Газлифтный клапан

Газлифтный клапан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтедоб ва ющей пром-сти и м.б. использовано при добычЈ нефти газлифтным способом Цель - повышение надежности работы при одновременном увеличении расходной способности за счет изменения стелен; неуравновешенности и обеспечение мгновенного открытия. Клапан содержит полый корпус (ПК) 1 с радиальным отверстием 2 и обратным клапаном 3 и муфту перекрестно

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОГКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕTEl- ИЯ (К AHTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4473599/03 (22) 12.08.88 (46) 15.09.91, Бюл, ¹ 34 (71) Сургутский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Jl,3.Крючков, Ю.Б,Нигай и П.И.Егоров (53) 622.276.5 (088.8) (56) Зайцев Ю.В., Раскутав P.À., Чубанов.

0.8., и др. Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатаиии скважин.

М.:Недра, 1984, с. 62.

ЯХ i677265,-,1 (54) ГАЗЛИФТНЫЙ КЛАПАН (57) Изобоетение относится к нефтедобывающей пром-сти и м.б. использовано при добычд нефти газлифтным способом, Цель— повышение надежности работы при одчовремен ном увеличении расходной способности за счет изменения степени неуравновешенности и обеспечение мгновенного открытия. Клапан содержит полый корпус (ПК} 1 с радиальным отверстием 2 и обратным клапаном 3 и муфту перекрестно1677265

Рс =Рт, 25

Fc- =Ет + Рг, (2) 40 го течения (МПТ) 3 с радиальным 5, осевым

6 и продольными 7 каналами, В верхней части МПТ 3 имеется седтто 8. Размещена

МПТ 3 в ПК 1 на уровне его отверстия 2 и делит полость ПК 1 на две части, связанные между собой через каналы 7, Над МПТ 3 размещен сильфон 11, образующий с ПК 1 герметичную полость 12 со сжатым газом. С сильфоном 11 жестко связан шток 14 с затвором 15 в нижней его части. В осевом канале дополнительный запорный элемент (ДЗЭ) 16 выполнен в виде поршня, делящего осевой канал МПТ 3 на две связанные между собой через кольцевой зазор 17 полости. !-!ад и под каналом 5 выполнены дополнительные седла 20 и 21 для

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации скважин, и может быть использовано при добыче нефти газлифтным способом.

Цель изобретения — повышение надежности работы при одновременном увеличении расходной способности. за счет изменения степени неуравновешенности и обеспечения мгновенного открытия, На фиг.1 показан клапан, общий вид; на фиг.2 — клапан, затвор которого имеет в нижней части хвостовик, общий вид; на фиг,3 — узел на фиг.2.

Устройство включает полый корпус 1 с радиальным отверстием 2 для прохода газа и обратным клапаном 3 в нижней его части, муфту 4 перекрестного течения с радиальным 5, осевым 6и продольными 7 каналами, седлом 8 в верхней части, размещенную в корпусе 1 на уровне радиального отверстия

2 и делящую его на две полости 9 и 10, гидравлически связанные между собой посредством продольных каналов 7, расположенный над муфтой перекрестного течения

4 сильфон 11, образующий с корпусом 1 герметичную полость 12, заполненную сжатым газом, узел 13 зарядки и связанный верхним концом с сильфоном 11 шток 14 с затвором 15 в нижней части для перекрытия седла 8, Устройство также снабжено дополнительным запорным элементом 16, выполненным в виде размещенного с кольцевым зазором 17 в осевом канале 6 муфты 4 поршня, образующего верхнюю 18 и нижнюю

19 полости, гидравлически связанные между собой через кольцевой зазор 17. а над и под радиальным каналом 5 муфты 4 выполнены дополнительные седла 20 и 21 для поочередного взаимодействия с ними ДЗЭ

16, причем верхнее седло 20 расположено под седлом 8, а его площадь больше поперечной площади зазора 17 и меньше эффективной площади сильфона 11. Затвор 15 имеет в нижней части хвостовик для взаимодействия его с ДЗЭ 16. Под действием давления газа, нагнетаемого из затрубного пространства, ДЗЭ 16 поднимается и перекрывает седло 21. При снижении трубного давления шток опускается и перекрывает своим затвором седло 8. Давление в полости 12 сравнивается с давлением газа и ДЗЭ

16 и, опускаясь, перекрывает седло. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. поочередного взаимодействия с ними дополнительного запорного элемента 16, причем верхнее дополнительное седло 20 с площадью большей поперечной площади кольцевого зазора 17 и меньшей эффективной площади сильфона 11, расположено под основным седлом 8.

Кроме того, затвор 15 клапана имеет в нижней части хвостовик 22 для взаимодействия его с дополнительным запорным элементом 16 в момент закрытия клапана. На фигурах также обозначены манжетные уплотнения 23.

Газлифтный клапан работает следующим образом.

Перед спуском в скважину полость 12 клапана заряжается сжатым газом, например азотом. При этом давление зарядки сильфона 11 определяется соотношением где Рс — давление в камере 12 сильфона 11 (давление зарядки);

Рт — давление в подъемной колонне.

Под действием давления зарядки сильфона 11 шток 14 своим затвором 15 перекрывает сечение седла 8. После спуска клапана в скважину затрубный газ с давлением (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 Н КТ и давлением в затрубном пространстве.

Баланс сил при этом определяется где Fc = Pc Яэф Рт Рт(Яаф Зс ), 1677265 а Ег= Рг Sc (3) где Fc — усилие, создаваемое давлением внутри сильфона;

Ет — усилие, создаваемое давлением в подъемной колонне (НКТ);

Fr — усилие, создаваемое давлением эатрубного газа (рабочего агента).

Когда сумма Ет+ Fr превысит Fc, шток 14 клапана приподнимается и давление в полости 18 стравливается через сечения Sc седла 8 и продольные каналы 7 суммарной площадью $», при этом нагнетаемый газ приподнимает дополнительный запорный элемент, который, в свою очередь, эа счет перепада давления Л P = Рг — Pr приподнимается и перекрывает сечение Sc седла 20, з полностью открывая сечение Sc седла 21, клапан открыт. При снижении трубного давления до значения, при котором силы давления сильфона превысят силы давления в подъемной колонне, шток опускается и перекрывает сечение Sc седла 8. При этом

1 давление в полости 18 сравнивается с давлением газа (Р ), и запорный элемент уходит вниз, перекрывая сечение $С седла 21 под

2 перепадом давления Л P.

Принцип работы газлифтного клапана, изображенного на фиг.2, аналогичен принципу работы клапана, описанного на фиг.1, но имеются отличия в том, что на фиг.2 затвор 15 клапана имеет хвостовик 22, тем самым достигается неравенство давлений открытий и закрытия клапана. Клапан открывается так же, как и изображенный на фиг.1. Клапан закрывается тогда, когда силы давления.сильфона превысят сумму сил, создаваемых давлением рабочего агента и трубным давлением. Это происходит за счет того, что шток 14, двигаясь вниз при закрытии клапана, смещает хвостовиком 22 дополнительный эапорный элемент 16 вниз, при этом затвор 15 перекрывает седло 8, а в полости 18 устанавливается давление Pr и дополнительный запорный элемент16 под действием своего веса опускается на седло 21.

Формула изобретения

1. Газлифтный клапан, включающий по5 лый корпус с радиальным отверстием для прохода газа и обратным клапаном в нижней его части, муфту перекрестного течения с радиальным, осевым и продольными кана— лами и седлом в верхней части, размещен10 ную в корпусе на уровне его радиального отверстия и делящую его на две полости, гидравлически связанные между собой посредством продольных каналов, расположенный над муфтой перекрестного течения

15 сильфон, образующий с корпусом герметичную полость, заполненную сжатым газом, узел зарядки и связанный верхним концом с сильфоном шток с затвором в нижней части для перекрытия седла, о т л и ч а ю щ и й20 с я тем, что, с целью повышения надежности в работе при одновременном увеличении расходной способности эа счет изменения степени неуравновешенности и обеспечения мгновенного открытия, он снабжен до25 полнительным запорным элементом, выполненным в виде размещенного с кольцевым зазором в осевом канале муфты поршня, образующего верхнюю и нижнюю полости, гидравлически связанные между

30 собой через кольцевой зазор, а над и под радиальным каналом муфты выполнены до- . полнительные седла для поочередного взаимодействия с ними дополнительного запорного элемента, причем верхнее допол35 нительное седло расположено под основным седлом и имеет площадь больше поперечной площади кольцевого зазора и меньшей эффективной площади сильфона.

2. Клапан поп1,отличающийся

40 тем, что, с целью обеспечения неравенства между давлениями при открытии и закрытии клапана, затвор имеет в нижней части хвостовик для взаимодействия его с дополнительным запорным элементом в момент

45 закрытия клапана.

Составитель 8.Борискина

Редактор M,Êåëåìåø Техред M,Mîðãåíòàë Корректор А,Осауленко

Заказ 3093 Тираж 340 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101