SU1763636A1 - Устройство дл перекрыти скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефтегазодобывающей промышленности, предназначено дл  управлени  как принудительно (местно и дистанционно) через промысловую телемеханику, так и в автоматическом режиме работой фонтанирующих нефт ных и газовых скважин и обеспечивает предотвращение загр знени  окружающей среды в Изобретение относитс  к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно предназначено дл  обеспечени  безопасной эксплуатации фонтанирующих нефт ных и газовых скважин, предотвращени  загр знени  окружающей среды при аварийных и пожароопасных ситуаци х путем герметичного закрыти  ствола скважин как принудительно (местно и дистанционно ), так и автоматическом режиме. Известно устройство дл  перекрыти  скважины содержаща  установленные на аварийных и пожароопасных ситуаци х путем герметичного закрыти  ствола скважины . Устройство дл  перекрыти  скважины содержит систему управлени  клапаном-от- секателем, выполненную в виде мультипликатора , соединенного ступенью высокого давлени  с клапаном-отсекателем, в низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры . Система имеет соленоидный обратный клапан, св занный с пилотными клапанами и ступенью низкого давлени  мультипликатора . Подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давлени  установлен с возможностью сообщени  полости между верхним и нижним поршн ми с выкидной линией фонтанной арматуры. При повышении температуры на устье в случае аварийных ситуаций расплавл етс  плавка  пробка у температурного предохранител . Ступенчатый поршень мультипликатора перемещаетс  в верхнее положение Рабочий агент из камеры клапана-отсекател  через трубку управлени  вытесн етс  в ступень высокого давлени  мультипликатора. При этом клапан-отсекатель герметично закрывает ствол скважины. 4 ил. выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давлени , соединенные сигнальными лини ми с системой управлени , котора  св зана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем (см SURFACE CONTROLLED SUB-SURFACE SAFETY VALVES Cameo Catalog 1973 r.) Известно также устройство дл  перекрыти  скважины комплекса управл емых клапанов-отсекателейпоавт ев СССР за № сл XI о w о GJ 0 :

Description

1090853 от. 1984 года содержаща  фонтанную арматуру, установленный в скважине клапан-отсекатель, соединенный через за- трубную зону скважины с расположенной на поверхности системой управлени , установленные на выкиде фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давлени .

Эти устройство дл  перекрыти  скв. металлоемки , сложны дл  монтажа и обслуживани  и менее надежны в работе.

Эти недостатки обусловлены тем, что в качестве канала дл  подачи рабочего агента к скважинному клапану-отсекателю используютс  соответственно два р да колонн подъемных труб и затрубна  зона. В обоих случа х закрытие клапана-отсекател  в аварийных и пожароопасных ситуаци х требует большого времени из-за необходимости стравливани  давлени  из большого межтрубного пространства.

Предохранительна  система обоих комплексов включает в себ  металлоемкую, сложную по управлению систему управлени  с электро- или пневмоприводом, котора  менее надежна в работе из-за наличи  утечек в местах соединений. Пилотный клапан низкого давлени  указанных предохра- нительных систем не позвол ет использовать давление самой скважины.

Прототипами предполагаемого изобретени   вл ютс  устройство дл  перекрыти  скважин комплексов управл емых клапа- нов-отсекателей как отечественной так и за- рубежной конструкции, содержащие установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давлени , соединенные сигнальными лини ми с системой управлени , котора  св зана с размещенным в скважине клапа- ном-отсекателем (см. BAKER EACTERN DIVISION 1978-79 Catalog стр. 598 - 609), и Оборудование дл  эксплуатации нефт ных и газовых скважин с устройствами предупреждени  открытых фонтанов (каталог стр, 6-16 ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1989 г.). Эти устройства дл  перекрыти  скв., также как и другие, менее надежны в работе, металлоемки и сложны при монтаже и обслуживании благодар  наличию в составе сложной системы управлени  и пилота низкого давлени , не способного сообщать давление самой скважины с системой управлени ,

Целью насто щего изобретени   вл етс  повышени  надежности работы устройства , за счет возможности использовани  как принудительного, так и автоматического

управлени  им при одновременном упрощении конструкции и обслуживани .

Дл  достижени  этой цели в известной устройство дл  перекрыти  скважины содержащей установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого, и имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давлени , соединенные сигнальными лини ми с системой управлени , котора  св зана с размещенным в скважине клапаном-отсекателем система управлени  выполнена в виде мультипликатора, соединенного ступенью высокого давлени  с клапаном-отсекателем , а низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, св занного с пилотными клапанами и ступенью низкого давлени  мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давлени  установлен с возможностью сообщени  полости между верхним и нижним поршн ми с выкидной линией фонтанной арматуры.

На фиг. 1 показано устройство дл  перекрыти  скважины по изобретению; на фиг. 2 - конструкци  пилотного клапана низкого давлени ; на фиг. 3 - конструкци  пилотного клапана высокого давлени ; на фиг. 4 - конструкци  мультипликатора.

Устройство дл  перекрыти  скважины по предлагаемому изобретению (см. рис. 1) содержит фонтанной арматуры 1, скважин- ного клапана-отсекател  2, который соединен с мультипликатором 3 со стороны высокого давлени  через трубку управлени  4. На выкидной линии 5 фонтанной арматуры через вентили 6 установлены пилотные клапаны 7 низкого давлени  (рис. 2) и высокого давлени  8 (рис. 3).

Пилотные клапаны 7 и 8, ступень низкого давлени  мультипликатора 3 и соленоидный клапан 9 соединены между собой сигнальной линией 10, на которой установлен обратный клапан 11 дл  принудительного ручного открыти  скважинного клапана-отсекател . На сигнальной линии 10 также установлены температурные предохранители 12 дл  стравливани  давлени 

из сигнальной линии в пожароопасных ситуаци х .

Конструкци  пилотного клапана низкого давлени  (см. рис. 2) содержит цилиндра 13, внутри которого размещена пружина 14,

удерживающа  нижний поршень 15 в верхнем положении. К цилиндру 13 сверху присоединена гайка 16, к последней - шток 17 дл  предварительного сжати  на необходимую величину пружины 14 через верхний

поршень 18. Между верхним 18 и нижним 15

поршн ми образуетс  герметична  камера а, соединенна  с верхним подводом 19. На поверхности цилиндра 13 имеетс  разр дное отверстие в. При контакте поверхности б нижнего поршн  15 с уплотнителем 20, установленным внутри корпуса 21, прекращаетс  разр дка камеры г через отверстие в. Внутри корпуса 21 размещено седло 22 с уплотнительным кольцом 23, через которое проходит хвостова  часть нижнего поршн  15.

К корпусу 21 сбоку присоединен нижний подвод 24, а снизу - переводник 25, внутри которого размещен обратный клапан 26, предварительно прижатый к седлу 22 пружиной 27. Соединение корпуса 21 с переводником 25 герметизируетс  уплотнительным кольцом 28.

Конструкци  пилотного клапана (см. рис. 3) высокого давлени  предназначена дл  стравливани  давлени  из сигнальной линии 10 при повышении давлени  на вы- киде фонтанной арматуры, которое происходит благодар  разности площадей прохода седла и прохода переводника (см. рис. 3).

Конструкци  мультипликатора (см. рис. 4) имеющего ступень высокого и низкого давлени , обеспечивает любую величину давлени , необходимого дл  открыти  сква- жинного клапана-отсекател  2, благодар  разности площадей ступенчатого поршн .

Дл  подробного ознакомлени  с устройством и принципом работы пилотного клапана высокого давлени  8 и мультипликатора 3 смотри каталог ЦИНТИХИМНЕФ- ТЕМАШ.

Устройство работает следующим образом .

После монтажа усть  по рис. 1 через обратный клапан мультипликатора производитс  заполнение рабочим агентом (маслом ) объема трубки управлени  4 и мультипликатора 3 (см. рис. 4) ниже ступенчатого поршн , после чего вентиль 6 под пилотным клапаном низкого давлени  7 закрываетс . Затем навинчиванием штока 17 (см. рис. 2) производитс  движение поршней 15 и 18 вниз и обратный клапан 26 удерживаетс  в открытом положении. Далее через обратный клапан 11 (см. рис. 1) в ступени низкого давлени  мультипликатора 3 (см, рис. 4) создаетс  давление, благодар  которому ступенчатый поршень двига сь вниз вытесн ет рабочий агент (масло) из ступени высокого давлени  в камеру сква- ж|/1нного клапана-отсекател  2 (см. рис. 1) и последний открываетс  и удерживаетс  в открытом состо нии. Скважина начинает работать и после стабилизации давлени  на

выкиде фонтанной арматуры 1 вентиль 6 под пилотом 7 низкого давлени  (см. рис. 1) открываетс  и давление самой скважины через обратный клапан 26, нижний подвод 23,

верхний подвод 19 поступает в камеру а (см. рис. 2), а через сигнальную линию 10 поступает к ступенй нИзкого давлени  мультипликатора 3 и соленоидному клапану (см. рис. 1). После этого шток 17 пилотного кла0 пана 7 переводитс  в верхнее положение и под действием давлени  в камере а верхний поршень 18 также поднимаетс  наверх до упора штока, а нижний поршень 15 под действием этого же давлени  остаетс  в

5 нижнем положении, удержива  обратный клапан 26 (см. рис. 2) открытым. В таком состо нии предохранительна  система обеспечивает безопасную эксплуатацию скважины в автоматическом режиме.

0 В случа х возможных аварийных ситуаций:

1.Пожароопасных ситуаци х (повышение температуры на устье скважины выше допустимой величины) - расплавл етс 

5 плавка  пробка у предохранителей температурных 12, сигнальна  лини  10 сообщаетс  с атмосферой, освобождаютс  пружины 14 и 27, поршень 15 (см. рис. 2) мгновенно поднимаетс  наверх до упора в поршень 18, обратный клапан 26 закрывает0 с  и через отверстие в также происходит стравливание давлени  из сигнальной линии 10.

В этом процессе ступенчатый поршень мультипликатора 3 (см, рис. 4) под действи5 ем освобожденной пружины и давлени  в ступени высокого давлени  возвращаетс  в верхнее положение, рабочий агент из камеры скважинного клапана-отсекател  2 через трубку управлени  4 вытесн етс  обратно в

0 ступень высокого давлени  мультипликатора 3 и клапан-отсекатель 2 (см. рис. 1) герметично закрывает ствол скважины.

2.При понижении давлени  на выкидной линии фонтанной арматуры усилие,

5 удерживающее нижний поршень 15 (см. рис. 2) уменьшаетс  и происходит процесс, аналогичный описанному в п. 1.

3.При повышении давлени  в выкидной линии фонтанной арматуры 1 (см. рис. 1)оно

0 действует на площадь (см рис. 3), открыва  проход седла и давление в сигнальной линии 10 (см. рис. 1) стравливаетс , благодар  чему происходит процесс, описанный в п. 1 и клапан-отсекатель 2 закрываетс .

0 4. Стравливание давлени  из сигнальной линии 10 можно осуществить нажатием кнопки соленоидного клапана (см. рис. 1) как местно (усть  скважины), так и дистанционного с диспетчерского пункта, что также обеспечит закрытие клапана-отсекател  2.

После каждого закрыти  клапана-отсекател  2 дл  повторного открыти  необходимо повторить работу дл  его первоначального открыти , описанную выше.

Изобретение позвол ет отказатьс  от металлоемких и ненадежных в работе систем управлени  известных устройств дл  перекрыти  скважины, упрощает монтаж и обслуживание.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  перекрыти  скважины, содержащее установленные на выкидной линии фонтанной арматуры пилотные клапаны высокого и низкого давлений, имеющие верхний и нижний поршни и подпружиненный запорный элемент низкого давлени , соединенные сигнальными лини ми с системой управлени , котора 

   0

   5

   0

   св зана с размещенным в скважине клапа- ном-отсекателем, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности в работе устройства путем обеспечени  возможности использовани  как принудительного, так и автоматического управлени  им при одновременном упрощении конструкции и обслуживани , система управлени  выполнена в виде мультипликатора, соединенного ступенью высокого давлени  с клапаном-от- секателем, а низкого - с выкидной линией фонтанной арматуры, и соленоидного обратного клапана, св занного с пилотными клапанами и ступенью низкого давлени  мультипликатора, при этом подпружиненный запорный элемент пилотного клапана низкого давлени  установлен с возможностью сообщени  полости между верхним и нижним поршн ми с выкидной линией фонтанной арматуры.

   /2

   42

   Ґ

   п

   Л

   ю

   -

   /

   JLS ЛГсоленои3рб й клапан

   Pvz f

   -1

   9

   V4

   ч

   s

   ч

   cal -v «ol - S M

   «NJ сч t41 MJ M| C4l C-vll

   k P/-7

   (Учи ft pTCw

   ю со to со

   CD ГстилемQTMV / лсг и/ен&

   к с $ахин еttOfltj КЛС/ЪС&у.

   Фиг. 4

   Csn СиГгОль SUf-fULi

   dafs.ewe на Јы#иде фОн/7-,( 3f cr/rrЈp &

   оРра/пн&о #sa/jKMf

   /дл  лред&урц- / /ъе/ьного зсгпо - нени