных Q скважин, что дает большой экономический эффект.This makes it possible to significantly simplify the underground repair of semi-fountain Q wells, which gives a great economic effect.

1212

КTO

iput 3iput 3

Claims

Borehole Clan Cutoff by Auth. No. 977716, which consists in the fact that, in order to increase the reliability of operation by preventing premature operation, it is equipped with an additional bellows mounted above the annular sealed chamber, the effective area of which is equal to the difference in the effective areas of bellows of different diameters and whose ends are rigidly connected to the rod and the housing, and in the latter a channel is made for communicating the chamber formed by the rod, the housing and bellows of a larger diameter and additional, with the space of the well.

(Pnt.f

I