Скважинный узел установки для промывки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к клапанным устройствам для скважин, оборудованных глубинными насосами, преимущественно для очистки НКТ от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО). Технический результат заключается в упрощении конструкции, в повышении надежности работы даже при наличии вибрации при промывке, при одновременном придании универсальности за счет обеспечения возможности использования как при лифтовом, так и при штанговом способе добычи нефти. Сущность: скважинный узел содержит корпус 2 клапана, выполненный в виде полого цилиндра, на концевых участках которого выполнена резьба для встраивания узла в колонну НКТ 1. В стенках корпуса 2 выполнены радиальные отверстия 4 для попадания промывочной жидкости в полость 5 межтрубного пространства между корпусом 2 и обсадной трубой 6. Внутри корпуса 2 размещен запорный блок, состоящий из жестко закрепленного в корпусе 2 полого внутреннего цилиндра 7 и размещенной в зазоре между внутренними стенками корпуса 2 и наружными стенками полого внутреннего цилиндра 7 пружинной системы, которая размещена в области радиальных отверстий 4 и состоит из установленных по высоте последовательно поджимной гайки 8, запорного элемента 9, пружины 10 и упора 11, жестко закрепленного в корпусе 2. В преимущественном варианте возможно выполнение пружины в виде блока пружин, работающих параллельно. Поджимная гайка 8 позволяет регулировать силу сжатия пружины 10 (или блока пружин) и устанавливать порог открытия клапана по давлению промывочной жидкости. Запорный элемент 9 представляет собой полый цилиндр, с обработанными цилиндрическими стенками для получения герметичности. Роль упора в пружинной системе может выполнять упор-переводник 11, обеспечивающий встраивание скважинного узла в колонну НКТ 1. В корпусе 2 имеются каналы 3 и 4 для прохода промывочной жидкости, при этом каналы 4 имеют возможность соединения с полостью 5 обсадной трубы 6, а при открытии запорного элемента 9 каналы 4 соединяются с каналом 3, который сообщается с внутренней полостью НКТ 1. В корпусе клапана выполнен продольный канал 13, образованный полым внутренним цилиндром 7, для сообщения верхней 14 и нижней 15 полостями НКТ 1. Внутренний диаметр продольного канала 13, расположенного соосно колонне НКТ 1, может быть выполнен больше наружного диаметра муфт штанговой колонны 12 при штанговом способе добычи. Скважинный узел устанавливается в составе НКТ 1 непосредственно под отложениями АСПО. 1.н.п. ф-лы; 4 з.п. ф-лы; 2 ил.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к клапанным устройствам для скважин, оборудованных глубинными насосами, преимущественно для очистки насосно-компрессорных труб (НКТ) от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО).

Известно скважинное клапанное устройство (Патент РФ 2023865), содержащее обратный клапан, в корпусе которого установлен подпружиненный запорный элемент и выполнены каналы для прохода промывочной жидкости, при этом входной канал клапана имеет возможность соединения с полостью НКТ, а выходной - с каналом, имеющим возможность соединения с межтрубным пространством НКТ и обсадной трубы. Корпус клапана эксцентрично установлен по отношению к патрубку, проходной канал которого сообщается с НКТ.

Такое устройство позволяет снизить расход промывочной жидкости и повысить качество промывки НКТ, так как обеспечивает возможность прямой промывки при подаче промывочной жидкости в НКТ, далее через клапан в межтрубное пространство НКТ и обсадной трубы.

Однако известное устройство сложно в эксплуатации, так как открытие клапана для прямой промывки осуществляется при обратной промывке, а фиксация запорного элемента в открытом положении осуществляется сложным узлом фиксации, что снижает надежность работы устройства. Описанные выше недостатки усугубляются из-за малых диаметральных размеров.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является скважинный узел установки для промывки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений (Патент РФ 89599), содержащий обратный клапан, в корпусе которого установлен подпружиненный запорный элемент и выполнены каналы для прохода промывочной жидкости, при этом входной канал клапана имеет возможность соединения с полостью НКТ, а выходной - с полостью обсадной трубы.

Однако указанное известное устройство имеет следующие недостатки:

- невозможность регулирования силы поджатия пружины, из-за чего, вследствие вибрации запорного элемента при прокачке промывочной жидкости, могут быть утечки;

- наличие «вредного» пространства в области выходного канала, соединенного с обсадной колонной, вследствие чего может происходить закупорка клапана из-за скапливания загрязняющих веществ;

- недостаточная пропускная способность, вследствие малых сечений пропускных каналов;

- невозможность использования на скважинах, оборудованных штанговыми колоннами, ввиду отсутствия канала для прохождения штанговой колонны.

Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в упрощении конструкции, в повышении надежности работы даже при наличии вибрации при промывке, при одновременном придании универсальности за счет обеспечения возможности использования как при лифтовом, так и при штанговом способе добычи нефти.

Поставленный технический результат достигается предлагаемым скважинным узлом установки для промывки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающим обратный клапан, в корпусе которого установлен подпружиненный запорный блок и выполнены каналы для прохода промывочной жидкости, при этом входной канал имеет возможность соединения с полостью насосно-компрессорных труб НКТ, а выходной - с межтрубным пространством скважины, при этом новым является то, что корпус обратного клапана выполнен в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого, на концевых участках, выполнена резьба для встраивания узла в колонну НКТ, внутри корпуса соосно установлен подпружиненный запорный блок в виде жестко закрепленного в корпусе полого внутреннего цилиндра и размещенной в зазоре между внутренними стенками корпуса и наружными стенками полого внутреннего цилиндра пружинной системы, состоящей из установленных по высоте последовательно поджимной гайки, запорного элемента, пружины и упора, жестко закрепленного в корпусе, причем запорный элемент и пружина выполнены с возможность продольного перемещения, при этом продольный сквозной канал образованный внутренним полым цилиндром, предназначен для сообщения полости НКТ над корпусом клапана с полостью НКТ под корпусом клапана.

Поджимная гайка в пружинной системе выполнена с возможностью регулировки силы сжатия пружины и установки порога открытия клапана по давлению промывочной жидкости.

Внутренний диаметр продольного канала полого внутреннего цилиндра для сообщения верхней и нижней полостей НКТ, больше наружного диаметра муфт штанговой колонны при штанговом способе добычи.

В качестве пружины в пружинной системе он содержит пружинный блок, состоящий, по меньшей мере, из двух пружин, работающих параллельно.

Внутренняя полость пружинной системы сообщена с межтрубным пространством скважины.

Указанный технический результат достигается за счет следующего.

Выполнение подпружиненного запорного блока в виде жестко закрепленного в корпусе полого внутреннего цилиндра и размещенной в зазоре между внутренними стенками корпуса и наружными стенками полого внутреннего цилиндра пружинной системы, обеспечивает упрощение конструкции, а значит, делает скважинный узел надежным в работе.

На эту же цель работает и то, что пружинная система в клапане состоит из размещенных по высоте последовательно поджимной гайки, запорного элемента, пружины и упора, жестко закрепленного в корпусе, т.е. из набора простых деталей.

Благодаря тому, что запорный элемент и пружина выполнены с возможность продольного перемещения, обеспечивается перекрытие или открыванием радиальных отверстий для прохода промывочной жидкости в межтрубное пространство. Клапан открывается без дополнительной операции обратной промывки, и удерживается в открытом положении давлением промывочной жидкости.

Выполнение внутреннего цилиндра запорного блока полым с продольным сквозным каналом обеспечивает сообщение полости НКТ над корпусом клапана с полостью НКТ под корпусом клапана, что позволяет циркулировать жидкости в колонне НКТ.

Поджимная гайка в пружинной системе предназначена для регулировки силы сжатия пружины и установки порога открытия клапана по давлению промывочной жидкости. Благодаря этому упрощается настройка узла, исключается влияние вибрации при движении промывочной жидкости на работоспособность клапана.

Выполнение внутреннего диаметра продольного канала полого внутреннего цилиндра для сообщения верхней и нижней полостей НКТ больше наружного диаметра муфт штанговой колонны, позволяет сделать предлагаемый скважинный узел универсальным и использовать его как при лифтовом, так и при штанговом способах добычи.

Благодаря тому, что в качестве пружины в пружинной системе узел может содержать пружинный блок, состоящий, по меньшей мере, из двух пружин, работающих параллельно, повышается нагрузочная способность пружинной системы, как следствие, обеспечивается возможность применения клапана при более высоких рабочих давлениях.

Этот же результат достигается благодаря тому, что внутренняя полость пружинной системы может быть в некоторых случаях сообщена с межтрубным пространством скважины.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид скважинного узла установки для промывки НКТ; на фиг.2 - общий вид скважинного узла с указанием сообщения полости пружинной системы с межтрубным пространством.

Предлагаемый скважинный узел установки для промывки НКТ 1 от АСПО содержит корпус 2 клапана, выполненный в виде полого цилиндра, на концевых участках которого выполнена резьба для встраивания узла в колонну НКТ 1. В стенках корпуса 2 выполнены радиальные отверстия 4 для попадания промывочной жидкости в полость 5 межтрубного пространства между корпусом 2 и обсадной трубой 6. Внутри корпуса 2 размещен запорный блок, состоящий из жестко закрепленного в корпусе 2 полого внутреннего цилиндра 7 и размещенной в зазоре между внутренними стенками корпуса 2 и наружными стенками полого внутреннего цилиндра 7 пружинной системы.

Указанная пружинная система размещена в области радиальных отверстий 4 и состоит из установленных по высоте последовательно поджимной гайки 8, запорного элемента 9, пружины 10 и упора 11, жестко закрепленного в корпусе 2. При этом пружинная система образует герметичную полость 16 в зазоре между внутренними стенками корпуса 2 и наружными стенками полого внутреннего цилиндра 7 пружинной системы. В преимущественном варианте возможно выполнение пружины в виде блока пружин, работающих параллельно. При этом внутренняя полость 16 пружинной системы может быть в некоторых случаях сообщена отверстиями 20 с межтрубным пространством 5 скважины (фиг.2). Благодаря такому выполнению обеспечивается возможность применения клапана при более высоких рабочих давлениях.

Поджимная гайка 8 позволяет регулировать силу сжатия пружины 10 (или блока пружин) и устанавливать порог открытия клапана по давлению промывочной жидкости.

Запорный элемент 9 представляет собой полый цилиндр, с обработанными цилиндрическими стенками для получения герметичности.

Роль упора в пружинной системе может выполнять упор-переводник 11, обеспечивающий встраивание скважинного узла в колонну НКТ 1.

В корпусе 2 имеются каналы 3 и 4 для прохода промывочной жидкости, при этом каналы 4 имеют возможность соединения с полостью 5 обсадной трубы 6, а при открытии запорного элемента 9 каналы 4 соединяются с каналом 3, который сообщается с внутренней полостью НКТ 1.

В корпусе клапана выполнен продольный канал 13, образованный полым внутренним цилиндром 7, для сообщения верхней 14 и нижней 15 полостями НКТ 1.

Внутренний диаметр продольного канала 13, расположенного соосно колонне НКТ 1, может быть выполнен больше наружного диаметра муфт штанговой колонны 12 при штанговом способе добычи.

Заявляемый скважинный узел устанавливается в составе НКТ 1 непосредственно под отложениями АСПО.

Скважинный узел работает следующим образом.

С помощью резьбы 17 и 18 и при помощи верхнего 19 переходника и нижнего 11 упора-переводника клапан монтируется в колонну НКТ 1. Перед этим производят настройку пружинной системы путем регулировки поджимной гайкой 8 силы пружины 10 (или блока пружин) для установления порога открытия клапана по давлению промывочной жидкости. Промывочную жидкость насосом установки (на чертеже не показан) закачивают в верхнюю полость 14 НКТ 1, которая сообщается с входным каналом 3. Промывочная жидкость вместе с удаленными АСПО отжимает подпружиненный запорный элемент 9 и через каналы 4 попадает в полость 5 обсадной трубы 6, откуда выносится на поверхность.

Таким образом, использование предлагаемого узла промывки обеспечивает открытие клапана и удержание его в открытом положении давлением промывочной жидкости без вибрации запорного элемента при промывке, за счет наличия полого внутреннего цилиндра и жестко установленного вокруг него запорного блока, что упрощает конструкцию, повышает удобство и надежность эксплуатации.

Кроме того, предлагаемый скважинный узел предназначен для скважин с любым вариантом добычи, как лифтовым, так и штанговым.

1. Скважинный узел установки для промывки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающий обратный клапан, в корпусе которого установлен подпружиненный запорный блок и выполнены каналы для прохода промывочной жидкости, при этом входной канал имеет возможность соединения с полостью насосно-компрессорных труб (НКТ), а выходной - с межтрубным пространством скважины, отличающийся тем, что корпус обратного клапана выполнен в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого, на концевых участках выполнена резьба для встраивания узла в колонну НКТ, внутри корпуса соосно установлен подпружиненный запорный блок в виде жестко закрепленного в корпусе полого внутреннего цилиндра и размещенной в зазоре между внутренними стенками корпуса и наружными стенками полого внутреннего цилиндра пружинной системы, состоящей из установленных по высоте последовательно поджимной гайки, запорного элемента, пружины и упора, жестко закрепленного в корпусе, причем запорный элемент и пружина выполнены с возможностью продольного перемещения, при этом продольный сквозной канал, образованный внутренним полым цилиндром, предназначен для сообщения полости НКТ над корпусом клапана с полостью НКТ под корпусом клапана.

2. Скважинный узел по п.1, отличающийся тем, что поджимная гайка в пружинной системе выполнена с возможностью регулировки силы сжатия пружины и установки порога открытия клапана по давлению промывочной жидкости.

3. Скважинный узел по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр продольного канала полого внутреннего цилиндра для сообщения верхней и нижней полостей НКТ больше наружного диаметра муфт штанговой колонны при штанговом способе добычи.

4. Скважинный узел по п.1, отличающийся тем, что в качестве пружины в пружинной системе он содержит пружинный блок, состоящий, по меньшей мере, из двух пружин, работающих параллельно.

5. Скважинный узел по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость пружинной системы сообщена с межтрубным пространством скважины.