Результат интеллектуальной деятельности: Скважинный клапан-отсекатель

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано для герметичного перекрытия ствола скважины при проведении ремонтных работ.

Известен клапан-отсекатель (1), содержащий корпус с закрепленным в нем золотником, имеющим радиальные и осевые каналы, закрепленным на золотнике обратным клапаном, с размещенным между золотником и корпусом эластичным уплотнительным элементом, с созданием рабочей полости между ними и механизмом фиксации положения золотника в крайних верхних и нижних точках.

Недостатком известного клапана является то, что рабочие поверхности золотника не защищены от воздействия перекачиваемой среды и при перемещении золотника могут возникать значительные усилия. В результате золотник может заклинивать, а его срок службы будет меньше.

Цель изобретения: защитить рабочие поверхности клапана-отсекателя и усилить стенку торроидального уплотнительного элемента и тем самым увеличить срок службы.

Указанная цель достигается за счет того, что в верхней части клапана размещен и закреплен на корпусе и золотнике протектор-компенсатор, гидравлически связанный с рабочей полостью клапана-отсекателя при помощи канала в корпусе. Полости протектора-компенсатора, канал и полость между корпусом, золотником и торроидальным уплотнительным элементом заполнены рабочей жидкостью или гелем. Кроме того, с целью снижения сил на перемещение эластичного уплотнительного элемента торроидальной формы он может изготавливаться пустотелым и в него может быть закачена нейтральная жидкость или гель, а с целью усиления стенка уплотнительного торроидального элемента может армироваться высокопрочной тканью.

На чертеже изображен общий вид устройства.

Клапан-отсекатель состоит из корпуса 1, внутри которого установлен золотник 2, имеющий нижний упор и радиальные и осевые проходные каналы. На золотнике сверху закреплен обратный клапан 3. Между корпусом и золотником установлен с возможностью перемещения уплотнительный торроидальный элемент 4, образующий рабочую полость «А». Снизу золотник 2 связан с механизмом фиксации золотника 5. В верхней части корпуса 1на золотнике 2 размещен и закреплен компенсатор-протектор 6, между компенсатором-протектором и рабочей полостью клапана-отсекателя «А» выполнен канал 7. Торроидальный уплотнительный элемент может быть пустотелым с закаченной внутрь рабочей жидкостью или гелем 8, стенка уплотнительного элемента может быть армирована высокопрочной тканью 9.

Работа клапана осуществляется следующим образом. Устройство спускают в скважину и устанавливают на пакере в открытом состоянии. Освоение скважины осуществляется обычным способом, и скважина вводится в эксплуатацию. В случае возникновения необходимости перекрытия ствола скважины, ее останавливают, и на устье создают расчетное давление управления механизмом фиксации. При этом запорный клапан 3 золотника перекрывает проходной канал золотника 2. Золотник 2 под действием силы перемещается вниз, компенсатор-протектор 6 через канал 7 продавливает рабочую жидкость в полость А. При этом золотник 2 защищается от воздействия флюида нефтяной скважины. При последующем сбросе давления на устье скважины золотник 2 под действием механизма фиксации 5 движется вверх, занимая крайнее верхнее положение. Также вверх перемещается уплотнительный торроидальный элемент 4, выдавливая из полости А рабочую жидкость в компенсатор-протектор 6. При этом уплотнительный торроидальный элемент 4 перекрывает радиальные каналы золотника 2. Клапан-отсекатель закрыт. При повторном создании давления на устье скважины цикл повторяется с той разницей, что механизм фиксации 5 задерживает золотник 2 в нижнем положении, при котором его осевые и радиальные каналы открываются для прохода флюида, и скважина начинает работу. Наличие в полости уплотнительного торроидального элемента 4 жидкости или геля позволяет снизить усилия на внутренние трения при его перемещениях, а армирование высокопрочной тканью 9 обеспечивает необходимую прочность уплотнительного элемента и надежность клапана-отсекателя в целом.

Источник информации

1. Патент RU (11) 2107152 С1. Заявка №96100460/03 от 09.01.1996.