RU189893U1

RU189893U1 - VALVE CIRCULATING REUSABLE APPLICATIONS

Info

Publication number: RU189893U1
Application number: RU2019104217U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Леонтьев; Иван Иванович Клещенко
Priority date: 2019-02-14
Filing date: 2019-02-14
Publication date: 2019-06-07

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.Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы циркуляционного клапана, который позволит осуществить процесс сообщения трубного и затрубного пространств.Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка надежного циркуляционного клапана, позволяющего обеспечить гидравлическую связь трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных операций, а точнее для закачивания технологической жидкости через трубное пространство. При этом открытие циркуляционного клапана должно производиться за счет сброса растворяемого шара, диаметр которого равен седлу втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся за счет пружины, создания избыточного гидравлического давления жидкости глушения внутри спускаемых труб.Технический результат достигается тем, что циркуляционный клапан многоразового применения 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 закачивания технологической жидкости во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар под диаметр седла втулки. Шар попадает в седло втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи пружины. Пружина, в свою очередь, прикреплена к верхнему буртику и втулке, перекрывающей каналы циркуляционного клапана. При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ шар перекрывает внутреннюю полость втулки, тем самым создавая усилие на пружину.Отличительной особенностью заявляемого клапана циркуляционного многоразового применения является то, что пружина растягивается и перемещается вниз, тем самым втулка открывает каналы циркуляционного клапана. Также в корпусе клапана предусмотрен нижний буртик, который не позволяет растягивающейся пружине, а также втулке сорваться и упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами и технологическая жидкость закачивается в открытые каналы.The proposed utility model relates to the oil and gas industry and is designed to provide hydraulic communication of the pipe and annulus in the well during various technological operations. The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of the circulation valve, which will allow the pipe and annular message to be communicated. models is the development of a reliable circulation valve that allows to provide hydraulic connection of the tube and annulus spaces in the well during various operations, and more specifically for pumping process fluid through the tube space. At the same time, the opening of the circulation valve should be done by dumping the dissolving ball, the diameter of which is equal to the seat of the sleeve inside the circulation valve housing and retained by the spring, creating an excessive hydraulic pressure of the kill fluid inside the lowered pipes. goes down 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 tubular and annular spaces and inject the process fluid into the internal cavity of the tubing, the ball is dropped to the diameter of the bushing saddle. The ball enters the seat of the sleeve, located inside the body of the circulation valve and held by the spring. The spring, in turn, is attached to the upper collar and sleeve, which overlaps the channels of the circulation valve. When pumping process fluid and creating a hydraulic pressure in the tubing string, the ball covers the inner cavity of the sleeve, thereby creating a force on the spring. A distinctive feature of the reusable multi-use valve is that the spring stretches and moves downward, thereby the sleeve opens the circulation valve. Also in the valve body there is a lower flange that does not allow the expanding spring, as well as the sleeve, to fall off and fall below the circulation valve. Thus, communication between the pipe and annular spaces is ensured and the process 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.The proposed utility model relates to the oil and gas industry and is designed to provide hydraulic connection of the pipe and annulus in the well during various technological operations.

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. Для закрытия клапана необходимо сбросить новое седло с шариком и повторить операцию, путем подачи избыточного давления.Known circulation valve ["Reference manual for gas-lift method of well operation." Yu.V. Zaitsev, R.A. Maksutov, O.V. Chubanov and others - M .; "Nedra", 1984], consisting of a body, in the axial channel of which the valve moves, on the outer surface of which there are figured grooves, which include a retainer. In the axial channel of the spool there is a seat for the ball valve seat. The spool is spring-loaded relative to the body. When overpressure is applied, the valve with the ball valve seat moves downward, with the opening of the hydraulic connection of the axial channel with the annular space. To close the valve, it is necessary to reset the new seat with the ball and repeat the operation by applying overpressure.

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 inside the housing, the sealing rings pass by the bypass windows, which negatively affects their integrity and durability.

Известен циркуляционный клапан [Патент на изобретение №2187623 РФ, опубл. 20.08.2002 Бюл. №23, МПК Е21В 34/06 (2000.01)], 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.Known circulation valve [Patent for invention No. 2187623 of the Russian Federation, publ. 08.08.2002 Byul. No. 23, IPC E21B 34/06 (2000.01)], consisting of a coupling with holes, a safety ring, caps with an internal dead-end channel. The channel is open from the side of the annulus. Plugs are installed in the holes of the coupling with the possibility of breaking under the action of the impactor bar. The holes in the coupling are threaded. The plugs are made of cast iron and screwed into the holes of the coupling. Holes in the safety ring. The tops of the plugs are located in the said holes of the safety ring with the possibility of breaking under the action of the striker-rod on the safety ring. Safety ring made of cast iron. High degree of reliability and safety of work is provided.

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

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является циркуляционный клапан [Патент на полезную модель №176624 РФ, 24.01.2018 Бюл. №3, МПК Е21В 34/14, Е21В 21/10 (2006.01)], включающий корпус, в котором имеются каналы в виде отверстий для нагнетания жидкости глушения и сообщения трубного и затрубного пространств в скважине, заглушки из мягкого металла, которые вставлены в каналы и с помощью резьбовых соединений привернуты к втулке, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и имеющей седло под диаметр сбрасываемого шара, резиновую прокладку толщиной 2-3 мм, расположенную между втулкой и корпусом циркуляционного клапана, отличающийся тем, что внутри корпуса циркуляционного клапана приварен буртик, не позволяющий шару и втулке упасть ниже циркуляционного клапана при его открытии.The closest technical solution adopted for the prototype is a circulation valve [Patent for utility model No. 176624 of the Russian Federation, 01.24.2018 Bull. No. 3, IPC E21B 34/14, E21B 21/10 (2006.01)], which includes a housing in which there are channels in the form of holes for injecting a killing fluid and communicating tubular and annular spaces in the well, soft metal plugs that are inserted into the channels and with the help of threaded connections screwed to a sleeve inside the circulating valve body and having a seat to the diameter of the ball to be discharged, a rubber gasket 2-3 mm thick, located between the sleeve and the circulation valve body, characterized in that on the valve flange is welded, not allowing the ball fall below the sleeve and the circulation valve when opening it.

Недостатком является то, что циркуляционный клапан не является многоразовым, и после открытия циркуляционного клапана, необходимо производить его извлечение и замену.The disadvantage is that the circulation valve is not reusable, and after opening the circulation valve, it must be removed and replaced.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы циркуляционного клапана, который позволит осуществить процесс сообщения трубного и затрубного пространств.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 annular spaces.

Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка надежного циркуляционного клапана, позволяющего обеспечить гидравлическую связь трубного и затрубного пространств в скважине при проведении различных операций, а точнее для закачивания технологической жидкости через трубное пространство. При этом открытие циркуляционного клапана должно производиться за счет сброса растворяемого шара, диаметр которого равен седлу втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся за счет пружины, создания избыточного гидравлического давления жидкости глушения внутри спускаемых труб. Многоразовое применение заявляемого циркуляционного клапана достигается тем, что открытие и закрытие клапана достигается за счет сжатия и разжатия пружины, которая при наличии гидравлического давления над шаром, сбрасываемого до седла подвижной втулки, способна двигаться вниз, что способствует открытию каналов и обеспечению гидравлической связи трубного и затрубного пространств. При сбросе же давления над шаром, пружина начинает двигаться вверх и подвижная втулка перекрывает каналы.The technical result of this utility model is the development of a reliable circulation valve, which allows the hydraulic connection of the pipe and annulus in the well during various operations, and more specifically for pumping process fluid through the pipe space. In this case, the opening of the circulation valve should be made by dropping the ball to be dissolved, the diameter of which is equal to the seat of the sleeve inside the body of the circulation valve and held by the spring, creating an excessive hydraulic pressure of the suppressing fluid inside the lowered pipes. Reusable application of the inventive circulating valve is achieved by the fact that the opening and closing of the valve is achieved by compressing and expanding the spring, which, if there is a hydraulic pressure over the ball discharged to the seat of the movable sleeve, can move downward, which contributes to opening the channels and ensuring the hydraulic connection spaces When the same pressure is released over the ball, the spring begins to move upwards and the movable sleeve closes the channels.

Технический результат достигается тем, что циркуляционный клапан многоразового применения 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 закачивания технологической жидкости, во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар под диаметр седла втулки. Шар попадает в седло втулки, находящейся внутри корпуса циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи пружины. Пружина, в свою очередь, прикреплена к верхнему буртику и втулке, перекрывающей каналы циркуляционного клапана. При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар перекрывает внутреннюю полость втулки, тем самым создавая усилие на пружину.The technical result is achieved by the fact that the reusable circulating valve is lowered in assembled form into the well on the tubing string, screwed to the circulating valve by means of threaded connections. If it is necessary to receive a message between the tubular and annular spaces and inject the process fluid, the ball is thrown into the inner diameter of the tubing to the inside diameter of the tubing. The ball enters the seat of the sleeve, located inside the body of the circulation valve and held by the spring. The spring, in turn, is attached to the upper collar and sleeve, which overlaps the channels of the circulation valve. When pumping the process fluid and creating a hydraulic pressure in the tubing string, the ball covers the inner cavity of the sleeve, thereby creating a force on the spring.

Отличительной особенностью заявляемого клапана циркуляционного многоразового применения является то, что пружина растягивается и перемещается вниз, тем самым втулка открывает каналы циркуляционного клапана. Также в корпусе клапана предусмотрен нижний буртик, который не позволяет растягивающейся пружине, а также втулке сорваться и упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами и технологическая жидкость закачивается в открытые каналы.A distinctive feature of the inventive circulatory valve of reusable use is that the spring stretches and moves downwards, thereby the sleeve opens the channels of the circulation valve. Also in the valve body there is a lower flange that does not allow the expanding spring, as well as the sleeve, to fall off and fall below the circulation valve. Thus, communication between the pipe and annular spaces is ensured and the process fluid is pumped into the open channels.

Сущность предлагаемой полезной модели представлена чертежами. На фиг. 1 представлен чертеж циркуляционного клапана в транспортном положении; на фиг. 2 - в процессе сброса растворяемого шара; на фиг. 3 - в процессе закачивания технологической жидкости и открытия каналов; на фиг. 4 - после проведения технологической операции; на фиг. 5 - после растворения шара.The essence of the proposed utility model is represented by drawings. FIG. 1 is a drawing of a circulation valve in a transport position; in fig. 2 - in the process of dropping the dissolved ball; in fig. 3 - in the process of pumping process fluid and opening channels; in fig. 4 - after the technological operation; in fig. 5 - after dissolving the ball.

Циркуляционный клапан многоразового применения состоит из корпуса 1, в котором имеются каналы в виде отверстий 2 для нагнетания технологической жидкости и сообщения трубного и затрубного пространств в скважине. Каналы 2 перекрыты втулкой 3, удерживаемой при помощи пружины 4, которая, в свою очередь, прикреплена в верхнему буртику 5. Между втулкой 3 и корпусом 1 циркуляционного клапана расположена резиновая прокладка (не показано) толщиной 1-2 мм. Втулка 3 имеет седло 6 под диаметр сбрасываемого шара 7. Внутри корпуса 1 циркуляционного клапана приварен нижний буртик 8. Соединение циркуляционного клапана с трубами НКТ осуществляется с помощью резьбовых соединений 9 и 10.The reusable circulation valve consists of a housing 1 in which there are channels in the form of openings 2 for injecting the process fluid and for communicating pipe and annulus spaces in the well. The channels 2 are blocked by a sleeve 3, held by a spring 4, which, in turn, is attached to the upper flange 5. A rubber gasket (not shown) 1-2 mm thick is located between the sleeve 3 and the housing 1 of the circulation valve. Sleeve 3 has a saddle 6 under the diameter of the drop ball 7. Inside the housing 1 of the circulation valve, the lower flange 8 is welded. The circulation valve is connected to the tubing tubing by means of threaded connections 9 and 10.

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

Циркуляционный клапан многоразового применения спускается в собранном виде в скважину на колонне НКТ, прикрученных к циркуляционному клапану с помощью резьбовых соединений 9 и 10. Клапан является полнопроходным (фиг. 1). В случае необходимости получения сообщения между трубным и затрубным пространствами и закачивания технологической жидкости во внутреннюю полость НКТ сбрасывают шар 7 под диаметр седла 6 втулки 3. Шар 7 попадает в седло 6 втулки 3, находящейся внутри корпуса 1 циркуляционного клапана и удерживающейся при помощи пружины 4 (фиг. 2).The reusable circulation valve is lowered assembled into the well on the tubing string screwed to the circulation valve using threaded joints 9 and 10. The valve is full bore (Fig. 1). If it is necessary to receive a message between the pipe and annular spaces and inject the process fluid into the internal cavity of the tubing, the ball 7 is dropped to the diameter of the seat 6 of the sleeve 3. The ball 7 falls into the seat 6 of the sleeve 3 inside the circulating valve body 1 and held by the spring 4 ( Fig. 2).

При закачивании технологической жидкости и создания гидравлического давления в колонне НКТ, шар 7 перекрывает внутреннюю полость втулки 3, тем самым создавая усилие на пружину 4. Пружина 4 растягивается и перемещается вниз. Шар 7 вместе со втулкой 3 также перемещается вниз до нижнего буртика 8, не позволяющего шару 7 и втулке 3 упасть ниже циркуляционного клапана. Таким образом, обеспечивается сообщение между трубным и затрубным пространствами и технологическая жидкость закачивается в открытые каналы 2 (фиг. 3).When pumping process fluid and creating a hydraulic pressure in the tubing string, the ball 7 covers the internal cavity of the sleeve 3, thereby creating a force on the spring 4. The spring 4 stretches and moves down. The ball 7 together with the sleeve 3 also moves down to the lower collar 8, which prevents the ball 7 and the sleeve 3 from falling below the circulation valve. In this way, communication between the pipe and annular spaces is ensured and the process fluid is pumped into the open channels 2 (Fig. 3).

После проведения технологической операции по закачиванию жидкости пружина 4 перемещается вверх и втулка 3 встает в исходное положение, перекрывая каналы 2 (фиг. 4).After the process of pumping fluid spring 4 moves up and the sleeve 3 is in its original position, blocking the channels 2 (Fig. 4).

Шар 7, являясь растворяемым, в течение определенного времени, уменьшается в размерах и падает ниже циркуляционного клапана (фиг. 5).The ball 7, being soluble, within a certain time, decreases in size and falls below the circulation valve (Fig. 5).

Описание:Description:

1 - корпус;1 - case;

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

3 - втулка3 - sleeve

4 - пружина4 - spring

5 - верхний буртик5 - upper shoulder

6 - седло6 - saddle

7 - шар7 - ball

8 - нижний буртик8 - bottom shoulder

9, 10 - резьбовые соединения9, 10 - threaded connections

Claims

A circulation valve that includes a housing in which there are channels in the form of openings for injecting process fluid and communication of pipe and annular spaces in the well, characterized in that the channels are blocked by a sleeve retained by means of a spring, which, in turn, is attached to the upper shoulder, a rubber gasket 1-2 mm thick is located between the bushing and the circulating valve body, the bushing has a saddle to the diameter of the discharged ball, the lower collar is welded inside the circulating valve body, The circulation valve with tubing tubing is made using threaded connections.