RU176624U1

RU176624U1 - CIRCULATION VALVE

Info

Publication number: RU176624U1
Application number: RU2017133552U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Леонтьев; Евгений Валентинович Паникаровский; Иван Иванович Клещенко; Юрий Владимирович Ваганов; Анастасия Федоровна Семененко; Наталья Алексеевна Леонтьева; Мэглем Январовна Калимуллина
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2018-01-24

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для обеспечения гидравлической связи трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных технологических операций, а точнее для осуществления процесса глушения. Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы циркуляционного клапана, который позволит осуществить процесс сообщения трубного и затрубного пространств без осложнений. Целью настоящей полезной модели является разработка надежного циркуляционного клапана, позволяющего обеспечить гидравлическую связь трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных технологических операций, а точнее для осуществления процесса глушения. При этом открытие циркуляционного клапана должно производиться за счет сброса шара, диаметр которого равен седлу втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек, и создания избыточного гидравлического давления жидкости глушения внутри спускаемых труб. Поставленная цель достигается тем, что циркуляционный клапан спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к циркуляционному клапану с помощью резьбовых соединений. В случае необходимости получения сообщения между трубным и затрубным пространствами и глушения скважины методом прямой циркуляции, во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар под диаметр седла втулки. Шар попадает в седло втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек. При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар перекрывает внутреннюю полость втулки, тем самым создавая усилие на заглушки. Заглушки, выполненные из мягкого металла (свинца или алюминия) под давлением ломаются. Отличительной особенностью заявляемого циркуляционного клапана является то, что шар вместе с втулкой падает вниз до буртика, не позволяющего шару и втулке упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами, и жидкость глушения закачивается в открытые каналы.The proposed utility model relates to the oil and gas industry and is intended to provide hydraulic communication between the pipe and annular spaces in the well during various technological operations, and more specifically for the killing process. The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of the circulation valve, which will allow the process of communication pipe and annulus without complications. The purpose of this utility model is to develop a reliable circulation valve that allows for hydraulic connection of pipe and annular spaces in the well during various technological operations, and more specifically for the killing process. In this case, the opening of the circulation valve should be made by dumping the ball, the diameter of which is equal to the saddle of the sleeve located inside the body of the circulation valve and held with plugs, and creating excessive hydraulic pressure of the kill fluid inside the drain pipes. This goal is achieved by the fact that the circulation valve is lowered assembled into the well on the tubing string, screwed to the circulation valve using threaded connections. If it is necessary to receive a message between the pipe and annular spaces and to kill the well by direct circulation, a ball is thrown into the inner cavity of the tubing under the diameter of the sleeve saddle. The ball enters the seat of the sleeve located inside the circulation valve housing and held in place with plugs. When pumping the process fluid and creating hydraulic pressure in the tubing string, the ball overlaps the inner cavity of the sleeve, thereby creating a force on the plugs. Plugs made of soft metal (lead or aluminum) break under pressure. A distinctive feature of the inventive circulation valve is that the ball together with the sleeve falls down to the shoulder, not allowing the ball and sleeve to fall below the circulation valve. Thus, communication between the tube and annular spaces is ensured, and the kill fluid is pumped into the open channels.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначена для обеспечения гидравлической связи трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных технологических операций, а точнее для осуществления процесса глушения.The proposed utility model relates to the oil and gas industry and is intended to provide hydraulic communication between the pipe and annular spaces in the well during various technological operations, and more specifically for the killing process.

Известен циркуляционный клапан [«Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин». Ю.В. Зайцев, Р.А. Максутов, О.В. Чубанов и др. - М.; «Недра», 1984 г.], состоящий из корпуса, в осевом канале которого перемещается золотник, на наружной поверхности которого выполнены фигурные пазы, в которые входят фиксатор. В осевом канале золотника выполнено посадочное место под седло шарового клапана. Золотник подпружинен относительно корпуса. При подаче избыточного давления, золотник с седлом шарового клапана перемещается вниз, с открытием гидравлической связи осевого канала с межтрубным пространством.Known circulation valve ["Reference manual on the gas-lift method of operating wells." Yu.V. Zaitsev, R.A. Maksutov, O.V. Chubanov and others. - M .; "Nedra", 1984], consisting of a casing in the axial channel of which a slide valve moves, on the outer surface of which there are made figured grooves, which include a latch. In the axial channel of the spool, a seat is made under the seat of the ball valve. The spool is spring-loaded relative to the housing. When applying excessive pressure, the spool with the ball valve seat moves down, with the opening of the hydraulic connection of the axial channel with the annular space.

Для закрытия клапана необходимо сбросить новое седло с шариком и повторить операцию, путем подачи избыточного давления.To close the valve, it is necessary to reset the new seat with the ball and repeat the operation by applying excess pressure.

Основным недостатком такого циркуляционного клапана является то, что при открытии, закрытии циркуляционного клапана с перемещением золотника внутри корпуса, уплотнительные кольца проходят мимо перепускных окон, что негативно влияет на их целостность и долговечность.The main disadvantage of such a circulation valve is that when opening and closing the circulation valve with the slide valve inside the housing, the o-rings pass bypass windows, which negatively affects their integrity and durability.

Известен клапан для испытания пластов [Авт. св. №1602978], состоящий из корпуса с осевым, радиальным и радиально-осевым каналами, размещенного в нем подпружиненного ступенчатого пологого поршня с радиально-осевым каналом. Поршень снабжен срезной (нижней) пробкой, которая выполнена с осевым каналом и одним заглушенным концом. Пробка установлена в радиальном канале ступени большого диаметра поршня с возможностью сообщения кольцевой камеры с осевой полостью поршня. Другая подвижная пробка (верхняя), расположенная в радиальном канале корпуса, имеет возможность сообщения с затрубным пространством при условии нахождения поршня в верхнем крайнем положении и перемещения пробки в осевой канал.Known valve for testing formations [Auth. St. No. 1602978], consisting of a housing with axial, radial and radial-axial channels, a spring-loaded stepwise shallow piston with a radial-axial channel placed therein. The piston is equipped with a shear (lower) plug, which is made with an axial channel and one muffled end. The plug is installed in the radial channel of the step of a large diameter piston with the possibility of communication of the annular chamber with the axial cavity of the piston. Another movable plug (upper), located in the radial channel of the housing, has the ability to communicate with the annulus provided that the piston is in the upper extreme position and the plug is moved into the axial channel.

Недостатком клапана является то, что он срабатывает за счет перемещения поршня в осевом канале и пробки в радиальном. Клапан рассчитан на кратковременную работу при опробывании пластов, на несколько часов. Как показывает практика работ, каналы осевые, радиальные, места переходов загрязняются механическими примесями, продуктами коррозии и сорбции, что приводит к невозможности срабатывания перемещающихся деталей и уплотнений.The disadvantage of the valve is that it is triggered by the movement of the piston in the axial channel and the plug in the radial. The valve is designed for short-term operation during testing of formations, for several hours. As practice shows, axial and radial channels, transition points are contaminated with mechanical impurities, corrosion and sorption products, which makes it impossible to operate moving parts and seals.

Известен циркуляционный клапан, взятый за прототип [Патент на полезную модель №2187623], состоящий из муфты с отверстиями, предохранительного кольца, заглушек с внутренним тупиковым каналом. Канал открыт со стороны затрубного пространства. Заглушки установлены в отверстиях муфты с возможностью слома под действием ударника-штанги. Отверстия в муфте выполнены с резьбой. Заглушки выполнены чугунными и ввернуты в отверстия муфты. В предохранительном кольце выполнены отверстия. Вершины заглушек расположены в упомянутых отверстиях предохранительного кольца с возможностью слома под действием ударника-штанги на предохранительное кольцо. Предохранительное кольцо изготовлено из чугуна. Обеспечивается высокая степень надежности и безопасности работ.A known circulation valve, taken as a prototype [Utility Model Patent No. 2187623], consisting of a sleeve with holes, a safety ring, plugs with an internal dead end channel. The channel is open from the annulus. The plugs are installed in the holes of the coupling with the possibility of breaking under the action of the shock rod. The holes in the coupling are threaded. The plugs are made of cast iron and screwed into the holes of the coupling. Holes are made in the safety ring. The tops of the plugs are located in the aforementioned holes of the safety ring with the possibility of breaking under the action of the hammer rod on the safety ring. The safety ring is made of cast iron. A high degree of reliability and safety of work is provided.

Недостатком является то, что для открытия циркуляционного клапана необходимо применять канатно-кабельнную технику (на проволоке спускать ударник - стальную штангу длиной 50 см), прикладывать ударные нагрузки, что увеличивает время и снижает безопасность работ.The disadvantage is that to open the circulation valve it is necessary to use cable-cable technology (lower the drummer on the wire - a steel rod 50 cm long), apply shock loads, which increases the time and reduces the safety of work.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы циркуляционного клапана, который позволит осуществить процесс сообщения трубного и затрубного пространств без осложнений.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of the circulation valve, which will allow the process of communication pipe and annulus without complications.

Целью настоящей полезной модели является разработка надежного циркуляционного клапана, позволяющего обеспечить гидравлическую связь трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных технологических операций, а точнее для осуществления процесса глушения. При этом открытие циркуляционного клапана должно производиться за счет сброса шара, диаметр которого равен седлу втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек, и создания избыточного гидравлического давления жидкости глушения внутри спускаемых труб. Поставленная цель достигается тем, что циркуляционный клапан спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к циркуляционному клапану с помощью резьбовых соединений. В случае необходимости получения сообщения между трубным и затрубным пространствами и глушения скважины методом прямой циркуляции, во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар под диаметр седла втулки. Шар попадает в седло втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек. При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар перекрывает внутреннюю полость втулки, тем самым создавая усилие на заглушки. Заглушки, выполненные из мягкого металла (свинца или алюминия) под давлением ломаются. Отличительной особенностью заявляемого циркуляционного клапана является то, что шар вместе с втулкой падает вниз до буртика, не позволяющего шару и втулке упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами, и жидкость глушения закачивается в открытые каналы.The purpose of this utility model is to develop a reliable circulation valve that allows for hydraulic connection of pipe and annular spaces in the well during various technological operations, and more specifically for the killing process. In this case, the opening of the circulation valve should be made by dumping the ball, the diameter of which is equal to the saddle of the sleeve located inside the body of the circulation valve and held with plugs, and creating excessive hydraulic pressure of the kill fluid inside the drain pipes. This goal is achieved by the fact that the circulation valve is lowered assembled into the well on the tubing string, screwed to the circulation valve using threaded connections. If it is necessary to receive a message between the pipe and annular spaces and to kill the well by direct circulation, a ball is thrown into the inner cavity of the tubing under the diameter of the sleeve saddle. The ball enters the seat of the sleeve located inside the circulation valve housing and held in place with plugs. When pumping the process fluid and creating hydraulic pressure in the tubing string, the ball overlaps the inner cavity of the sleeve, thereby creating a force on the plugs. Plugs made of soft metal (lead or aluminum) break under pressure. A distinctive feature of the inventive circulation valve is that the ball together with the sleeve falls down to the shoulder, not allowing the ball and sleeve to fall below the circulation valve. Thus, communication between the tube and annular spaces is ensured, and the kill fluid is pumped into the open channels.

Сущность предлагаемой полезной модели представлена на чертежах (фиг. 1, 2 и 3). На фиг. 1 представлен чертеж циркуляционного клапана в транспортном положении, на фиг. 2 - в процессе открывания каналов для глушения, на фиг. 3 - в открытом положении.The essence of the proposed utility model is presented in the drawings (Fig. 1, 2 and 3). In FIG. 1 is a drawing of a circulation valve in a transport position, FIG. 2 - in the process of opening channels for jamming, in FIG. 3 - in the open position.

Циркуляционный клапан состоит из корпуса 1, в котором имеются каналы в виде отверстий 2 для нагнетания жидкости глушения и сообщения трубного и затрубного пространств в скважине. В каналы 2 вставлены заглушки из мягкого металла (к примеру, свинец или алюминий) и с помощью резьбовых соединений 4 привернуты к втулке 5, находящейся внутри корпуса 1 циркуляционного клапана, тем самым удерживая ее. Между втулкой 5 и корпусом 1 циркуляционного клапана расположена резиновая прокладка 6 толщиной 2-3 мм. Втулка 5 имеет седло 7 под диаметр сбрасываемого шара 8. Внутри корпуса 1 циркуляционного клапана приварен буртик 9. Соединение циркуляционного клапана с трубами НКТ осуществляется с помощью резьбовых соединений 10 и 11.The circulation valve consists of a housing 1, in which there are channels in the form of openings 2 for pumping a kill fluid and communicating pipe and annular spaces in the well. Soft metal plugs (for example, lead or aluminum) are inserted into the channels 2 and, using threaded connections 4, are screwed to the sleeve 5 located inside the circulation valve body 1, thereby holding it. Between the sleeve 5 and the housing 1 of the circulation valve is a rubber gasket 6 with a thickness of 2-3 mm The sleeve 5 has a seat 7 for the diameter of the ball being discharged 8. A flange 9 is welded inside the body 1 of the circulation valve. The circulation valve is connected to the tubing pipes using threaded connections 10 and 11.

Циркуляционный клапан работает следующим образом.The circulation valve operates as follows.

Циркуляционный клапан спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к циркуляционному клапану с помощью резьбовых соединений 10 и 11. Клапан является полнопроходным, что позволяет беспрепятственно осуществлять добычу нефти (транспортирование ее от забоя до устья) (фиг. 1). В случае необходимости получения сообщения между трубным и затрубным пространствами и глушения скважины методом прямой циркуляции, во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар 8 под диаметр седла 7 втулки 5. Шар попадает в седло 7 втулки 5, находящейся внутри корпуса 1 циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи заглушек 3 (фиг. 2).The circulation valve is lowered assembled into the well on the tubing string, screwed to the circulation valve using threaded connections 10 and 11. The valve is full bore, which allows unobstructed oil production (transporting it from the bottom to the mouth) (Fig. 1). If it is necessary to receive a message between the pipe and annular spaces and to kill the well by direct circulation, a ball 8 is thrown into the tubing inner cavity under the diameter of the saddle 7 of the sleeve 5. The ball enters the saddle 7 of the sleeve 5 located inside the circulation valve body 1 and held in place by plugs 3 (Fig. 2).

При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар 8 перекрывает внутреннюю полость втулки 5, тем самым создавая усилие на заглушки 3. Заглушки 3, выполненные из мягкого металла (свинца или алюминия) под давлением ломаются (фиг. 3). Шар 8 вместе со втулкой 5 падает вниз до буртика 9, не позволяющего шару 8 и втулке упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами, и жидкость глушения закачивается в открытые каналы 2.When pumping the process fluid and creating hydraulic pressure in the tubing string, the ball 8 overlaps the internal cavity of the sleeve 5, thereby creating a force on the plugs 3. Plugs 3 made of soft metal (lead or aluminum) break under pressure (Fig. 3). The ball 8 together with the sleeve 5 falls down to the shoulder 9, not allowing the ball 8 and the sleeve to fall below the circulation valve. Thus, communication between the tube and annular spaces is ensured, and the kill fluid is pumped into the open channels 2.

Описание:Description:

1 - корпус;1 - housing;

2 - каналы в виде отверстий2 - channels in the form of holes

3 - заглушки3 - plugs

4 - резьбовые соединения4 - threaded connections

5 - втулка5 - sleeve

6 - резиновая прокладка6 - rubber gasket

7 - седло7 - saddle

8 - шар8 - ball

9 - буртик9 - shoulder

10, 11 - резьбовые соединения10, 11 - threaded connections

Claims

A circulation valve comprising a housing in which there are channels in the form of openings for pumping out the killing fluid and communicating pipe and annular spaces in the well, soft metal plugs that are inserted into the channels and screwed to the sleeve inside the circulation valve housing and having a seat for the diameter of the ball being discharged, a rubber gasket 2-3 mm thick, located between the sleeve and the body of the circulation valve, characterized in that inside the body of the circulation valve Pan welded bead is not allowing the ball to fall below the sleeve and the circulation valve when it is opened.