Циркуляційний клапан

Циркуляційний клапан, котрий містить корпус з розміщеними в один ряд радіальними каналами, ступінчасті золотник та ствол, пружину і зрізні гвинти, який відрізняється тим, що додатково включає фіксатор, виконаний у вигляді двох піввтулок, C2 2 (19) 1 3 гільзі з можливістю сполучення камери низького тиску з простором за корпусом. Пустотілий поршень розміщений між штоком і корпусом з можливістю перекриття радіальних каналів останнього, а на штоці розміщена гайка з можливістю взаємодії її з пустотілим поршнем. Управління пристроєм для сполучення затрубного простору чи його закривання здійснюється з устя свердловини створенням тиску в порожнині насосно-компресорних труб (а.с. СРСР №1509514, к.л. Е 21 В 34/06, 1987). Використання відомого пристрою має певні недоліки і обмеження у застосуванні. Зокрема, використання найближчого аналога в комплексі свердловинного обладнання не дозволить використовувати відомі циркуляційні клапани для аварійного глушіння свердловини (Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования фонтанных и нагнетательных скважин. Справочник рабочего / Абдулаев Ю.Г., Велиев Т.К., Джафаров Т.К. - М.: Недра, 1989, с.166-172, с. 174, рис.5.4). Оскільки з'єднання затрубного простору свердловини з порожниною підйомних труб здійснюється за рахунок зрізання мембрани або зрізних гвинтів та переміщенням золотника відносно ствола клапана під дією значно більшому за числовим значенням тиску, ніж при проведенні технологічних операцій, то в комплексі обладнань буде спрацьовувати тільки клапан для технологічних операцій. Тобто, з'єднання затрубного простору свердловини з порожниною підйомних труб буде періодичним і то при наявності тиску рідини, більшого за статичний. Це унеможливлює проведення аварійних робіт і опорожнения колони підйомних труб при підніманні їх із свердловини від продукції свердловини. Крім того, конструкція пропускного клапану найближчого аналога, в якості якого використане еластичне кільце, є ненадійною, що приводить до розгерметизації камери низького тиску і непридатності пристрою для подальшої експлуатації. Загальними суттєвими ознаками відомих пристроїв для циркуляції рідини та пристрою, що заявляється є корпус з радіальними каналами, ступінчасті золотник та ствол, пружина і зрізні гвинти. В основу винаходу поставлена задача створення пристрою, який би забезпечив циркуляцію рідини при проведенні як технологічних, так і ремонтних робіт, а управління пристроєм здійснювати з устя свердловини створенням тиску рідини у порожнині підйомних труб. За рахунок цього знижується трудомісткість проведення ремонтних робіт, підвищується безпечність та виробнича культура робіт при підніманні колони насоснокомпресорних труб разом із колоною насосних штанг, зменшуються витрати на ремонт свердловини. Поставлена задача вирішується наступним чином. У відомому циркуляційному клапані, котрий містить корпус з розміщеними в один ряд радіальними каналами, ступінчасті золотник та ствол, пружину і зрізні гвинти, додатково включає фіксатор, виконаний у вигляді двох піввтулок, кільце, різьбову і стопорну втулки, золотник додатково містить клапан і радіальні канали, ствол додатково 89235 4 включає сідло клапана і радіальну канавку, корпус додатково містить другий ряд радіальних каналів і внутрішню канавку, причому золотник розміщений між стволом, що являє собою нерухомий ступінчастий плунжер, та корпусом, радіальні канали якого зміщені відносно радіальних каналів золотника в сторону його переміщення на величину ходу золотника при проведенні технологічних операцій. Золотник взаємодіє із підпружиненим фіксатором, встановленим у внутрішню канавку корпусу з можливістю переміщення його до упора у торець внутрішньої канавки та перекриттям золотником радіальних каналів корпусу. В нижній частині корпуса закріплені різьбова втулка із розміщеним в ній кільцем та стопорна втулка, а у верхній частині закріплені зрізні гвинти, що вставлені у радіальну канавку ствола, та розміщений другий ряд радіальних каналів. Уступи по кінцях золотника виконані з однаковою площею поперечного перерізу. Застосування золотникової пари, утвореної ступінчастим золотником та корпусом, радіальні канали яких використовуються в якості дросельних щілин, а також можливість переміщення золотника із підпружиненим фіксатором до упора у внутрішню канавку корпусу з перекриттям дросельних щілин, дозволяє створити тиск, необхідний для аварійного спрацювання клапана (зрізання гвинтів) під дією значно більшої, ніж при проведенні технологічних операцій, подачі рідини насосною установкою. Виконання уступів із однаковою площею поперечного перерізу з обох кінців золотника забезпечує зрівноваження циркуляційного клапана від тиску рідини в затрубному просторі, що дозволяє підвищити надійність управління пристроєм. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображений загальний вигляд циркуляційного клапана. Циркуляційний клапан містить ступінчасті ствол 1 та золотник 2, корпус 3, фіксатор 4, виконаний у вигляді двох напіввтулок, пружину 5, кільце 6, різьбову втулку 7, стопорну втулку 8, зрізні гвинти 9 і ущільнення 10-13. Підпружинений золотник 2 розміщений між стволом 1 і корпусом 3, утворюючи із стволом 1 золотникову пару. Ствол 1 являє собою нерухомий ступінчастий плунжер, що містить радіальні канали "а" і сідло клапана 14, а золотник - радіальні канали "б" і клапан 15, утворюючи при цьому складові пристрою для проведення технологічних операцій. Золотник 2 взаємодіє через фіксатор 4, вставлений у внутрішню канавку корпусу 3, із пружиною 5, стиснутою через кільце 6 різьбовою втулкою 7 і зафіксованою стопорною втулкою 8, що закріплені у нижній частині корпусу 3. У верхній частині корпусу 3 виконані радіальні канали "г" і закріплені зрізні гвинти 9, які вставлені у радіальну канавку "д" ступінчастого ствола 1. Радіальні канали "в" корпусу 3 зміщені відносно радіальних каналів золотника "б" в сторону його переміщення по стволі 1 на величину ходу золотника при проведенні технологічних операцій, тобто до співпадання каналів "б" і "в". Переміщенням золотника 2 із фіксатором 4 до упора у внутрішню канавку корпусу 3 перекриваються її радіальні канали "в". Кор 5 пус 3 з перекритими радіальними каналами, золотник 2, фіксатор 4 і зрізні гвинти 9 - це складові пристрою для аварійного глушіння свердловини. Уступи "к" і "л" золотника 2 виконані з однаковою площею поперечного перерізу для зрівноваження циркуляційного клапана від тиску рідини в затрубному просторі. Регулювання тиску спрацювання циркуляційного клапана для проведення технологічних операцій здійснюється зміною деформації пружини 5 за допомогою різьбової втулки 7, а регулювання тиску для аварійного спрацювання клапана - підбором кількості зрізних гвинтів 9 та механічних характеристик матеріалу, з якого вони виготовлені. Керування циркуляційним клапаном здійснюється створенням надлишкового тиску (в порівнянні з гідростатичним) в колоні підйомних труб за рахунок вибору подачі рідини насосною установкою (на Фіг. не показано). Циркуляційний клапан працює наступним чином. При проведенні технологічних операцій під дією конкретного надлишкового тиску підпружине 89235 6 ний золотник 2 відходить від сідла 14 ствола 1, сполучаючи при цьому затрубний простір із внутрішнім каналом колони підйомних труб через радіальні канали "б і "в". При знятті надлишкового тиску клапан закривається під дією пружини 5. Для здійснення аварійного спрацювання циркуляційного клапана при тиску рідини під дією значно більшої її подачі насосною установкою, ніж при проведенні технологічних операцій, золотник 2 із фіксатором 4 переміщується до упора у внутрішню канавку корпусу 3, перекриваючи його радіальні канали "в". Зрізаються гвинти 9, корпус 3 разом з різьбовою втулкою 7 та стопорною втулкою 8, пружиною 5, розрізною втулкою 4, золотником 2 переміщуються вниз по стволі 1 до упора в торець муфти (на Фіг. не показано) колони підйомних труб. При співпаданні каналів "а" і "г" затрубний простір свердловини з'єднується з порожниною підйомних труб для подальшого зливання продукції свердловини з колони підйомних труб при підніманні її із свердловини. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 89235 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601