SU1677265A1

SU1677265A1 - Gaslift valve

Info

Publication number: SU1677265A1
Application number: SU884473599A
Authority: SU
Inventors: Леонид Зотьевич Крючков; Юрий Валентинович Нигай; Петр Иванович Егоров
Original assignee: Сургутский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1991-09-15

Abstract

Изобретение относитс к нефтедоб ва ющей пром-сти и м.б. использовано при до- бычЈ нефти газлифтным способом Цель - повышение надежности работы при одновременном увеличении расходной способности за счет изменени стелен; неуравновешенности и обеспечение мгновенного открыти . Клапан содержит полый корпус (ПК) 1 с радиальным отверстием 2 и обратным клапаном 3 и муфту перекрестноThe invention relates to the oil industry and m. used for oil extraction by gas-lift method. The goal is to increase the reliability of work while simultaneously increasing the expenditure capacity by changing the stelenes; imbalance and instant discovery. The valve contains a hollow body (PC) 1 with a radial hole 2 and a check valve 3 and the coupling cross

Description

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации скважин, и может быть использовано при добыче нефти газлифт- ным способом.The invention relates to the oil industry, in particular to the operation of wells, and can be used in oil production using the gas-lift method.

Цель изобретени - повышение надежности работы при одновременном увеличении расходной способности за счет изменени степени неуравновешенности и обеспечени мгновенного открыти .The purpose of the invention is to increase the reliability of operation while simultaneously increasing the expenditure capacity by changing the degree of imbalance and ensuring instant opening.

На фиг.1 показан клапан, общий вид; на фиг.2 - клапан, затвор которого имеет в нижней части хвостовик, общий вид; на фиг.З - узел I на фиг.2.Figure 1 shows the valve, a general view; figure 2 is a valve, the gate of which has in the lower part of the shank, a general view; on fig.Z - node I in figure 2.

Устройство включает полый корпус 1 с радиальным отверстием 2 дл прохода газа и обратным клапаном 3 в нижней его части, муфту 4 перекрестного течени с радиальным 5, осевым 6 и продольными 7 каналами, седлом 8 в верхней части, размещенную в корпусе 1 на уровне радиального отверсти 2 и дел щую его на две полости 9 и 10, гидравлически св занные между собой посредством продольных каналов 7, расположенный над муфтой перекрестного течени 4 сильфон 11, образующий с корпусом 1 герметичную полость 12, заполненную сжатым газом, узел 13 зар дки и св занный верхним концом с сильфоном 11 шток 14 с затвором 15 в нижней части дл перекрыти седла 8.The device includes a hollow body 1 with a radial orifice 2 for the passage of gas and a check valve 3 in its lower part, a cross flow coupling 4 with radial 5, axial 6 and 7 longitudinal channels, a saddle 8 in the upper part placed in the housing 1 at the level of the radial orifice 2 and dividing it into two cavities 9 and 10, hydraulically interconnected by means of longitudinal channels 7, located above the cross flow coupling 4 bellows 11, which forms with the housing 1 an airtight cavity 12 filled with compressed gas, the charging unit 13 and the associated ve With their end with bellows 11, the rod 14 with the bolt 15 in the lower part to overlap the seat 8.

Устройство также снабжено дополнительным запорным элементом 16, выполненным в виде размещенного с кольцевым зазором 17 в осевом канале 6 муфты 4 поршн , образующего верхнюю 18 и нижнюю 19 полости, гидравлически св занные между собой через кольцевой зазор 17, а над и под радиальным каналом 5 муфты 4 выполнены дополнительные седла 20 и 21 дл The device is also provided with an additional locking element 16, made in the form of a piston coupling 4 arranged with an annular gap 17 in the axial channel 6, which forms the upper 18 and lower 19 cavities, which are hydraulically connected to each other through the annular gap 17 4 additional seats 20 and 21 dl

поочередного взаимодействи с ними дополнительного запорного элемента 16, причем верхнее дополнительное седло 20 с площадью большей псгперечной площади alternately interacting with them an additional locking element 16, with the upper additional saddle 20 with an area of greater psgperechnoy square

кольцевого зазора 17 и меньшей эффективной площади сильфона 11, расположено под основным седлом 8.annular gap 17 and a smaller effective area of the bellows 11, is located under the main saddle 8.

Кроме того, затвор 15 клапана имеет в нижней части хвостовик 22 дл взаимодействи его с дополнительным запорным элементом 16 в момент закрыти клапана. На фигурах также обозначены манжетные уплотнени 23.In addition, the valve plug 15 has a shank 22 in the lower part for engaging it with an additional locking element 16 at the time of closing the valve. The figures also have lip seals 23.

Газлифтный клапан работает следующим образом.The gas lift valve works as follows.

Перед спуском в скважину полость 12 клапана зар жаетс сжатым газом, например азотом. При этом давление зар дки сильфона 11 определ етс соотношениемBefore descending into the well, the valve cavity 12 is charged with compressed gas, such as nitrogen. In this case, the charging pressure of the bellows 11 is determined by the ratio

Рс Рт ,(1)Рс Рт, (1)

где Рс - давление в камере 12 сильфона 11 (давление зар дки);where Pc is the pressure in chamber 12 of the bellows 11 (charging pressure);

Рт - давление в подъемной колонне.Рт - pressure in the lifting column.

Под действием давлени зар дки сильфона 11 шток 14 своим затвором 15 перекрывает сечение седла 8. После спуска клапана в скважину затрубный газ с дэвлением (Рг) через кольцевой зазор 17 поступает в полость 18, при этом дополнительный запорный элемент 16 перекрывает сечение седла 21 вследствие перепада между давлением в колонные НКТ и давлением в затрубном пространстве.Under the pressure of the charging of the bellows 11, the rod 14 with its bolt 15 closes the cross section of the seat 8. After the valve is lowered into the well, the annular gas with the pressure (Pr) through the annular gap 17 enters the cavity 18, while the additional locking element 16 blocks the cross section of the saddle 21 due to a differential between the pressure in the tubing and the pressure in the annulus.

Баланс сил при этом определ етс The balance of forces is determined by

Fc - FT + Fr,(2)Fc - FT + Fr, (2)

где Fc PC Зэф; FT - Рт{8эф - Sc1),where Fc PC Zeff; FT - Rt {8eff - Sc1),

aFr-Pr-Sc,(3)aFr-Pr-Sc, (3)

где Fc - усилие, создаваемое давлением внутри сильфона;where Fc is the force created by the pressure inside the bellows;

FT - усилие, создаваемое давлением в подъемной колонне (НКТ);FT is the force created by the pressure in the lifting column (tubing);

Fr - усилие, создаваемое давлением за- трубного газа (рабочего агента).Fr is the force created by the pressure of the tube gas (working agent).

Когда сумма FT + Fr превысит Fc, шток 14 клапана приподнимаетс и давление в полости 18 стравливаетс через сечени Scj седла 8 и продольные каналы 7 суммарной площадью ЈSK, при этом нагнетаемый газ приподнимает дополнительный запорный элемент, который, в свою очередь, за счет перепада давлени А Р Рг - Рт приподнимаетс и перекрывает сечение Sr3 седла 20, полностью открыва сечение Sc седла 21, клапан открыт. При снижении трубного давлени до значени , при котором силы давлени сильфона превыс т силы давлени в подъемной колонне, шток опускаетс и перекрывает сечение Sc1 седла 8. При этом давление в полости 18 сравниваетс с давлением газа (Рг), и запорный элемент уходит вниз, перекрыва сечение Sc2 седла 21 под перепадом давлени А Р.When the sum FT + Fr exceeds Fc, the valve stem 14 rises and the pressure in the cavity 18 is released through the Scj sections of the saddle 8 and the longitudinal channels 7 with a total area ЈSK, while the injected gas raises the additional locking element, which, in turn, due to the pressure differential A P Pr - Pt rises and closes the cross section Sr3 of the saddle 20, fully opening the cross section of the saddle 21, the valve is open. When the pipe pressure decreases to a value at which the pressure force of the bellows exceeds the pressure in the lifting column, the stem lowers and closes the cross section Sc1 of the seat 8. In this case, the pressure in the cavity 18 is compared with the gas pressure (Pr), and the locking element goes down, closing Sc2 cross-section of the saddle 21 under the pressure differential A.P.

Принцип работы газлифтного клапана, изображенного на фиг,2, аналогичен принципу работы клапана, описанного на фиг.1, но имеютс отличи в том, что на фиг.2 затвор 15 клапана имеет хвостовик 22, тем самым достигаетс неравенство давлений открытий и закрыти клапана. Клапан открываетс так же, как и изображенный на фиг. 1. Клапан закрываетс тогда, когда силы давлени сильфона превыс т сумму сил, создаваемых давлением рабочего агента и трубным давлением. Это происходит за счет того, что шток 14, двига сь вниз при закрытии клапана, смещает хвостовиком 22 дополнительный запорный элемент 16 вниз, при этом затвор 15 перекрывает седло 8, а в полости 18 устанавливаетс давление Рг, и дополнительный запорный элемент 16 подThe principle of operation of the gas-lift valve shown in Fig. 2 is similar to the principle of operation of the valve described in Fig. 1, but there are differences in that in Fig. 2 the valve closure 15 has a shank 22, thereby achieving inequalities in the opening and closing pressures of the valve. The valve opens in the same way as shown in FIG. 1. The valve closes when the pressure force of the bellows exceeds the sum of the forces created by the pressure of the working agent and the pipe pressure. This is due to the fact that the rod 14, moving down when the valve closes, shifts the additional valve element 16 with the shank 22 down, while the valve 15 closes the saddle 8, and in the cavity 18 the pressure Pg is established, and the additional valve 16 under

действием своего веса опускаетс на седло 21.the action of its weight falls on the saddle 21.

Claims

1. Gas valve including hollow body with radial bore for

gas passage and non-return valve in its lower part, a cross-flow coupling with radial, axial and longitudinal channels and a saddle in the upper part placed in the housing at the level of its radial hole and dividing it into two cavities hydraulically connected to each other longitudinal channels located above the cross flow coupling

bellows forming a sealed cavity filled with compressed gas, a charging unit and a stem connected to an upper end of the bellows with a gate in the lower part for closing the seat, characterized in that, in order to increase reliability in operation while increasing the flow rate due to changing the degree of imbalance and providing instant opening, it is equipped with an additional locking element made in the form of a piston clutch placed with an annular gap in the axial channel of the coupling, forming the upper and lower fields STI hydraulically bonded between

additional saddles are made through the annular gap and above and below the radial channel of the coupling for alternately interacting with them an additional locking element, with the upper additional saddle located under the main saddle and having an area larger than the transverse area of the annular gap and a smaller effective bellows area.

2. A valve according to claim 1, characterized in that, in order to ensure inequality

between pressures during the opening and closing of the valve, the valve has a shank in the lower part for interacting with the additional shut-off element at the moment of closing the valve.

P

Vr

figure 1

/ 4phages