WO2021154117A1 - Клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса - Google Patents

Клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса Download PDF

Info

Publication number
WO2021154117A1
WO2021154117A1 PCT/RU2020/000670 RU2020000670W WO2021154117A1 WO 2021154117 A1 WO2021154117 A1 WO 2021154117A1 RU 2020000670 W RU2020000670 W RU 2020000670W WO 2021154117 A1 WO2021154117 A1 WO 2021154117A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shut
valve
movable mandrel
plunger
landing nipple
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/000670
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Дмитрий Валерьевич ГОРБУНОВ
Майкл ДУНКАН
Артем Николаевич МУСИНСКИЙ
Виктор Георгиевич ОСТРОВСКИЙ
Олег Борисович ЮРОВ
Максим Олегович ПЕРЕЛЬМАН
Евгений Вячеславович ПОШВИН
Original Assignee
Акционерное общество "Новомет-Пермь"
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 Акционерное общество "Новомет-Пермь" filed Critical Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority to US17/625,398 priority Critical patent/US12060769B2/en
Priority to EP20916775.8A priority patent/EP3978723A4/en
Publication of WO2021154117A1 publication Critical patent/WO2021154117A1/ru

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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
    • E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/08—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use
    • F04D13/10—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven for submerged use adapted for use in mining bore holes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/06—Sleeve valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
    • E21B43/121—Lifting well fluids
    • E21B43/128—Adaptation of pump systems with down-hole electric drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0077—Safety measures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/0245—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K17/00—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves
    • F16K17/02—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side
    • F16K17/025—Safety valves; Equalising valves, e.g. pressure relief valves opening on surplus pressure on one side; closing on insufficient pressure on one side and remaining open after return of the normal pressure

Definitions

  • the invention relates to the oil industry and can be used for oil production.
  • shut-off valve containing a body with a central longitudinal channel, a shut-off element in the upper part with retractable rams, a connecting element, channels for fluid flow, valve elements, a sleeve moving under the influence of springs and a landing nipple.
  • a shut-off valve is mounted inside a failed pipe shut-off valve, brings it to a permanently fully open state and uses its hydraulic control line.
  • shut-off valve for a submersible installation of an electric centrifugal pump [patent RU 2516708, IPC ⁇ 21 ⁇ 34 / 06, published 20.05.14], controlled by the pressure difference of the medium on both sides, which is located in the landing nipple and contains a modular body with a central channel, a packer , a shut-off body, consisting of a movable mandrel and a collet equipped with petals with a head, a control mechanism for the shut-off body, a stem with holes and an annular groove.
  • the stem is equipped with a check valve cage in the upper part, an annular piston in the middle and a control mechanism in the form of a stepped annular piston at the lower end, a tightened nut and equipped with a glass with an annular protrusion forming a movable connection with an extension cord connected to a split casing equipped with a separating washer and a lower adapter at the point of the connector.
  • the stepped annular piston is equipped with a sleeve forming a movable connection in the bore of the lower adapter and an annular chamber with an extension, hydraulically connected by a drain hole with the axial channel of the sleeve.
  • the cavities above the annular piston and above the annular ledge are hydraulically connected by holes to the cavity under the packer.
  • the cavity of the annular chamber above the separating washer is connected by a hole with the axial channel of the stem.
  • the figured nut is connected with the body of the bypass valve, equipped with a seating surface on the end part facing the seating seat of the lower adapter, in the axial channel of which a saddle with a spring-loaded ball valve is installed, the collet is installed in a split body.
  • the known shut-off valve is used to shut off the wellbore during overhaul without killing.
  • shut-off valve The disadvantages of the known shut-off valve are the complexity of the design due to the presence of two ball valves and three springs, which reduce its reliability, as well as the difficulty of using it in small-diameter wells.
  • the objective of the present invention is to develop a reliable automatic shut-off valve for shutting off the inlet channel of the electric centrifugal pump from the well fluid coming from the annular space when the electric motor is off and ensuring uninterrupted supply of the well fluid when the electric motor is on, which can be used in small-diameter wells.
  • shut-off valve of a submersible installation of an electric centrifugal pump located in a landing nipple and containing a prefabricated body with a central channel, a shut-off element consisting of a movable mandrel and a collet, a control mechanism including a spring and a valve
  • a shut-off the body is equipped with stop stops located in the upper part of the movable mandrel and extended during axial movement of the shut-off body through the through grooves of the body with the possibility of interacting with the thrust surface of the landing nipple
  • the control mechanism is made in the form of a spring-loaded tubular plunger having an annular piston on the outer surface on top and a number of longitudinal holes in the lower part, aligned with similar holes on the assembly body to ensure the function of the valve, while the movable mandrel is connected from above to the head of the slam-shut valve, and from below is
  • the movable mandrel has a number of grooves and protrusions on its outer surface.
  • stop stops are pressed down by leaf springs during running into the well.
  • the assembly body includes a seal housing having a through hole for fluid inlet and an external elongated groove in which the seal unit is installed.
  • the claimed technical result is achieved by the fact that when the electric centrifugal pump is operating, a pressure reduced in comparison with the annular space is created in the inner cavity of the slam-shut valve, and the plunger is shifted due to the resulting pressure drop.
  • longitudinal holes in the lower part of the plunger coincide with similar holes in the collecting body, which ensures the passage of the well fluid through them to the inlet of the electric centrifugal pump.
  • Fig. 1 shows a slam-shut valve, longitudinal section
  • figure 2 is a shut-off valve, a longitudinal section during the descent into the well
  • Fig.Z a diagram of the installation of the shut-off valve inside the landing nipple
  • fig. 4 - a diagram of isolated volumes of liquid when the engine is not running
  • in fig. 5 is a diagram of the movement of the liquid when the electric motor is running.
  • the shut-off valve (Fig. 1) includes a head 1, a lock body 2, a leaf spring 3 pressing the stop stops 4, a pusher with a spring 5 and fingers 6, located in a groove 37 on the outside of the lock body 2, locking balls 7, movable mandrel 8, release housing 9, collet 10, stop housing 11, seal housing 12 with seal block 13, adapter housing 14, valve housing 16, plunger 15, spring housing 17, spring for moving the plunger 18, guide rod 19, base 20 , collar 21, through holes 22 in the plunger 15, outer groove 23 in the movable mandrel 8, ledge 24 on the unlocking body 9, inlet 25, cuffs 26, through longitudinal hole 27 in the valve body 16, cuffs 28, annular piston 30, thrust surface 36 of the lock body 2.
  • the head 1 at the end of the outer diameter, from the side of the movable mandrel 8, has a thrust surface 31, which abuts against the stop stops 4.
  • the head 1 is connected to the movable mandrel 8 by a thread and is sealed by means of a sealing collar located in the end groove on the inner surface of the head 1.
  • a through central channel 32 passes.
  • a groove 33 (Fig. 3), a groove 23 and a protrusion 34 (Fig. 1), designed to fix it in one of the positions with by means of collet 10 and locking balls 7.
  • a hollow plunger 15 in the form of a tube is arranged with the possibility of axial movement.
  • the movements of the plunger 15 are limited on the one side by the spring 18, on the other side by the stop against the lower side of the movable mandrel 8.
  • the plunger spring 18 is mounted on the guide rod 19, threaded to the base 20.
  • annular piston 30 In the upper part, on the outer surface of the plunger 15, there is an annular piston 30 with a groove under the sealing collar 21, which abuts against the valve body 16.
  • a number of through longitudinal holes 22 are made. is the intake body of the shut-off valve.
  • the stop stops 4 When running into the well, the stop stops 4 are held by leaf springs 3, and after the run is completed, they interact with the thrust surface of the landing nipple and are extended. From below, the body of the lock 2 abuts against the fingers of the pusher 6 through the springs of the pusher 5. On the inner surface of the fingers of the pusher 6 there is a recess 35 (Fig. 2), designed for the fixing ball 7, on the outer end of the pusher fingers 6 there is a thrust surface 29. From the bottom, the pusher fingers 6 abut against the unlocking body 9, which is provided on the lower surface with a step 24 (Fig. 1) for fixing the collet 10.
  • the unlocking body 9 using thread is connected to the retaining body 11, which, in turn, is threaded to the seal body 12, which has a through hole for fluid inlet 25.
  • An elongated groove is formed on the outer surface of the seal body 12 for the seal block 13, and on the inner surface there is a groove with a lip 26.
  • the body of the seals 12 is threadedly connected to the transition body 14, on the lower end of which the valve body 16 is screwed with a through, longitudinal hole 27 having a shape similar to the shape of the through longitudinal holes 22 in the plunger 15.
  • the valve body 16 is threadedly connected to the spring body 17, the last connection inen with base 20.
  • the device works as follows.
  • a shut-off valve When lowering the installation into the well (Fig. 2), a shut-off valve is installed below the electric centrifugal pump (not shown).
  • the movable mandrel 8 is locked by the unlocking body 9 with the help of locking balls 7, and the locking stops 4 are at this time retracted into the lock body 2 and held there by leaf springs 3.
  • the pusher fingers 6 are located to the right of the thrust surface 36, therefore, as soon as the shut-off valve will fall on the thrust surface of the packer nipple, the pins of the pusher 6 will be fully involved, and this will ensure the timely installation of the valve.
  • shut-off valve When removing the slam-shut valve, pull upward with a force equivalent to the weight of the tubing string.
  • a shut-off valve increases the reliability of the electric centrifugal pump by ensuring uninterrupted supply of well fluid when the electric motor is turned on and allows to automatically cut off the well fluid when the pump is turned off.
  • the design of this slam-shut valve is such that it can be used in wells of any size, including small diameters, for which it is necessary to proportionally reduce the size of the slam-shut valve itself.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Safety Valves (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти. Клапан-отсекатель устанавливается в посадочный ниппель скважины и содержит сборный корпус с центральным каналом, запорный орган и механизм управления. Запорный орган состоит из цанги и подвижной оправки, в верхней части которой расположены стопорные упоры, выдвигаемые при осевом перемещении запорного органа через сквозные пазы корпуса с возможностью взаимодействия с упорной поверхностью посадочного ниппеля. Механизм управления выполнен в виде подпружиненного трубчатого плунжера, имеющего сверху на наружной поверхности кольцевой поршень и ряд продольных отверстий в нижней части, совмещаемых с аналогичными отверстиями на сборном корпусе для обеспечения функции клапана. Подвижная оправка сверху соединена с головкой клапана-отсекателя, а снизу уперта в плунжер. Подвижная оправка имеет на своей наружной поверхности ряд проточек и выступов, которые с помощью цанги и стопорных шариков позволяют занять одно из фиксированных положений. Технический результат - обеспечение бесперебойной, надежной работы электроцентробежного насоса.

Description

КЛАПАН - ОТСЕКАТЕЛЬ ПОГРУЖНОЙ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Известен клапан-отсекатель [US 7967074, опубл. 28.01.11], содержащий корпус с центральным продольным каналом, запорный орган в верхней части с выдвижными плашками, соединительный элемент, каналы для потока жидкости, клапанные элементы, перемещающуюся под воздействием пружин гильзу и посадочный ниппель. Такой клапан- отсекатель монтируется внутри отказавшего трубного клапана- отсекателя, приводит его в постоянно полностью открытое состояние и использует его гидравлическую контрольную линию.
Недостатком данного устройства является невозможность его самостоятельного использования без отказавшего основного (трубного) клапана, гидравлическую линию которого он использует.
Наиболее близким к заявляемому является клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса [патент RU 2516708, МПК Е21В34/06, опубликован 20.05.14], управляемый перепадом давлений среды по обе стороны, который размещается в посадочном ниппеле и содержит сборный корпус с центральным каналом, пакер, запорный орган, состоящий из подвижной оправки и цанги, снабженной лепестками с головкой, механизм управления запорным органом, шток с отверстиями и кольцевой проточкой. Шток снабжен клеткой обратного клапана в верхней части, кольцевым поршнем в средней и механизмом управления в виде ступенчатого кольцевого поршня на нижнем конце, поджатым гайкой и снабженным стаканом с кольцевым выступом, образующим подвижное соединение с удлинителем, связанным с разъемным корпусом, снабженным в месте разъема разделительной шайбой и нижним переходником. Ступенчатый кольцевой поршень снабжен гильзой, образующей подвижное соединение в расточке нижнего переходника и кольцевую камеру с удлинителем, гидравлически связанную дренажным отверстием с осевым каналом гильзы. Полости над кольцевым поршнем и над кольцевым выступом гидравлически связаны отверстиями с полостью под пакером. Полость кольцевой камеры над разделительной шайбой связана отверстием с осевым каналом штока. Причем фигурная гайка связана с корпусом перепускного клапана, снабженного посадочной поверхностью на торцовой части, обращенной к посадочному седлу нижнего переходника, в осевом канале которого установлено седло с подпружиненным шаровым клапаном, цанга установлена в разъемном корпусе. Известный клапан-отсекатель применяется для перекрытия ствола скважины при проведении капитального ремонта без глушения.
Недостатками известного клапана-отсекателя являются сложность конструкции, обусловленная наличием двух шаровых клапанов и трех пружин, которые снижают его надежность, а также трудность его применения в скважинах малого диаметра.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является разработка надежного автоматического клапана-отсекателя для перекрытия входного канала электроцентробежного насоса от поступающей из затрубного пространства скважинной жидкости, при неработающем электродвигателе и обеспечения бесперебойной подачи скважной жидкости при включенном электродвигателе, который можно использовать в скважинах малого диаметра. Указанный технический результат достигается тем, что в клапане- отсекателе погружной установки электроцентробежного насоса, размещаемом в посадочном ниппеле и содержащим сборный корпус с центральным каналом, запорный орган, состоящий из подвижной оправки и цанги, механизм управления, включающий пружину и клапан, согласно изобретению, запорный орган снабжен стопорными упорами, расположенными в верхней части подвижной оправки и выдвигаемыми при осевом перемещении запорного органа через сквозные пазы корпуса с возможностью взаимодействия с упорной поверхностью посадочного ниппеля, механизм управления выполнен в виде подпружиненного трубчатого плунжера, имеющего на наружной поверхности сверху кольцевой поршень и ряд продольных отверстий в нижней части, совмещаемых с аналогичными отверстиями на сборном корпусе для обеспечения функции клапана, при этом подвижная оправка сверху соединена с головкой клапана- отсекателя, а снизу уперта в плунжер.
Для фиксирования положения внутри сборного корпуса, при установке клапана-отсекателя в посадочный ниппель, подвижная оправка имеет на своей наружной поверхности ряд проточек и выступов.
Кроме того, стопорные упоры во время спуска в скважину прижаты листовыми пружинами.
Кроме того, в состав сборного корпуса включен корпус уплотнения, имеющий сквозное отверстие для входа флюида и наружную удлиненную проточку, в которой установлен блок уплотнений.
Заявляемый технический результат достигается тем, что при работающем электроцентробежном насосе во внутренней полости клапана- отсекателя создается пониженное по сравнению с затрубным пространством давление и за счет образующегося перепада давления плунжер сдвигается. При этом сквозные, продольные отверстия в нижней части плунжера совпадают с аналогичными отверстиями в сборном корпусе, что обеспечивает проход через них скважинной жидкости на вход электроцентробежного насоса. При неработающем насосе давление в затрубном пространстве и во внутренней полости клапана-отсекателя выравнивается, пружина разжимается и плунжер под ее действием сдвигается к подвижной оправке, в результате чего сквозные, продольные отверстия в плунжере и корпусе перестают совпадать, а поступление скважной жидкости в центробежный насос прекращается.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен клапан-отсекатель, продольный разрез; на фиг.2 - клапан- отсекатель, продольный разрез при спуске в скважину; на фиг.З - схема установки клапана-отсекателя внутри посадочного ниппеля; на фиг. 4 -схема изолированных объемов жидкости при неработающем двигателе; на фиг. 5 - схема движения жидкости при работающем электродвигателе.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Клапан-отсекатель (фиг.1) включает в себя головку 1, корпус замка 2, листовую пружину 3, прижимающую стопорные упоры 4, толкатель с пружиной 5 и пальцами 6, расположенный в проточке 37 на наружной стороне корпуса замка 2, стопорные шарики 7, подвижную оправку 8, корпус разблокировки 9, цангу 10, стопорный корпус 11, корпус уплотнений 12 с блоком уплотнений 13, переходный корпус 14, корпус клапана 16, плунжер 15, корпус пружин 17, пружину для перемещения плунжера 18, направляющую штангу 19, основание 20, манжету 21, сквозные отверстия 22 в плунжере 15, внешнюю проточку 23 в подвижной оправке 8, уступ 24 на корпусе разблокировки 9, входное отверстие 25, манжеты 26, сквозное продольное отверстие 27 в корпусе клапана 16, манжеты 28, кольцевой поршень 30, упорную поверхность 36 корпуса замка 2. Головка 1 на торце наружного диаметра, со стороны подвижной оправки 8, имеет упорную поверхность 31, которая упирается в стопорные упоры 4. Головка 1 соединена с подвижной оправкой 8 резьбой и герметизирована посредством уплотняющей манжеты, размещенной в торцевой канавке на внутренней поверхности головки 1. Вдоль клапана-отсекателя, начиная с головки 1, проходит сквозной центральный канал 32. На наружной поверхности подвижной оправки 8 имеется проточка 33 (фиг. 3), проточка 23 и выступ 34 (фиг.1), предназначенные для ее фиксации в одном из положений с помощью цанги 10 и стопорных шариков 7. Внутри центрального канала 32 сборного корпуса между подвижной оправкой 8 и пружиной 18 размещен с возможностью осевого перемещения полый плунжер 15 в виде трубы. Перемещения плунжера 15 ограничены с одной стороны пружиной 18, с другой стороны упором в нижнюю сторону подвижной оправки 8. Пружина плунжера 18 насажена на направляющую штангу 19, соединенную резьбой с основанием 20. В верхней части на наружной поверхности плунжера 15 расположен кольцевой поршень 30 с проточкой под уплотняющую манжету 21, которая упирается в корпус клапана 16. В нижней части плунжера 15 выполнен ряд сквозных продольных отверстий 22. Подвижная оправка 8 с закрепленной снизу цангой 10 и снабженная в верхней части стопорными упорами 4, выдвигаемыми через прямоугольные пазы корпуса замка 2, представляет собой заборный орган клапана- отсекателя.
При спуске в скважину стопорные упоры 4 удерживаются листовыми пружинами 3, а после завершения спуска взаимодействуют с упорной поверхностью посадочного ниппеля и выдвигаются. Снизу корпус замка 2 упирается в пальцы толкателя 6 через пружины толкателя 5. На внутренней поверхности пальцев толкателя 6 имеется выточка 35 (фиг. 2), предназначенная для фиксирующего шарика 7, на наружном торце пальцев толкателя 6 имеется упорная поверхность 29. Снизу пальцы толкателя 6 упираются в корпус разблокировки 9, который на нижней поверхности снабжен уступом 24 (фиг.1) для фиксации цанги 10. Далее корпус разблокировки 9 с помощью резьбы соединён со стопорным корпусом 11, который, в свою очередь, резьбой соединен с корпусом уплотнений 12, имеющим сквозное отверстие для входа флюида 25. На наружной поверхности корпуса уплотнений 12 сформирована удлиненная проточка для блока уплотнений 13, а на внутренней поверхности - выточка с манжетой 26. Корпус уплотнений 12 резьбой соединен с переходным корпусом 14, на нижний конец которого накручен корпус клапана 16 со сквозным, продольным отверстием 27, имеющим форму, аналогичную форме сквозных продольных отверстий 22 в плунжере 15. На нижней поверхности корпуса клапана 16 имеются выточки под уплотняющие манжеты 28. Корпус клапана 16 резьбой соединен с корпусом пружин 17, последний соединен с основанием 20.
Устройство работает следующим образом.
При спуске установки в скважину (фиг.2) клапан-отсекатель устанавливают ниже электроцентробежного насоса (не показан). Подвижная оправка 8 блокируется корпусом разблокировки 9 с помощью стопорных шариков 7, а стопорные упоры 4 в это время убраны в корпус замка 2 и удерживаются там листовыми пружинами 3. В это время пальцы толкателя 6 расположены правее упорной поверхности 36, поэтому как только клапан- отсекатель упадет на упорную поверхность ниппеля пакера, будут полностью задействованы пальцы толкателя 6, и это обеспечит своевременную установку клапана.
Когда клапан-отсекатель опустится на заданную глубину, и пальцы толкателя 6 коснутся упорной поверхностью 29 поверхности на посадочном ниппеле пакера, четыре пальца толкателя 6 одновременно сдвинутся, и стопорные шарики 7 выйдут из выточки 33 подвижной оправки 8. Затем под действием веса колонны НКТ подвижная головка 1 , соединенная с оправкой 8, будут двигаться вниз, при этом упорная поверхность головки 31 выдвинет стопорные упоры 4, а подвижная оправка 8 с помощью проточки 23 зафиксируется в цанге 10. Клапан-отсекатель зафиксируется на заданной глубине, установившись упорной поверхностью 36 на упорную поверхность ниппеля (фиг. 3). При этом блок уплотнений 13 изолирует скважинную жидкость, находящуюся ниже блока уплотнений (фиг.4).
После установки клапана-отсекателя образуется 3 изолированных объема - внутренняя область, внешняя область и область, расположенная ниже блока уплотнений (фиг. 3). Обозначим давление внешней области и внутренней области как Р1 и Р2, соответственно.
Если насос не работает и PI = Р2, то плунжер 15 находится вверху под действием силы сжатия пружины плунжера 18 (клапан-отсекатель закрыт), и нефтегазоводяная скважинная жидкость из области, расположенной ниже блока уплотнений, не может войти во внутреннюю полость клапана- отсекателя. (фиг. 4).
Если насос работает, то Pl> Р2, за счет перепада давления скважинная жидкость из внешней области, двигаясь в сторону меньшего давления, через отверстие 25 поступит в полость, образованную внутренней поверхностью корпуса уплотнений 12, наружной поверхностью плунжера 15, поверхностями манжеты 26 и кольцевого поршня плунжера 30 (фиг.1) и заставит плунжер 15 переместиться вниз (фиг. 5). Сквозные, продольные отверстия 22 совпадут с аналогичными отверстиями 27 в корпусе клапана 16. Клапан перейдет в открытое положение, при котором нефтегазоводяная скважинная жидкость из области, расположенной ниже пакера, сможет попасть во внутреннюю область клапана-отсекателя, а затем в насос, что обеспечит ее непрерывную подачу.
При извлечении клапана-отсекателя необходимо потянуть вверх с силой, эквивалентной весу колонны НКТ. Таким образом, использование клапана отсекателя, повышает надежность работы электроцентробежного насоса за счет обеспечения бесперебойной подачи скважинной жидкости при включенном электродвигателе и позволяет автоматически отсекать скважинную жидкость при выключенном насосе. Конструкция данного клапана-отсекателя такова, что позволяет его применять в скважинах любых габаритов, в том числе и малого диаметра, для чего необходимо пропорционально уменьшить габарит самого клапана отсекателя.

Claims

Формула изобретения
1. Клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса, размещаемый в посадочном ниппеле и содержащий сборный корпус с центральным каналом, запорный орган, состоящий из подвижной оправки и цанги, механизм управления, включающий пружину и клапан, отличающийся тем, что запорный орган снабжен стопорными упорами, расположенными в верхней части подвижной оправки и выдвигаемыми при осевом перемещении запорного органа через сквозные пазы корпуса с возможностью взаимодействия с упорной поверхностью посадочного ниппеля, механизм управления выполнен в виде подпружиненного трубчатого плунжера, имеющего сверху на наружной поверхности кольцевой поршень и ряд продольных отверстий в нижней части, совмещаемых с аналогичными отверстиями на сборном корпусе для обеспечения функции клапана, при этом подвижная оправка сверху соединена с головкой клапана- отсекателя, а снизу уперта в плунжер.
2. Клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности подвижной оправки выполнены проточки и выступы, фиксирующие ее положение внутри сборного корпуса при установке в посадочном ниппеле.
3. Клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что стопорные упоры прижаты листовыми пружинами.
4. Клапан-отсекатель по п.1, отличающийся тем, что в состав сборного корпуса включен корпус уплотнения, имеющий сквозное отверстие для входа флюида и наружную удлиненную проточку, в которой установлен блок уплотнений.
PCT/RU2020/000670 2020-01-31 2020-12-29 Клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса WO2021154117A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/625,398 US12060769B2 (en) 2020-01-31 2020-12-29 Safety valve for electrical submersible centrifugal pumping system
EP20916775.8A EP3978723A4 (en) 2020-01-31 2020-12-29 VALVE-SWITCH FOR SUBMERSIBLE INSTALLATION OF ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMPS

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020104622A RU2738920C1 (ru) 2020-01-31 2020-01-31 Клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса
RU2020104622 2020-01-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021154117A1 true WO2021154117A1 (ru) 2021-08-05

Family

ID=73835090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000670 WO2021154117A1 (ru) 2020-01-31 2020-12-29 Клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12060769B2 (ru)
EP (1) EP3978723A4 (ru)
RU (1) RU2738920C1 (ru)
WO (1) WO2021154117A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2250354C2 (ru) * 2003-05-05 2005-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Стационарный проходной клапан-отсекатель
RU2362872C1 (ru) * 2007-11-28 2009-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Отсекатель ствола скважины
US7967074B2 (en) 2008-07-29 2011-06-28 Baker Hughes Incorporated Electric wireline insert safety valve
RU2516708C2 (ru) 2012-04-10 2014-05-20 Закрытое акционерное общество "Газтехнология" Скважинный клапан-отсекатель
RU2672898C1 (ru) * 2018-02-15 2018-11-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Клапан-отсекатель
RU2704078C1 (ru) * 2019-01-09 2019-10-23 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Вставной клапан-отсекатель (варианты)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3054415A (en) * 1959-08-03 1962-09-18 Baker Oil Tools Inc Sleeve valve apparatus
US3749119A (en) * 1971-11-19 1973-07-31 Camco Inc Pressure actuated safety valve
US3860066A (en) * 1972-03-27 1975-01-14 Otis Eng Co Safety valves for wells
US4441558A (en) * 1982-04-15 1984-04-10 Otis Engineering Corporation Valve
US4625798A (en) * 1983-02-28 1986-12-02 Otis Engineering Corporation Submersible pump installation, methods and safety system
US5176220A (en) * 1991-10-25 1993-01-05 Ava International, Inc. Subsurface tubing safety valve
US11346194B2 (en) * 2020-09-10 2022-05-31 Saudi Arabian Oil Company Hydraulic Y-tool system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2250354C2 (ru) * 2003-05-05 2005-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Бурение" Стационарный проходной клапан-отсекатель
RU2362872C1 (ru) * 2007-11-28 2009-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Отсекатель ствола скважины
US7967074B2 (en) 2008-07-29 2011-06-28 Baker Hughes Incorporated Electric wireline insert safety valve
RU2516708C2 (ru) 2012-04-10 2014-05-20 Закрытое акционерное общество "Газтехнология" Скважинный клапан-отсекатель
RU2672898C1 (ru) * 2018-02-15 2018-11-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" Клапан-отсекатель
RU2704078C1 (ru) * 2019-01-09 2019-10-23 Акционерное общество "Новомет-Пермь" Вставной клапан-отсекатель (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
EP3978723A1 (en) 2022-04-06
RU2738920C1 (ru) 2020-12-18
US20220290537A1 (en) 2022-09-15
EP3978723A4 (en) 2023-05-03
US12060769B2 (en) 2024-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2516708C2 (ru) Скважинный клапан-отсекатель
US10458203B2 (en) Pressure cycle actuated injection valve
CN107701147B (zh) 一种环空压力井下控制阀
US11047217B2 (en) Safety valve
RU2651860C1 (ru) Скважинный клапан-отсекатель
RU2537713C2 (ru) Пакер-пробка и монтажный инструмент для посадки его в скважине (варианты)
US10982514B2 (en) Tubing and annular gas lift
WO2021154117A1 (ru) Клапан-отсекатель погружной установки электроцентробежного насоса
US20130327538A1 (en) Underbalance actuators and methods
RU2465438C1 (ru) Скважинный затвор
US9470064B2 (en) Safety valve, downhole system having safety valve, and method
RU2290489C2 (ru) Пакер механический для скважины с одним или несколькими пластами (варианты)
WO2016191584A1 (en) Tubing mounted injection valve
RU2325508C2 (ru) Циркуляционный клапан
RU2709852C1 (ru) Устройство для селективной обработки гидравлическое
CN114439445A (zh) 一种防砂滑套
RU2821333C1 (ru) Пакер механический
US8973663B2 (en) Pump through circulating and or safety circulating valve
CN113090219B (zh) 一种井下防喷器
EP2345790A2 (en) Downhole chemical injection tool
RU205980U1 (ru) Гидравлическое пакерно-якорное устройство с полным проходным каналом для обсадной колонны
RU2761234C1 (ru) Скважинный клапан
BR102013026526A2 (pt) Conjunto de vedação
RU204960U1 (ru) Клапан-отсекатель для подземного ремонта скважин
US20220154561A1 (en) Well production methods and tubing systems

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20916775

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020916775

Country of ref document: EP

Effective date: 20211229

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE