Клапан лифтовый для стравливания газа

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к подземному скважинному оборудованию и может быть использована при механизированном способе добычи нефти для перепуска газа из межтрубного пространства скважины в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ). В предложенной полезной модели решается задача повышения надежности и расширения возможности использования клапана для стравливания газа при минимальном размере кольцевого пространства между эксплуатационной колонны и НКТ, а также при различной их компоновке по диаметру. Задача решается тем, что в клапане лифтовом для стравливания газа, включающем соединенную с обоих концов с насосно-компрессорными трубами муфту с боковым отверстием, куда встроен корпус клапана с перепускным каналом, согласно полезной модели, корпус выполнен снаружи в виде ступенчатого цилиндра с внутренней кольцевой перегородкой и вырезанными перепускными окнами на его коническом торце, содержащий подпружиненный золотник, состоящий из клапанного узла с уплотнительной прокладкой и цилиндрического удлинителя с глухим центральным каналом и боковыми перепускными отверстиями перед клапанным узлом. При этом цилиндрический удлинитель золотника на конце имеет стаканообразную гайку, а пружина расположена между кольцевой перегородкой корпуса и стаканообразной гайкой, причем с обратной стороны поверхность кольцевой перегородки имеет круговую кромку треугольного сечения, которая взаимодействует с уплотнительной прокладкой клапанного узла, дальнейший ход которого и сжатие пружины при крайнем открытом положении золотника ограничивается торцом стаканообразной гайки. Золотник, пружина и стаканообразная гайка клапана выполнены из нержавеющего материала, а уплотнительная прокладка изготовлена из полиуретана.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к подземному скважинному оборудованию и может быть использована при механизированном способе добычи нефти для перепуска газа из межтрубного пространства скважины в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ).

Известно устройство для сброса газа из затрубного пространства, состоящее из погружного двигателя, центробежного насоса и эжекторного устройства, включающего в себя сопло, камеру смешения и диффузор. На уровне камеры смешения выполнен канал для перепуска газа из затрубного пространства, оборудованный обратным клапаном. При работе насоса добываемая жидкость направляется через сопло, создавая в области камеры смешения разрежение, вызывающее открытие клапана и перепуск газа из затрубного пространства в область камеры смешения. Газ, смешиваясь с добываемой жидкостью, поступает в диффузор и далее поднимается на устье скважины (патент РФ 2079636, кл. E21B 43/00, опблик. 20.05.1997 г.).

Данное устройство применимо только в паре с центробежным насосом и работоспособно только при работе насоса с устойчивым режимом работы эжектерного насоса, который дополнительно усложняет внутрискважинное оборудование.

Наиболее близким к полезной модели по сущности является устройство для перепуска газа из межтрубного пространства в колонну насосно-компрессорных труб, включающее соединенную с обоих концов с НКТ муфту с боковым отверстием, куда соединен корпус. Корпус снабжен соединяющимся между собой продольным каналом и боковым отверстием, совмещенным с боковым отверстием муфты. В продольном канале корпуса расположен штуцер и обратный клапан с фильтром. Обратный клапан обеспечивает стравливание газа при повышении давления в межтрубном пространстве над давлением в колонне НКТ на 0,1-0,2 МПа. При этом устройство обеспечивает снижение расхода при циркуляции жидкости не более чем на 10% (патент РФ 2303124, C1 кл. E21B 43/12, опубл. 20.07.2006 г. - прототип).

Известное устройство имеет большой поперечный размер и не позволяет его применение в скважинах с уменьшенным диаметром эксплуатационной колонны и большим диаметром колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), а также в скважинах с двухлифтовой конструкцией одновременно раздельной эксплуатации (ОРЭ).

В предложенном устройстве решается задача повышения надежности и расширения возможности использования клапана для стравливания газа при минимальном размере кольцевого пространства между эксплуатационной колонны и НКТ, а также при различной их компоновке по диаметру.

Задача решается тем, что в клапане лифтовом для стравливания газа, включающем соединенную с обоих концов с насосно-компрессорными трубами муфту с боковым отверстием, куда встроен корпус клапана с перепускным каналом, согласно полезной модели, корпус выполнен снаружи в виде ступенчатого цилиндра с внутренней кольцевой перегородкой и вырезанными перепускными окнами на его коническом торце, и содержит подпружиненный золотник, состоящий из клапанного узла с уплотнительной прокладкой и цилиндрического удлинителя с глухим центральным каналом и боковыми перепускными отверстиями для прохода газа. При этом цилиндрический удлинитель золотника на конце имеет стаканообразную гайку, а пружина расположена между кольцевой перегородкой корпуса и стаканообразной гайкой, причем с обратной стороны поверхность кольцевой перегородки имеет круговую кромку треугольного сечения, которая взаимодействует с уплотнительной прокладкой клапанного узла, дальнейший ход которого и сжатие пружины при крайнем открытом положении золотника ограничивается кольцевым торцом стаканообразной гайки. Золотник, пружина и стаканообразная гайка клапана выполнены из нержавеющего материала, а уплотнительная прокладка изготовлена из полиуретана.

На фиг. 1. представлен предлагаемый клапан лифтовый для перепуска газа в продольном разрезе.

Предлагаемый клапан устанавливается в приустьевой части колонны НКТ, т.е. между первой и второй или второй и третьей трубами от устья.

Внутрискважинный клапан состоит из муфты 1 с боковым ступенчатым отверстием 2, соединяющей насосно-компрессорные трубы 3 и 4. В боковое отверстие 2 встроен ступенчатый снаружи цилиндрический корпус 5 клапана с внутренней кольцевой перегородкой 6 и вырезанными перепускными окнами 7, выполненными на его коническом конце. В корпусе 5 размещен золотник, состоящий из клапанного узла 8 с уплотнительной прокладкой 9 и цилиндрического удлинителя 10, на конце которого завернута стаканообразная гайка И. Цилиндрический удлинитель 10 имеет центральный глухой канал 12 и боковые отверстия 13 для поступления газа в клапан 8. Пружина 14 золотника размещена между кольцевой перегородкой 6 и стаканообразной гайкой 11. Обратная сторона поверхности кольцевой перегородки 6 имеет круговую кромку треугольного сечения 15.

Клапан лифтовый работает следующим образом.

При работе нефтедобывающей скважины, в межтрубном пространстве, т.е. в пространстве приустьевой части скважины между обсадной колонной и колонной НКТ накапливается газ. При превышении давления газа в межтрубном пространстве над давлением в колонне насосно-компрессорных труб 3 и 4 на 0,1-0,2 МПа, (клапан настраивается предварительно в стендовых условиях), клапанный узел 8 с уплотнительной прокладкой 9, прижимая пружину 13, отходит от круговой кромки 15 кольцевой перегородки 6. Ход клапанного узла 8 и пружины 13 ограничивается при упоре верхнего торца стаканообразной гайки 11 на кольцевую перегородку 6. При этом газ из центрального канала 12 и боковых отверстий 13 цилиндрического удлинителя 10, за счет образовавшего зазора между клапанным узлом 8 и круговой кромкой 15 кольцевой перегородки 6, поступает в конические перепускные окна 7 корпуса 5, и попадает во внутреннюю полость муфты 1 и колонну НКТ. Поступивший газ далее восходящим потоком жидкости направляется в выкидную линию скважины. При снижении перепада давления газа в затрубном пространстве скважины над давлением в колонне НКТ на величину менее 0,1 МПа, за счет усилия пружины 14 клапанный узел 8 возвращается к исходному положению, т.е. клапанный узел 8 с уплотнительной прокладкой 9 садится на кромку 15 кольцевой перегородки 6. Это приводит к как прекращению перепуска газа через клапан в колонну НКТ, так и утечку жидкости из НКТ.

Использование предлагаемого клапана для стравливания газа обеспечивает эффективную работу скважины с эксплуатационной колонной малого диаметра при механизированном способе добычи, и расширяет возможность применения его в скважинах с двухлифтовой конструкцией ОРЭ при наличии минимального размера пространства в эксплуатационной колонне.

1. Клапан лифтовый для стравливания газа, включающий соединенную с обоих концов с насосно-компрессорными трубами муфту с боковым отверстием, куда встроен корпус клапана с перепускным каналом, отличающийся тем, что корпус выполнен снаружи в виде ступенчатого цилиндра с внутренней кольцевой перегородкой и вырезанными перепускными окнами на его коническом торце, и содержит подпружиненный золотник, состоящий из клапанного узла с уплотнительной прокладкой и цилиндрического удлинителя с глухим центральным каналом и боковыми перепускными отверстиями для прохода газа, при этом цилиндрический удлинитель золотника на конце имеет стаканообразную гайку, а пружина расположена между кольцевой перегородкой корпуса и стаканообразной гайкой, причем с обратной стороны поверхность кольцевой перегородки имеет круговую кромку треугольного сечения, которая взаимодействует с уплотнительной прокладкой клапанного узла, дальнейший ход которого и сжатие пружины при крайнем открытом положении золотника ограничены кольцевым торцом стаканообразной гайки.

2. Клапан лифтовый по п.1, отличающийся тем, что золотник, пружина и стаканообразная гайка клапана выполнены из нержавеющего материала, а уплотнительная прокладка изготовлена из полиуретана.