Виливний клапан для свердловинного електровідцентрового насоса

Виливний клапан для свердловинного електровідцентрового насоса, який містить закріплену за допомогою фланця на стінці насосно-компресорної труби циліндричну пустотілу пробку, причому пробка виступає в порожнину насосно-компресорної труби і з боку її порожнини заглушена, а з боку затрубного простору гідравлічно з ним сполучена виливним каналом, який відрізняється тим, що в пробці з можливістю зворотно-поступального переміщення встановлений диференціальний поршень з більшим і меншим по діаметру ступенями, причому менший ступінь розміщений з боку її закріплення на насосно-компресорній трубі і на ньому розміщена навантажувальна пружина з можливістю переміщення диференціального поршня у бік більшого ступеня, і на пробці виконані гідравлічні канали, один із яких розміщений з боку більшого ступеня, а другий - радіально в її боковій стінці без можливості його закриття більшим ступенем поршня при його переміщенні на закриття виливного каналу, причому пропускна здатність виливного каналу є багатократно меншою від продуктивності ЕВН і більшою пропускної здатності бокового каналу, а перепад тисків на боковому і виливному каналах забезпечує створення в порожнині меншого ступеня тиску, який є меншим від тиску з боку більшого ступеня на величину, яка забезпечує створення на більшому ступені сили, яка є рівною або більшою сили пружності пружини. Ю (13) 40945 (11) UA по його підніманню і тим самим суттєво збільшує експлуатаційні витрати коштів, знижує безпечність роботи надземного підіймального агрегата внаслідок непередбачених можливих викидів нафти і газу, забруднює навколишнє середовище розлитою свердловинною рідиною. Суттю винаходу є те, щоби створити такий К, в якому введення нових конструктивних елементів і їх взаємне розміщення дозволило б суттєво зменшити експлуатаційні витрати коштів і забезпечити безпечне виконання робіт по підійманню ЕВН із свердловини, вилучити можливість забруднення навколишнього середовища свердловинною рідиною. Суть винаходу полягає в тому, що виливний клапан для свердловинного електровідцентрового насоса, який містить закріплений з допомогою фланця на стінці насосно-компресорної труби циліндричну пустотілу пробку, причому пробка виступає в порожнину насосно-компресорної труби і зі сторони її порожнини є заглушеною, а зі сторони затрубного простору гідравлічно з ним сполучена виливним каналом, який відрізняється тим, що в пробці з можливістю зворотньо-поступального переміщення встановлений диференціальний поршень з більшою і меншою по діаметру ступінями, причому менша ступінь розміщена зі сторони її (19) Винахід відноситься до нафтовидобувної промисловості і призначений для виливання відкачуваної рідини із підйомних насосно-компресорних труб (НКТ) при експлуатації нафтових свердловин електровідцентровими насосами (ЕВН). Найбільш близьким по технічній суті до заявленого клапана (К) є виливний клапан для виливання відкачуваної рідини із НКТ при експлуатації свердловин ЕВН, який містить встановлену над ЕВН в стінці НКТ трубовидну пробку, яка виступає у порожнину НКТ і є заглушеною у їх порожнині. Зливання рідини із НКТ в свердловину проводиться шляхом її руйнування металічним стержнем, який скидають в свердловину з поверхні, за рахунок чого рідина із НКТ через внутрішній канал пробки виливається у свердловину. Недоліком відомого клапана є низька надійність його руйнування в зв'язку з тим, що скидуваний металічний стержень в зв'язку з технологічним обмеженням його діаметру може проходити не по осі НКТ, і тим самим не руйнувати пробку, а при наявності високов'язкої рідини (нафти), парафіносмолистих відкладів може зависати в НКТ, не доходячи до клапана. В зв'язку з незруйнуванням відомого клапана НКТ і ЕВН піднімаються із свердловини під сифоном, що збільшує тривалість робіт А ____________________ 40945 закріплення на насосно-компресорній трубі і на ній розміщена навантажувальна пружина з можливістю переміщення диференціального поршня в сторону більшої ступіні, і на пробці виконані гідравлічні канали, один із яких розміщений зі сторони більшої ступіні, а другий - радіально в її боковій стінці без можливості його закриття більшою ступіню поршня при його переміщенні на закриття виливного каналу, причому пропускна здатність виливного каналу є багатократно меншою від продуктивності ЕВН і більшою пропускної здатності бокового каналу, а перепад тисків на боковому і виливному каналах забезпечує створення в порожнині меншої ступіні тиску, який є меншим від тиску зі сторони більшої ступіні на величину, яка забезпечує створення на більшій ступіні сили, яка є рівною або більшою сили пружності пружини. На рисунку представлена конструктивно-технологічна схема заявленого К, де на фіг.1 представлено К у статичному (відкритому) стані, а на фіг.2 - у робочому (закритому) стані. Клапан К містить диференціальний поршень 1 (ДП), який встановлений в циліндрі 2 з можливістю зворотньо-поступального переміщення до контакту з торцями циліндра 2 зі сторони більшої і меншої ступіней (умовно не позначені). Зі сторони більшої ступені поршень, підпружинений пружиною 3, яка при розвантаженні переміщає його в сторону більшої ступіні. Циліндр 2 закріплений фланцем 4 на насосно-компресорній трубі (НКТ) 5. В циліндрі зі сторони більшої ступіні поршня 1 співвісно з нею є гідравлічний канал 6, а в стінці циліндра зі сторони меншої ступіні поршня - гідравлічний канал 7, який не закривається більшою ступіню поршня при його переміщенні до виливного каналу 8, який виконано у фланці 4. Розміри канала 7 виконані з умовою, що його пропускна здатність забезпечує виникнення на ньому перепаду тиску, який забезпечує виникнення на більшій ступіні поршня зусилля, яке є по крайній мірі рівним або більшим сили пружності пружини 3. Більша і менша ступіні поршня 7 разом з циліндром 2 утворюють порожнини: Vб - більшої ступіні і Vм - меншої ступіні. Через канали 6, 7, 8 на поршень діють гідростатичний тиск РГ в НКТ і гідростатичний тиск РЗ в затрубному просторі (ЗП). Робота К полягає у слідуючому: 1. У статичному стані (фіг.1) ДП під дією пружини 3 і рівноваги сил, які діють на ДП від тисків РГ і РЗ , займає крайнє ліве положення. При цьому канал 8 є відкритий, через який, а також канал 7 і порожнину Vм порожнина НКТ 5 гідравлічнo сполучена з ЗП. 2. В робочому стані (фіг.2) розглядаються дві умови: перша умова - умова забезпечення запуску ЕВН в роботу, яка передбачає закриття К; друга умова - умова забезпечення виливання рідини із НКТ при підйомі ЕВН, яка передбачає відкриття К. При запуску ЕВН в роботу рідина із свердловини поступає в НКТ 5, за рахунок чого висота стовпа рідини в НКТ 5 збільшується, а в ЗП зменшується. Незначна частина рідини через канал 8 виливається зворотньо в ЗП. Внаслідок різниці стовпів рідини в НКТ 5 і ЗП виникає перепад їх тисків Рг і РЗ. При певній різниці цих тисків в порожнинах Vб і Vм виникає сила, яка переміщає ДП 1 в сторону закриття канала 8, стискаючи при цьому пружину 3. При певній різниці тисків Рг і РЗ при подальшій роботі ЕВН канал 8 є постійно закритий, що забезпечує повну його продуктивність по колоні НКТ. Для підйому ЕВН свердловина заливається рідиною глушіння, внаслідок чого тиски Рг і РЗ вирівнюються і рівновага сил, які діють наДП 1, порушується, в результаті чого ДП 1 під дією пружних сил попередньо стиснутої пружини 3 переміщається вліво, відходячи від каналу 8, і відкриває його. Після відкриття канала 8 рідина із НКТ 5 виливається в ЗП, що забезпечує підйом ЕВН без сифону і розливання рідини на поверхні, що підвищує безпеку виконання робіт і зменшує забруднення навколишнього середовища. Після підйому К із свердловини проводиться його ревізія і при необхідності профілактичний ремонт, що забезпечує можливість повторного і багаторазового використання. Автоматична робота К і можливість його багаторазового використання забезпечують зниження експлуатаційних витрат коштів при експлуатації свердловин ЕВН. 2 40945 Фіг. 1 Фіг. 2 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3