Прямоточный скважинный клапан-отсекатель

Прямоточный скважинный клапан-отсекатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, а именно к техническим средствам исследования скважин, и может быть применено при проведении гидродинамических исследований скважин с мгновенным закрытием скважины на забое.

Уровень техники

Для повышения качества гидродинамических исследований скважин методом кривой восстановления давления (далее КВД) необходимо минимизировать влияние переходных процессов, происходящих в стволе скважины после ее закрытия, а также стремиться к осуществлению "мгновенного" закрытия скважины. Добиться этой цели можно путем применения устройств, позволяющих закрывать колонну насосно-компрессорных труб снизу, то есть закрывать скважину на забое. Для этого целесообразно применять так называемые забойные клапаны-отсекатели. В настоящее время большинство забойных клапанов-отсекателей применяются для предотвращения разного рода аварийных ситуаций, например путем установки пакера-гильзы с клапаном-отсекателем (а. с. 832378, а. с. 697684, а. с. 1010255), запорный узел которого управляется гидростатическим давлением жидкости, расположенной над пакером. Существует также ряд устройств, срабатывающих от увеличения перепада давления на встроенных в них штуцерах (Зайцев Ю.В., Максутов Р.Α., Асфандиянов Х.А. Оборудование для предотвращения открытых фонтанов нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 1973 г.).

Однако рассматриваемые устройства не приспособлены для проведения гидродинамических исследований скважин автономными глубинными приборами с принудительным закрытием скважины на забое при помощи канатной техники. Кроме того, часто в процессе эксплуатации, освоения или испытания скважины надо без глушения скважины и подъема колонны НКТ извлечь автономный глубинный прибор, находящийся в колонне НКТ для выполнения исследований продуктивного интервала расположенного ниже клапана-отсекателя другими приборами. То есть существует необходимость в создании простого в управлении проходного забойного клапана-отсекателя с возможностью размещения под ним извлекаемого автономного глубинного прибора.

Известен клапан-отсекатель с поворотной заслонкой и толкателем, открывающим ее (авт. св. СССР № 1694862). Клапан в исходном состоянии находится в закрытом положении, что делает его неприменимым для проведения гидродинамических исследований скважин методом КВД.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению относится прямоточный скваженный клапан-отсекатель скважины типа ОЗП-73, включающий закрепляемый на насосно-компрессорной трубе корпус с седлом, клапанный узел с подпружиненной откидной заслонкой, фиксирующее устройство, состоящим из цангового захвата, подвижного патрубка с проточкой и возвратной пружиной (Зайцев Ю.В., Максутов Р.А., Асфандиянов Х.А. Оборудование для предотвращения открытых фонтанов нефтяных и газовых скважин.- М.: Недра, 1973 г.). Недостатком прототипа является отсутствие элементов для размещения глубинных приборов под заслонкой.

Сущность изобретения

Технической задачей изобретения является создание спускаемого на колонне НКТ и управляемого с помощью канатной техники проходного клапана-отсекателя, позволяющего выполнять остановку работающей скважины перекрытием нижнего конца НКТ с целью регистрации кривой восстановления давления извлекаемыми автономными глубинными приборами.

Указанная цель достигается за счет создания прямоточного скваженного клапана-отсекателя, включающего закрепляемый на насосно-компрессорной трубе корпус с седлом, клапанным узлом, состоящим из откидной заслонки с прижимной пружиной, фиксирующего устройства, состоящего из цангового захвата, подвижного патрубка и возвратной пружины. В верхней части корпуса выполнена конусная шейка, а управление закрытием откидной заслонки производят с помощью спускаемого на канатной технике цангового захвата, имеющего на пружинных консолях цанги захватывающие зубья, входящие в зацепление с проточкой на подвижной трубке, а также отклоняющие выступы, взаимодействующие с конусной шейкой на корпусе, кроме того, корпус клапана-отсекателя снабжен расположенным ниже откидной заслонки приборным патрубком с боковыми отверстиями для приема жидкости и проходным держателем для глубинного прибора

Анализ отобранных в результате поиска патентных и информационных материалов по клапанам-отсекателям позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Кроме того, данное устройство не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.

Данная конструкция востребована в связи с необходимостью проведения гидродинамических исследований скважин методом КВД с ″мгновенным″закрытием скважины на забое.

Предлагаемые конструктивные решения позволяют выполнять закрытие работающей скважины на забое при помощи канатной техники с целью регистрации изменения давления под клапаном-отсекателем извлекаемыми автономными глубинными приборами.

Перечень фигур

Изобретение поясняется чертежами, где:

На фиг. 1 изображен закрепленный на колонне НКТ прямоточный клапан-отсекатель в работающей скважине перед закрытием, при спуске цангового захвата с помощью канатной технике (на фиг. не показана);

На фиг. 2 изображен захват подвижной трубки цанговым захватом;

На фиг. 3 изображен подъем подвижной трубки цанговым захватом и закрытие заслонки прижимной пружиной;

На фиг. 4 изображен подъем цангового захвата с подвижной трубкой и отсоединение цангового захвата при взаимодействии выступов с конусной шейкой на корпусе клапана-отсекателя;

На фиг. 5 изображен цанговый захват с захватывающими зубьями и отклоняющими выступами,

где: 1 - корпус, 2 - откидная заслонка, 3 - прижимная пружина, 4 - подвижная трубка, 5 -возвратная пружина, 6 - цанговый захват, 7 - приборный патрубок, 8 - глубинный прибор, 9 - конусная шейка, 10 - проходной держатель для глубинного прибора, 11 - седло, 12 - боковые отверстия, 13 - выступ на корпусе клапана-отсекателя, 14 - внутренняя проточка на подвижной трубке, 15 - выступ на подвижной трубке, 16 - захватывающие зубья цангового захвата, 17 - отклоняющие выступы цангового захвата, 18 - выступы на глубинном приборе.

Осуществление изобретения

Скважинный клапан-отсекатель (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с седлом 11 и конусной шейкой 9 в верхней части корпуса. В корпусе 1 имеется выступ 13. К корпусу 1 присоединен приборный патрубок 7 с боковыми отверстиями 12 и держателем 10 для посадки глубинного прибора 8 с выступами 18. На корпусе 1 закреплена откидывающаяся заслонка 2 с прижимной пружиной 3. Внутри корпуса 1 располагается подвижная трубка 4 с внутренней проточкой 14 и выступом 15. В полости между корпусом 1 и подвижной трубкой 4 расположена возвратная пружина 5. В состав клапана-отсекателя входит также спускаемый на канатной технике цанговый захват 6, который выполнен самозахватывающимся, при этом пружинные консоли имеют захватывающие зубья 16 и отклоняющие выступы 17.

Устройство работает следующим образом.

Клапан-отсекатель закрепляется на конце колонны НКТ и вместе с ней спускается в скважину в нормально открытом положении с установленным в держателе 10 глубинным прибором 8, при этом подвижная трубка 4 под воздействием возвратной пружины 5 упирающейся в выступы 13 и 15, находится в нижнем положении, отклоняя откидную заслонку 2, и жидкость свободно протекает через клапан-отсекатель. При работе скважины жидкость поступает в НКТ через боковые отверстия 12 на приборном патрубке 7, что предотвращает выталкивание глубинного прибора 8, находящегося под собственным весом в проходном держателе для глубинного прибора 10. Для закрытия работающей скважины клапаном-отсекателем в скважину спускается на канатной технике цанговый захват 6, пружинные консоли которого имеют отклоняющие выступы 17. Проходя под собственным весом через конусную шейку 9, пружинные консоли, отклоняемые выступами 17, сжимаются и, преодолев шейку 9, вновь распрямляются. При дальнейшем движении вниз цанговый захват своим концом упирается в подвижную трубку 4, при этом захватывающие зубья 16, расположенные на пружинных консолях, зацепляются за внутреннюю проточку 14 на подвижной трубке 4 (фиг. 2). При подъеме канатной техникой цангового захвата 6 происходит также и перемещение в верхнее положение подвижной трубки 4 со сжатием возвратной пружины 5. Когда нижний конец подвижной трубки 4 оказывается выше откидной заслонки 2, последняя под действием прижимной пружины 3 закрывает проходное сечение корпуса 1 (фиг. 3), обеспечивая тем самым закрытие скважины на забое, при этом давление под заслонкой начинает возрастать вследствие продолжающегося притока из пласта, что и регистрирует глубинный прибор 8, расположенный ниже откидной заслонки 2 в приборном патрубке 7. При дальнейшем подъеме цангового захвата 6 отклоняющие выступы 17 взаимодействуют с конусной шейкой 9 на корпусе 1, что приводит к сжатию пружинных консолей и выходу захватывающих зубьев 16 из зацепления с внутренней проточкой 14 на подвижной трубке 4 (фиг. 4), вследствие чего цанговый захват 6 отсоединяется от клапана-отсекателя и извлекается из скважины. После отсоединения цангового захвата 6 возросшее под закрытой заслонкой 2 давление не позволяет подвижной трубке 4 под действием возвратной пружины 5 вернуться в исходное положение и открыть откидную заслонку 2. По окончании работ клапан-отсекатель приводится в нормально открытое положение путем уравнивания давления над и под откидной заслонкой 2. Глубинный прибор 8 может быть с помощью канатной техники извлечен из клапана-отсекателя с помощью специального ловильного инструмента, при этом открывается проходной канал в держателе прибора 10, что позволяет при необходимости проводить исследования скважины глубинными приборами с диаметром, меньшим сечения проходного канала держателя 10.

Прямоточный скважинный клапан-отсекатель, включающий закрепляемый на насосно-компрессорной трубе корпус с седлом, клапанным узлом, состоящим из откидной заслонки с прижимной пружиной, фиксирующего устройства, состоящего из цангового захвата, подвижного патрубка и возвратной пружины, отличающийся тем, что в верхней части корпуса выполнена конусная шейка, а управление закрытием заслонки производят с помощью спускаемого на канатной технике цангового захвата, имеющего на пружинных консолях цанги захватывающие зубья, входящие в зацепление с проточкой на подвижной трубке, а также отклоняющие выступы, взаимодействующие с конусной шейкой на корпусе, при этом корпус клапана-отсекателя снабжен расположенным ниже откидной заслонки приборным патрубком с боковыми отверстиями для приема жидкости и проходным держателем для глубинного прибора.