WO2021173037A1 - Y-образное устройство байпасирования погружной насосной установки - Google Patents
Y-образное устройство байпасирования погружной насосной установки Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021173037A1 WO2021173037A1 PCT/RU2021/000060 RU2021000060W WO2021173037A1 WO 2021173037 A1 WO2021173037 A1 WO 2021173037A1 RU 2021000060 W RU2021000060 W RU 2021000060W WO 2021173037 A1 WO2021173037 A1 WO 2021173037A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- branch
- bypass
- block
- branches
- pumping unit
- Prior art date
Links
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
- E21B34/08—Valve arrangements for boreholes or wells in wells responsive to flow or pressure of the fluid obtained
-
- 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
- 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
Definitions
- the invention relates to oil submersible equipment, and can be used as part of bypass systems for submersible pumping units, as an improved Y-Tool.
- the closest in technical essence to the claimed invention is a device described in GB 2327961 A, operating from a differential pressure and including a Y-Tool, containing on one side two branches for connecting a submersible pumping unit and a column of bypass pipes, with a common outlet to to the opposite side of the Y-Tool and a hinged clapper in the form of a disk, installed inside on the shaft between two branches with the possibility of turning at a pressure drop, and closing one of the channels free from liquid supply. In the absence of liquid flow, the flap flapper is in the position in which the branch channel of the bypass pipe string is open.
- the folding clapper used in the described design has flat sides, therefore, in order to switch it and seal the channel, it is necessary to create a large fluid flow.
- Another disadvantage of this design is the way of installing the shaft through the lateral technical opening in the Y-block, which requires additional fastening and sealing elements and leads to a decrease in the reliability and safety of the structure.
- the present invention is aimed at improving the reliability and safety of the device by simplifying the overlap of channels.
- a hinged clapper with a spring is fixed by means of an axis on a separate housing mounted in a branch with an attached column of bypass pipes, along the periphery of the outer end surface of the disc relative to the separate housing, a protrusion is made in the form of a hollow segment of the dome, the top of which is oriented upwards, and the open cavity is directed towards the axis of the disk.
- a separate housing, mounted in the Y-block branch channel, is designed to hold and center the pop-up clapper in the Y-block housing.
- Fig L shows a Y-shaped device in section when the submersible pumping unit is turned off; in fig. 2 - cross section a-a, fig. 1; in fig. 3 - Y-shaped device in section with the included submersible pumping unit; in fig. 4 - Y-shaped device, arrangement of elements when the submersible pumping unit is turned on and the logging plug is installed.
- the Y-shaped device contains a Y-block 2, which has two outputs on one side and combined into one output in the head of the Y-block 2 on the opposite side.
- a branch pipe 1 is connected to the outlet in the head of the Y-block 2, intended for connecting the tubing string.
- a landing nipple 4 is connected to one of the two branches, located under the outlet to the nozzle 1, with a seat for the logging plug organized inside; to it a submersible pumping unit. Below the landing nipple 4, a string of bypass pipes can be connected with an outlet to the annulus for carrying out geophysical surveys or other operations. If there is no need to bring the equipment into the annulus, it is possible to connect it with a second submersible pumping unit or other equipment.
- an overlapping device is installed containing a cylindrical body 7, a cracker 5 with a torsion spring 9 mounted on an axis 8, which is fixed in the lugs of the cracker body 7.
- An overlapping device including a cracker 5, a cracker body 7, a spring 9 and axis 8, made in the form of one assembly unit and during installation it descends through the nozzle 1 into the Y-block, where it is fixed on the end of the landing nipple 4.
- the cracker body 5 in one channel serves as the cracker body 7, and in the second channel - the saddle 6 installed above the nozzle 3.
- a protrusion 11 is made, which has the shape of a hollow segment of the dome, the top of which is oriented upward, and the open cavity is directed towards the axis of the disc.
- the protrusion 11 is located on the flapper disk 5 from the free side, diametrically opposite to the placement of the axis 8.
- the protrusion 11 on the surface of the flapper disk 5 provides additional resistance to the flow of liquid flowing through the branch from the submersible pumping unit connected to the branch pipe 3, this creates an additional force required to turn the flapper at the moment of opening the fluid flow in the internal channel of the Y-block head between the branch pipes 1 and 3.
- the device works as follows.
- a logging plug 12 is installed on the geophysical cable above the fixed geophysical equipment or other measuring device.
- the column of bypass pipes is lowered below the submersible pumping unit.
- the logging plug 12, installed on the same geophysical cable as the geophysical equipment, reaches the landing nipple 4 and stops at a landing place, the descent below which is limited by the fact that the diameter of the logging plug body is larger than the lower through hole in the landing nipple 4.
- the submersible pumping unit is launched.
- the logging plug 12 is installed (Fig. 3)
- the opening of the channel when the cracker 5 moves under the influence of the fluid flow created by the submersible pumping unit occurs until the cracker 5 stops against the logging plug 12.
- the submersible pumping unit is turned off, the cracker 5 is lowered under the influence of the spring 9 and closes the channel of the branch pipe 3.
- the cable is lifted with geophysical equipment and a logging plug.
- the logging plug is equipped with a drain mechanism.
- the design of the Y-shaped device allows, without additional technical holes, which also require a seal, to install a shut-off device, which increases the reliability of its operation.
- the dome-shaped protrusion at the end of the cracker creates additional resistance to the fluid flowing through the inner channel of the Y-block head, which makes it possible to close and seal the branch of the bypass pipe string at low liquid flow rates.
Abstract
Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, и может быть использовано в составе систем байпасирования погружных насосных установок, как усовершенствованный Y-Tool. Устройство содержит с одной стороны два ответвления для присоединения погружной насосной установки и колонны байпасных труб и общий выход с противоположной стороны в головке Y-блока. Внутри Y-блока с возможностью поочередного перекрытия ответвлений установлена откидная хлопушка в виде диска. Откидная хлопушка снабжена пружиной и закреплена при помощи оси на отдельном корпусе, который вмонтирован в ответвлении с присоединенной колонной байпасных труб. По периферии наружной относительно отдельного корпуса торцевой поверхности диска выполнен выступ в форме полого сегмента купола. Вершина полого сегмента купола ориентирована вверх, а открытая полость обращена в сторону оси диска. Технический результат - повышение надежности эксплуатации установки и обеспечение возможности перекрывать и герметизировать ответвление колонны байпасных труб при небольших подачах потока жидкости.
Description
Y-ОБРАЗНОЕ УСТРОЙСТВО БАЙПАСИРОВАНИЯ ПОГРУЖНОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию, и может быть использовано в составе систем байпасирования погружных насосных установок, как усовершенствованный Y-Tool.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно устройство, описанное в патенте WO 02/075111 А1, в котором откидной клапан установлен на валу с возможностью поворота между двумя каналами Y-Tool с помощью средств электропривода и может занимать положение, в котором один или другой канал закрыт.
Недостатком данной конструкции является необходимость подводки электрического кабеля для привода устройства переключения откидного клапана, что усложняет устройство.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство, описанное в патенте GB 2327961 А, работающее от перепада давления и включающее в себя Y-Tool, содержащий с одной стороны два ответвления для присоединения погружной насосной установки и колонны байпасных труб, с общим выходом на противоположной стороне Y-Tool и откидную хлопушку в виде диска, установленную внутри на валу между двумя ответвлениями с возможностью поворота при перепаде давления, и перекрытия одного из каналов, свободного от подачи жидкости. При отсутствии потока жидкости откидная хлопушка находится в положении, при котором канал ответвления колонны байпасной труб открыт.
Используемая в описанной конструкции откидная хлопушка, имеет плоские стороны, поэтому для ее переключения и герметизации канала, необходимо создать большой поток жидкости.
Другим недостатком данной конструкции является способ установки вала через боковое техническое отверстие в Y-блоке, что требует дополнительных элементов крепления и уплотнения и приводит к снижению надежности и безопасности конструкции. СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на повышение надежности и безопасности эксплуатации устройства за счет упрощения перекрытия каналов.
Указанный результат достигается тем, что в Y-образном устройстве байпасирования погружной насосной установки, содержащем с одной стороны два ответвления для присоединения насосной установки и колонны байпасных труб, общий выход с противоположной стороны в головке Y- блока и установленную внутри него с возможностью поочередного перекрытия ответвлений откидную хлопушку в виде диска, согласно изобретению, откидная хлопушка с пружиной закреплена при помощи оси на отдельном корпусе, вмонтированном в ответвлении с присоединенной колонной байпасных труб, по периферии наружной относительно отдельного корпуса торцевой поверхности диска выполнен выступ в форме полого сегмента купола, вершина которого ориентирована вверх, а открытая полость обращена в сторону оси диска.
Отдельный корпус, вмонтированный в канале ответвления Y-блока, предназначен для удержания и центрирования откидной хлопушки в корпусе Y-блока.
Выступ на торцевой поверхности диска хлопушки увеличивает сопротивление потоку жидкости, создаваемому погружной насосной установкой в канале, что приводит к более эффективному переключению хлопушки и герметизации канала колонны байпасных труб при небольших подачах жидкости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг Л показано Y- образное устройство в разрезе при выключенной погружной насосной установке; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А, фиг. 1; на фиг. 3 - Y-образное устройство в разрезе при включенной погружной насосной установке; на фиг. 4 - Y-образное устройство, расположение элементов при включенной погружной насосной установке и установленной пробке каротажной.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Y-образное устройство содержит Y-блок 2, у которого имеются два выхода с одной стороны и объединенные в один выход в головке Y-блока 2 с противоположной стороны. К выходу в головке Y-блока 2 присоединен патрубок 1 , предназначенный для присоединения колонны НКТ. К одному из двух ответвлений, расположенному под выходом к патрубку 1, присоединен посадочный ниппель 4 с организованным внутри посадочным местом под пробку каротажную, ко второму ответвлению, смещенному по горизонтали относительно выходов патрубка 1 и посадочного ниппеля 4, присоединен патрубок 3, выполненный с возможностью присоединения к нему погружной насосной установки. Ниже посадочного ниппеля 4 может быть присоединена колонна байпасных труб с выходом в затрубное пространство для проведения геофизических исследований или других операций. Если нет необходимости вывода оборудования в затрубное пространство, возможен вариант присоединения второй погружной насосной установкой либо иного оборудования.
Во внутренней части Y-блока 2 установлено перекрывающее устройство, содержащее цилиндрический корпус 7, хлопушку 5 с пружинкой кручения 9, установленную на оси 8, которая закреплена в проушинах корпуса хлопушки 7. Перекрывающее устройство, включающее хлопушку 5, корпус хлопушки 7, пружинку 9 и ось 8, выполнено в виде одной сборочной
единицы и при монтаже спускается через патрубок 1 в Y-блок, где закрепляется на торце посадочного ниппеля 4. При перекрытии каналов ответвлений ответной частью хлопушке 5 в одном канале служит корпус хлопушки 7, а во втором канале - седло 6, установленное над патрубком 3.
На хлопушке 5 по периферии наружной относительно корпуса 7 торцевой поверхности диска хлопушки 5 выполнен выступ 11, имеющий форму полого сегмента купола, вершина которого ориентирована вверх, а открытая полость обращена в сторону оси диска. Выступ 11 размещен на диске хлопушки 5 со свободной стороны, диаметрально противоположной размещению оси 8.
Выступ 11 на поверхности диска хлопушки 5 обеспечивает дополнительное сопротивление потоку жидкости, поступающей по ответвлению с присоединенной к патрубку 3 погружной насосной установки, это создает дополнительное усилие, необходимое для доворота хлопушки в момент открытия протока жидкости во внутреннем канале головки Y-блока между патрубками 1 и 3.
В головке Y-блока 2 размещена втулка 10, направляющая спускаемое оборудование и гарантированно обеспечивающая заход в канал посадочного ниппеля 4. При проведении каротажных работ в посадочный ниппель 4 устанавливают пробку каротажную 12 (фиг. 4).
Устройство работает следующим образом.
При выключенной погружной насосной установке, присоединенной по ответвлению ниже патрубка 3 (фиг. 1), хлопушка 5 под действием пружинки кручения 9 прижимается к седлу 6. Элементы уплотнения хлопушки 5 и седла 6 перекрывают и герметизируют канал, ведущий к погружной насосной установке. Между патрубком 1, Y-блоком 2 и посадочным ниппелем 4 образуется свободный проходной канал, что позволяет спускать геофизическое оборудование или иное оборудование параллельно
ответвлению, к которому присоединена погружная насосная установка. Кроме того, по образованному проходному каналу можно проводить добычу жидкости, например при фонтанирующей нефтяной скважине.
При запуске погружной насосной установки, присоединенной по ответвлению ниже патрубка 3 (фиг. 2), создаваемый поток жидкости по каналу патрубка 3 воздействует на хлопушку 5, переводя ее в положение перекрытия канала в корпусе хлопушки 7, установленной над посадочным ниппелем 4. Уплотнительные элементы контактирующих частей хлопушки 5 и корпуса хлопушки 7 обеспечивают герметичность перекрытия ответвления с байпасной колонной труб.
При отключении погружной насосной установки, присоединенной по ответвлению ниже патрубка 3, столб жидкости, образовавшийся при подъеме жидкости по трубам НКТ, сливается по открытому каналу через патрубки 1 и 3 в погружную насосную установку. По мере слива столба жидкости из труб НКТ давление над и под хлопушкой 5 выравнивается, тем самым позволяя пружине 9 перевести хлопушку 5 в первоначальное положение - перекрытие канала патрубка 3 (фиг.1).
При таком расположении элементов Y-образного устройства возможно проведения каротажных работ на геофизическом кабеле или ГНКТ, например, при измерении параметров скважины. Для этого на геофизический кабель выше закрепленного геофизического оборудования или иного измерительного приспособления устанавливают пробку каротажную 12. При спуске геофизическое оборудование беспрепятственно проходит Y-блок 2 благодаря втулке 10, которая ориентирует и направляет спускаемое оборудование между проходами патрубка 1 и ниппеля посадочного 4, и далее по колонне байпасных труб опускается ниже погружной насосной установки. Каротажная пробка 12, установленная на том же геофизическом кабеле, что и геофизическое оборудование, при спуске доходит до ниппеля посадочного 4
и останавливается в посадочном месте, спуск ниже которого ограничен тем, что диаметр корпуса пробки каротажной больше, чем нижерасположенное проходное отверстие в посадочном ниппеле 4.
После спуска геофизического оборудования на нужную для исследования глубину проводится запуск погружной насосной установки. При установленной пробке каротажной 12 (фиг. 3) открытие канала при перемещении хлопушки 5 под воздействием потока жидкости, создаваемого погружной насосной установкой, происходит до момента упора хлопушки 5 в пробку каротажную 12. При отключении погружной насосной установки хлопушка 5 под воздействием пружины 9 опускается и перекрывает канал патрубка 3. По завершению каротажных работ проводят подъем кабеля с геофизическим оборудованием и пробкой каротажной. Для слива жидкости из труб НКТ в затрубное пространство пробка каротажная оснащена механизмом слива. Конструкция Y-образного устройства позволяет без дополнительных технических отверстий, которым также требуется уплотнение, проводить установку перекрывающего устройства, что повышает надежность его эксплуатации.
Выступ куполообразной формы на торце хлопушки создает дополнительное сопротивление протекающей жидкости по внутреннему каналу головки Y-блока, что дает возможность перекрывать и герметизировать ответвление колонны байпасных труб при небольших подачах потока жидкости.
Claims
Формула изобретения
Y-образное устройство байпасирования погружной насосной установки, содержащее с одной стороны два ответвления для присоединения погружной насосной установки и колонны байпасных труб, общий выход с противоположной стороны в головке Y-блока и установленную внутри него с возможностью поочередного перекрытия ответвлений откидную хлопушку в виде диска, отличающееся тем, что откидная хлопушка с пружиной закреплена при помощи оси на отдельном корпусе, вмонтированным в ответвлении с присоединенной колонной байпасных труб, по периферии наружной относительно отдельного корпуса торцевой поверхности диска выполнен выступ в форме полого сегмента купола, вершина которого ориентирована вверх, а открытая полость обращена в сторону оси диска.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020108290A RU2730907C1 (ru) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Y-образное устройство байпасирования погружной насосной установки |
| RU2020108290 | 2020-02-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021173037A1 true WO2021173037A1 (ru) | 2021-09-02 |
Family
ID=72237847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2021/000060 WO2021173037A1 (ru) | 2020-02-25 | 2021-02-11 | Y-образное устройство байпасирования погружной насосной установки |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2730907C1 (ru) |
| WO (1) | WO2021173037A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2327961A (en) * | 1997-07-31 | 1999-02-10 | Phoenix Petroleum Services | Automatic blanking completion tool |
| US20090200034A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Pump Tools Limited | Completion tool |
| CN101903617A (zh) * | 2007-02-13 | 2010-12-01 | 沙特阿拉伯石油公司 | 地下水的生产、传输及注射方法和设备 |
| RU2476727C1 (ru) * | 2011-08-30 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Ступень погружного скважинного насоса |
| RU2654301C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-17 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Система байпасирования насосной установки |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6497278B1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-12-24 | Varco I/P | Circulation control device |
| GB2525312B (en) * | 2012-10-12 | 2017-06-28 | Schlumberger Holdings | Multilateral Y-block system |
| RU158027U1 (ru) * | 2015-06-23 | 2015-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ - Западная Сибирь" | Устройство байпасной линии эцн для обсадной колонны диаметром 168 мм и 178 мм |
-
2020
- 2020-02-25 RU RU2020108290A patent/RU2730907C1/ru active
-
2021
- 2021-02-11 WO PCT/RU2021/000060 patent/WO2021173037A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2327961A (en) * | 1997-07-31 | 1999-02-10 | Phoenix Petroleum Services | Automatic blanking completion tool |
| CN101903617A (zh) * | 2007-02-13 | 2010-12-01 | 沙特阿拉伯石油公司 | 地下水的生产、传输及注射方法和设备 |
| US20090200034A1 (en) * | 2008-02-07 | 2009-08-13 | Pump Tools Limited | Completion tool |
| RU2476727C1 (ru) * | 2011-08-30 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "Новомет-Пермь" | Ступень погружного скважинного насоса |
| RU2654301C1 (ru) * | 2017-08-07 | 2018-05-17 | Акционерное общество "Новомет-Пермь" | Система байпасирования насосной установки |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2730907C1 (ru) | 2020-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2516708C2 (ru) | Скважинный клапан-отсекатель | |
| US6626239B2 (en) | Internal gate valve for flow completion systems | |
| US6289990B1 (en) | Production tubing shunt valve | |
| AU2007200281B2 (en) | Gas lift valve assembly | |
| US6637514B1 (en) | Recovery of production fluids from an oil or gas well | |
| US9638006B2 (en) | Safety system for wells having a cable deployed electronic submersible pump | |
| US6173785B1 (en) | Pressure-balanced rod piston control system for a subsurface safety valve | |
| US20080314599A1 (en) | Tubing Pressure Balanced Operating System with Low Operating Pressure | |
| AU2001249385A1 (en) | Internal gate valve for flow completion systems | |
| BRPI0903390A2 (pt) | projeto de árvore de natal e cabeça de poço | |
| EP1987226A2 (en) | Fluid injection device | |
| RU2730907C1 (ru) | Y-образное устройство байпасирования погружной насосной установки | |
| US10900324B2 (en) | Sliding sleeve having a flow inhibitor for well equalization | |
| US4721162A (en) | Fluid level controlled safety valve | |
| RU2694652C1 (ru) | Скважинный штуцерный клапан-отсекатель | |
| EP3748120A1 (en) | Insert safety valve (variants) | |
| RU2190083C1 (ru) | Проходной клапан-отсекатель | |
| US10760385B2 (en) | Tubing and annular gas lift | |
| RU2731447C1 (ru) | Y-образное устройство для погружной насосной установки | |
| RU204960U1 (ru) | Клапан-отсекатель для подземного ремонта скважин | |
| US11142979B2 (en) | Pump down assist wireline device and method | |
| SU1388542A1 (ru) | Арматура усть скважины | |
| CA2001387A1 (en) | Bottom hole blowout preventer |
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: 21761952 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21761952 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |