скважинное клапанное устройство

Формула изобретения

Скважинное клапанное устройство, включающее корпус, переходник, седло, основной запорный орган, выполненный в виде шара, и сливной узел с проходным каналом, отличающееся тем, что сливной узел снабжен седлом и дополнительным запорным органом, выполненным в виде шара с диаметром, меньшим, чем диаметр шара основного запорного органа; в переходнике установлен колпак, выполненный в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону запорных органов, а на его боковой стенке имеются сквозные проходные пазы, расходящиеся от центра; снабжено вертикальной перегородкой, жестко соединенной с корпусом и образующей с ним и переходником сообщающиеся между собой в верхней части полости с возможностью перехода дополнительного запорного органа в полость расположения основного запорного органа и обратно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к погружным скважинным электронасосным установкам, применяемым при механической добыче нефти.

Известно клапанное устройство погружного скважинного электронасоса, состоящее из корпуса с радиальными отверстиями, седла, подвижной втулки с уплотнительными кольцами, затвора, запорного органа с отверстиями и глухой головкой, пружины и наконечника (патент РФ №2150575, МПК 7 Е 21 В 34/06, 2000).

Недостатки устройства:

- неудовлетворительная эксплуатационная надежность, обусловленная тем, что наличие в конструкции посадочных поверхностей с жесткими допусками на изготовление и седла с жесткой уплотнительной кромкой не обеспечивает надежную герметизацию полостей, особенно при наличии в жидкости механических частиц и мелких волокнистых материалов;

- низкая эффективность работы электронасосной установки вследствие опорожнения полости нагнетательной колонны после каждой остановки насоса;

- значительные потери давления на участке выхода жидкости из отверстия запорного органа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является скважинное клапанное устройство, содержащее корпус, седло, основной запорный орган, выполненный в виде шара, и сливной узел с проходным каналом (Б.С.Захаров. Поршневые и плунжерные насосы для добычи нефти. М., ОАО "ВНИИОЭНГ", 2002, с.16, рис.3).

Существенными недостатками устройства являются:

- недостаточная универсальность, обусловленная тем, что оно не позволяет эксплуатировать насосную установку после проведения операции промывки полости нагнетательной колонны;

- непригодность устройства в парафинсодержащих скважинах вследствие застревания металлического стержня в парафинной среде.

Задачей изобретения является создание устройства, обладающего большей универсальностью и возможностью применения его в парафинсодержащих скважинах.

Указанная задача решается предлагаемым клапанным устройством, включающим корпус, переходник, седло, основной запорный орган, выполненный в виде шара, и сливной узел с проходным каналом.

Новым является то, что сливной узел снабжен седлом и дополнительным запорным органом, выполненным в виде шара с диаметром меньшим, чем диаметр шара основного запорного органа; в переходнике установлен колпак, выполненный в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону запорных органов, а на его боковой стенке имеются сквозные проходные пазы, расходящиеся от центра; устройство снабжено вертикальной перегородкой, жестко соединенной с корпусом и образующей с ним и переходником сообщающиеся между собой в верхней части полости с возможностью перехода дополнительного запорного органа в полость расположения основного запорного органа и обратно.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство в продольном разрезе.

На фиг.2 - вид по стрелке А фиг.1.

На фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг.1), в котором выполнены седла 2 и 3, проходные каналы 4 и 5, перекрываемые соответственно основным 6 и дополнительным 7 запорными органами, выполненными в виде шара, причем дополнительный запорный орган 7 по диаметру меньше, чем основной запорный орган 6. С корпусом 1 соединен переходник 8, в котором установлен колпак 9 с хвостовиком 10, выполненный в виде усеченного конуса, обращенного большим основанием в сторону запорных органов, а на его боковой стенке имеются сквозные проходные пазы 11, сообщающиеся с полостью "в" нагнетательной колонны (не показана). Внутри переходника 8 установлена вертикальная перегородка 12, жестко соединенная нижним концом с корпусом 1, а верхним - образующая с колпаком 9 зазор, обеспечивающий переход дополнительного запорного органа 7 из полости "б" в полость "а" и обратно. Устройство снабжено распорной втулкой 13 и стопорным кольцом 14.

Устройство работает следующим образом.

Оно устанавливается над насосом и спускается в скважину на нагнетательных трубах (насосно-компрессорные трубы). После спуска насоса перекачиваемая жидкость из его полости направляется в канал 4 и оттуда, приоткрывая шар 6, попадает в полость "а", а из нее - через проходные пазы 11 - в полость "в" нагнетательной колонны. При этом запорный орган 6 скоростным потоком поднимается до крайнего верхнего положения, ограниченного стенками перегородки 12 и колпака 9. После отключения насоса запорный орган 6 садится на седло 2. В процессе работы и простоя насосной установки запорный орган 7 постоянно закрыт.

При промывке полости нагнетательной колонны промывочная жидкость подается в затрубное пространство скважины и оттуда по каналу 5 в полость "б", дальше через проходные пазы 11 направляется в полость "в". При этом скоростным потоком запорный орган 7 поднимается в верхнюю часть колпака 9 и перемещается через перегородку 12 в полость "а". После окончания операции промывки включают насос. Перекачиваемая жидкость направляется в канал 4, дальше - в полость "а", а из нее через проходные пазы 11 - в полость "в". Одновременно с этим происходит подъем запорных органов 6 и 7. При этом запорный орган 7 перемещается через перегородку 12 и закрывает канал 5. С этого момента начинается рабочий процесс насоса, т.е. подъем водонефтяной смеси из скважины.

Подъем насосной установки осуществляется в следующем порядке. В затрубное пространство подается жидкость (техническая вода), которая, открыв запорный орган 7, направляется в полость "б", а из нее - в полость "в". Одновременно происходит подъем запорного органа 7 до крайнего верхнего положения, откуда он перемещается в полость "а". После этого прекращают подачу жидкости в затрубное пространство и начинают подъем насосной установки, во время которого жидкость, находящаяся в полости нагнетательной колонны, выливается через канал 5 в затрубное пространство.

Предлагаемое устройство является более универсальным по сравнению с прототипом, т.к. оно позволяет эксплуатировать насосную установку сразу после проведения операции по промывке. Наличие парафина в полости нагнетательной колонны не является препятствием для выполнения операции по промывке полости нагнетательной колонны и ее опорожнению.