оборудование устья водонагнетательной скважины

Формула изобретения

Оборудование устья водонагнетательной скважины, включающее трубы, задвижки и клапан, отличающееся тем, что клапан выполнен уравнительным, тарельчатым, корпус которого расположен на наружной стенке насосно-компрессорных труб и содержит упорное кольцо на штоке и пружину для обеспечения возможности принудительного открытия пружиной клапана при снижении давления в насосно-компрессорных трубах, причем клапан расположен в скважине ниже границы промерзания грунта и выполнен непосредственно сообщающимся с затрубным пространством и насосно-компрессорными трубами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к оборудованию устья водонагнетательных скважин, подверженных замерзанию в зимнее время.

Известно оборудование устья скважины, включающее коленообразный трубопровод, сообщающийся с затрубным пространством скважины и с выкидной линией насосно-компрессорных труб. В коленообразном трубопроводе расположен обратный клапан, который при снижении давления в НКТ (прекращении работы насоса) открывается и жидкость сливается по колену в затрубное пространство скважины [Щуров В.И. Технология и техника добычи нефти. М.: Недра, 1983, с. 431] . Недостатком этой конструкции является то, что после остановки насоса жидкость из выкидной линии поступает обратным ходом в устьевое оборудование скважины.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению, где устранен вышеуказанный недостаток, является оборудование устья нефтяной скважины по авт. св. 1348504, Е 21 В 43/00, БИ 40, 1987 г. Оборудование включает коленообразный трубопровод, сообщающийся с затрубьем скважины и с выкидной линией НКТ. В колене размещен обратный шаровой клапан. На его седле установлен двуплечий рычаг, на одном плече которого размещена пластина для перекрытия выкидной линии при остановке насоса.

Недостатком известного оборудования является то, что при небольших давлениях газа в затрубном пространстве клапан не открывается. Кроме того, не исключена возможность примерзания шарика к седлу клапана, т.к. клапан расположен в зоне воздействия отрицательных температур.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности оборудования устья нагнетательной скважины за счет упрощения конструкции клапана, снижения металлоемкости и размещения его в зоне, не подверженной замерзанию.

Поставленная задача решается тем, что в оборудовании устья водонагнетательной скважины, включающем клапан, согласно изобретению, клапан выполнен тарельчатым, содержит упорное кольцо и пружину с возможностью принудительного открытия клапана при снижении давления в насосно-компрессорных трубах. Кроме того, в оборудовании устья клапан расположен в скважине ниже границы промерзания грунта и выполнен непосредственно сообщающимся с затрубным пространством и насосно-компрессорными трубами.

Признаки изобретения:

1. Оборудование устья включает клапан.

2. Клапан выполнен тарельчатым.

3. Клапан содержит упорное кольцо и пружину с возможностью принудительного открытия клапана при снижении давления в насосно-компрессорных трубах.

4. Клапан расположен в скважине ниже границы промерзания грунта.

5. Клапан выполнен непосредственно сообщающимся с затрубным пространством и насосно-компрессорными трубами.

Признак 1 общий для известного и предлагаемого изобретений.

Признаки 2-5 являются существенными признаками предлагаемого изобретения.

На чертеже изображен разрез уравнительного клапана. Клапан состоит из корпуса 1, расположенного непосредственно на наружной стенке НКТ 2. В корпусе 1 установлен тарельчатый клапан 3, на штоке которого размещено упорное кольцо 4. Тарельчатый клапан 3 установлен с возможностью принудительного открытия пружиной 5. Для непосредственного сообщения клапана с трубным и затрубным пространствами (уравнивания давления) служат отверстия 6.

Оборудование устья работает следующим образом. Для предупреждения замерзания устьевого оборудования водонагнетательных скважин при аварийных или плановых остановках предусмотрено удаление воды из труб и задвижек устья. В отличие от известных конструкций, удаление (слив) воды из устья скважины для предотвращения замерзания в предлагаемом изобретении осуществляют при помощи уравнительного клапана, установленного в скважине непосредственно на наружной поверхности НКТ 2 на уровне 1,5-2 м от поверхности земли, где расположена зона устойчивых положительных температур [А.В. Деточенко, А.Л. Михеев, М.М. Волков. Спутник газовика. М., Недра, 1978, с. 91, табл. 3.11., строка для г. Уфа]. В режиме нагнетания тарельчатый клапан 3 надежно закрыт давлением воды (18-25 МПа). При аварийном прекращении закачки воды давление в НКТ снижается до атмосферного и тарельчатый клапан 3 принудительно (силой пружины 5) открывается, воздух из затрубья через отверстия 6 начинает поступает по НКТ в трубы устья, обеспечивая слив воды. Объем воды в устьевом оборудовании составляет 20-30 л, поэтому удаление (слив) воды происходит быстро, причем слив воды происходит в НКТ. Уравнительный клапан служит для пропуска 20-30 л воздуха из затрубья в полость НКТ, поэтому он имеет небольшие размеры (диаметр 8-10 мм). Для полного удаления воды из горизонтальных участков труб устья предусмотрена установка их с наклоном на 3-4^o. При возобновлении закачки в скважину тарельчатый клапан давлением воды закрывается. Замерзание самого клапана исключено установкой его в скважине в зоне устойчивых положительных температур, т.е. на глубине 1,5-2 м от поверхности земли.

Достоинствами данного предложения являются простота, надежность устройства и его малая металлоемкость. Установка уравнительного клапана непосредственно на НКТ позволяет оборудовать им скважины во время ремонта.