RU229241U1

RU229241U1 - Well valve shutoff block

Info

Publication number: RU229241U1
Application number: RU2024119781U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Пьянков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОПРОТЕК"
Filing date: 2024-07-15
Publication date: 2024-09-30

Abstract

Полезная модель относится к внутрискважинному оборудованию и может быть использована при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Блок отсечки скважинного клапана содержит седло корпуса скважинного клапана и сопрягаемую с ним крышку, закрепленную на внутренней поверхности корпуса непосредственно под седлом корпуса с возможностью поворота на 90° к плоскости поперечного сечения седла и фиксации в крайних положениях. Корпус скважинного клапана представляет собой пустотелый цилиндр вращения со ступенчато изменяемым внутренним диаметром. Крышка блока отсечки представляет собой геометрическое тело, полученное поперечным сечением боковой стенки одного пустотелого цилиндра вращения основанием другого цилиндра вращения с таким же наружным диаметром. Наружный диаметр цилиндров меньше наружного диметра корпуса скважинного клапана. Внутренний диаметр рассекаемого цилиндра больше меньшего внутреннего диаметра корпуса скважинного клапана. Поверхность седла корпуса скважинного клапана имеет форму, сопрягаемую с поверхностью крышки в закрытом положении. Достигается технический результат – обеспечение неизменности площади и формы внутреннего сечения скважинного клапана в зоне блока отсечки. 3 ил. The utility model relates to downhole equipment and can be used in drilling and operating oil and gas wells. A downhole valve shutoff unit comprises a downhole valve body seat and a mating cover secured to the inner surface of the body directly under the body seat with the ability to rotate by 90° to the plane of the seat cross-section and to be fixed in extreme positions. The downhole valve body is a hollow cylinder of rotation with a step-changeable inner diameter. The cover of the shutoff unit is a geometric body obtained by the cross-section of the side wall of one hollow cylinder of rotation by the base of another cylinder of rotation with the same outer diameter. The outer diameter of the cylinders is smaller than the outer diameter of the downhole valve body. The inner diameter of the cut cylinder is larger than the smaller inner diameter of the downhole valve body. The surface of the downhole valve body seat has a shape mating with the surface of the cover in the closed position. The technical result achieved is ensuring the invariance of the area and shape of the internal cross-section of the well valve in the shut-off block zone. 3 fig.

Description

Полезная модель относится к внутрискважинному оборудованию и может быть использована при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин.The utility model relates to downhole equipment and can be used in drilling and operating oil and gas wells.

Известны различные конструкции скважинных клапанов (см., например, патенты RU №№: 2734193, МПК E21B34/10, опубликован 13.10.2020 г.; 2783578, МПК E21B34/10, F16K17/16, опубликован 14.11.2022 г.), обеспечивающие минимизацию уменьшения площади проходного сечения внутри колонны, что позволяет эффективно проводить различные внутрискважинные работы, связанные со спуском/подъемом различного оборудования сквозь устройство.Various designs of well valves are known (see, for example, patents RU Nos.: 2734193, IPC E21B34/10, published on 13.10.2020; 2783578, IPC E21B34/10, F16K17/16, published on 14.11.2022), which ensure minimization of the reduction in the flow area inside the column, which makes it possible to effectively carry out various downhole operations associated with lowering/raising various equipment through the device.

Общим недостатком известных решений является их разовая возможность использования, то есть невозможность повторного закрытия проходного сечения после его открытия.A common drawback of known solutions is their one-time use, i.e. the impossibility of re-closing the flow section after it has been opened.

Известны различные конструкции скважинных клапанов (см., например, патенты RU №№: 2588084, МПК E21B23/04, опубликован 27.06.2016 г.; 2755177, МПК E21B34/10, E21B43/12, опубликован 13.09.2021 г.), обеспечивающие возможность многоразового открытия/закрытия каналов для перемещения скважинной жидкости внутри колонны, однако проходные сечения таких каналов не позволяют осуществлять через них спуск/подъем оборудования для различных внутрискважинных операций.Various designs of well valves are known (see, for example, patents RU Nos.: 2588084, IPC E21B23/04, published on 27.06.2016; 2755177, IPC E21B34/10, E21B43/12, published on 13.09.2021), providing the possibility of multiple opening/closing of channels for moving well fluid inside the column, however, the flow sections of such channels do not allow lowering/raising equipment through them for various downhole operations.

Известен принятый в качестве ближайшего аналога блок отсечки управляемого клапана-отсекателя для газовых скважин (см. патент RU № 2726677, МПК E21B34/06, E21B34/10, опубликован 15.07.2020 г.), включающий седло корпуса и сопрягаемую с ним по периметру крышка в форме тарелки, закрепленную на внутренней поверхности корпуса непосредственно под седлом с возможностью поворота на 900 относительно плоскости седла и фиксации в крайних положениях. A shut-off unit of a controlled shut-off valve for gas wells is known and adopted as the closest analogue (see patent RU No. 2726677, IPC E21B34/06, E21B34/10, published on 15.07.2020), which includes a housing seat and a plate-shaped cover mating with it along the perimeter, fixed on the inner surface of the housing directly under the seat with the ability to rotate 900 relative to the plane of the seat and fix in extreme positions.

Известный блок отсечки работает следующим образом.The well-known cut-off block works as follows.

Изначально крышка находится в сопряжении с седлом корпуса, полностью перекрывая внутреннее проходное сечение устройства. Под действием приводного механизма управляемого клапана-отсекателя происходит поворот крышки на 900 и, соответственно, открытие внутреннего проходного сечения. Крышка фиксируется в таком положении на любой требуемый период времени. В случае необходимости приводным механизмом управляемого клапана-отсекателя производят закрытие крышки, возвращая ее в первоначальное положение и полностью перекрывая внутреннее проходное сечение, и ее фиксацию в нем.Initially, the cover is in conjunction with the housing seat, completely blocking the internal flow section of the device. Under the action of the drive mechanism of the controlled shut-off valve, the cover rotates by 900 and, accordingly, the internal flow section opens. The cover is fixed in this position for any required period of time. If necessary, the drive mechanism of the controlled shut-off valve closes the cover, returning it to its original position and completely blocking the internal flow section, and fixing it in it.

В рамках заявляемого технического решения авторами не конкретизируются конструкция и реализация работы приводного механизма известного управляемого клапана-отсекателя, поскольку они являются одним из частных вариантов и могут быть реализованы другими способами.Within the framework of the claimed technical solution, the authors do not specify the design and implementation of the operation of the drive mechanism of the known controlled shut-off valve, since they are one of the particular options and can be implemented in other ways.

Блок отсечки известного управляемого клапана-отсекателя для газовых скважин обеспечивает возможность управляемого многоразового открытия/закрытия внутреннего проходного сечения в колонне, при минимизации уменьшения площади такого внутреннего проходного сечения при его открытом положении, что позволяет производить через него различные внутрискважинные операции, связанные со спуском/подъемом оборудования.The shut-off unit of the known controlled shut-off valve for gas wells provides the possibility of controlled multiple opening/closing of the internal flow section in the column, while minimizing the reduction in the area of such internal flow section in its open position, which allows various downhole operations to be performed through it, associated with lowering/raising equipment.

Однако известная конструкция блока отсечки все-таки уменьшает (пусть и не столь значительно, как другие) площадь внутреннего проходного сечения в месте его установки, что создает риски повреждения наиболее габаритных устройств, либо устройств, чувствительных к механическим воздействиям, при их эксплуатации внутри колонны.However, the known design of the cut-off block still reduces (albeit not as significantly as others) the area of the internal flow section at the place of its installation, which creates the risk of damage to the most large devices, or devices sensitive to mechanical impacts, during their operation inside the column.

Технический результат заявляемого решения заключается в обеспечении неизменности площади и формы внутреннего сечения скважинного клапана в зоне блока отсечки.The technical result of the claimed solution consists in ensuring the constancy of the area and shape of the internal cross-section of the well valve in the shut-off block zone.

Технический результат достигается тем, что блок отсечки скважинного клапана включает седло корпуса скважинного клапана и сопрягаемую с ним крышку, закрепленную на внутренней поверхности корпуса непосредственно под седлом корпуса с возможностью поворота на 90° к плоскости поперечного сечения седла и фиксации в крайних положениях, при этом корпус скважинного клапана представляет собой пустотелый цилиндр вращения со ступенчато изменяемым внутренним диаметром, крышка блока отсечки представляет собой геометрическое тело, полученное поперечным сечением боковой стенки одного пустотелого цилиндра вращения основанием другого цилиндра вращения с таким же наружным диаметром, причем наружный диаметр цилиндров меньше наружного диметра корпуса скважинного клапана, внутренний диаметр рассекаемого цилиндра больше меньшего внутреннего диаметра корпуса скважинного клапана, а поверхность седла корпуса скважинного клапана имеет форму, сопрягаемую с поверхностью крышки в закрытом положении.The technical result is achieved in that the shut-off unit of the well valve includes a seat of the well valve body and a cover mating with it, fixed on the inner surface of the body directly under the seat of the body with the possibility of rotating by 90° to the plane of the cross-section of the seat and fixing in extreme positions, wherein the body of the well valve is a hollow cylinder of rotation with a step-changeable internal diameter, the cover of the shut-off unit is a geometric body obtained by the cross-section of the side wall of one hollow cylinder of rotation by the base of another cylinder of rotation with the same external diameter, wherein the external diameter of the cylinders is less than the external diameter of the well valve body, the internal diameter of the cut cylinder is greater than the smaller internal diameter of the well valve body, and the surface of the seat of the well valve body has a shape mating with the surface of the cover in the closed position.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где The claimed technical solution is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 схематически представлено вертикальное осевое сечение блока отсечки в положении «закрыто»; Fig. 1 schematically shows a vertical axial section of the shut-off block in the “closed” position;

на фиг. 2 – оно же в положении «открыто»; in Fig. 2 – it is in the “open” position;

на фиг. 3 – схематическое изображение того, каким образом формируют форму крышки блока отсечки.Fig. 3 is a schematic representation of how the shape of the cut-off block cover is formed.

Блок отсечки скважинного клапана содержит седло 1 корпуса 2 и крышку 3. Корпус скважинного клапана имеет различный внутренний диаметр в зонах 4 и 5.The well valve shut-off unit contains a seat 1 of a body 2 and a cover 3. The well valve body has a different internal diameter in zones 4 and 5.

Работа блока отсечки реализована следующим образом.The operation of the cut-off block is implemented as follows.

В начальном положении крышка 3 блока отсечки находится в положении, полностью перекрывающем внутреннее проходное сечение скважинного клапана, сопрягаясь по периметру с седлом 1 корпуса 2.In the initial position, the cover 3 of the shut-off block is in a position that completely covers the internal flow section of the well valve, mating along the perimeter with the seat 1 of the body 2.

При помощи приводного механизма (на фигурах не указан) производят открытие крышки 3 путем ее поворота на 90° относительно ее оси закрепления в корпусе 2. При этом за счет того, что формы поверхностей крышки 3 повторяют форму внутренней боковой поверхности корпуса 2, крышка 3 своей нижней поверхностью полностью сопрягается с внутренней боковой поверхностью корпуса 2, расположенной ниже седла 1 в зоне 5, а ее верхняя поверхность не перекрывает площадь внутреннего поперечного сечения скважинного клапана выше седла 1 в зоне 4. В таком положении крышка 3 фиксируется и остается в течение требуемого времени эксплуатации и/или проведения различных внутрискважинных работ, связанных со спуском/подъемом различного оборудования через скважинный клапан.By means of a drive mechanism (not shown in the figures), the cover 3 is opened by turning it by 90° relative to its axis of fastening in the body 2. In this case, due to the fact that the shapes of the surfaces of the cover 3 repeat the shape of the inner side surface of the body 2, the cover 3 with its lower surface is completely mated with the inner side surface of the body 2 located below the seat 1 in zone 5, and its upper surface does not overlap the area of the inner cross-section of the well valve above the seat 1 in zone 4. In this position, the cover 3 is fixed and remains for the required time of operation and/or for carrying out various downhole operations associated with lowering/raising various equipment through the well valve.

При необходимости перекрытия внутреннего сечения скважинного клапана крышка 3 при помощи приводного механизма переводится в закрытое положение и фиксируется в нем, сопрягаясь с седлом 1 и обеспечивая герметичность отсечки.If it is necessary to close the internal section of the well valve, cover 3 is moved to the closed position using the drive mechanism and is fixed in it, mating with seat 1 and ensuring the tightness of the cut-off.

Заявитель уточняет, что поскольку в отношении технических результатов, достигаемых заявляемым техническим решением, конструкции и принципы действия приводного механизма, осуществляющего открытие/закрытие крышки 3 и фиксацию ее в заданных положениях являются непринципиальными и могут быть реализованы различными известными способами (например, при помощи гидравлических, механических или электромагнитных устройств различной конструкции) конкретные варианты таких механизмов не раскрываются.The applicant specifies that since, in relation to the technical results achieved by the claimed technical solution, the designs and operating principles of the drive mechanism that opens/closes the cover 3 and fixes it in the specified positions are not fundamental and can be implemented in various known ways (for example, using hydraulic, mechanical or electromagnetic devices of various designs), specific versions of such mechanisms are not disclosed.

Полезная модель обеспечивает надежное многоразовое перекрытие внутреннего проходного сечения в заданном месте скважины, а также позволяет максимально безопасно для спускаемого оборудования и самой скважины проводить различные внутрискважинные операции.The utility model ensures reliable multiple-use closure of the internal flow section at a given location in the well, and also allows various downhole operations to be carried out with maximum safety for the equipment being lowered and the well itself.

Claims

A shut-off unit for a well valve, including a well valve body seat and a cover mating with it, secured to the inner surface of the body directly under the body seat with the possibility of rotating by 90° to the plane of the cross-section of the seat and fixing in extreme positions, characterized in that the well valve body is a hollow cylinder of rotation with a step-changeable inner diameter, the cover of the shut-off unit is a geometric body obtained by the cross-section of the side wall of one hollow cylinder of rotation by the base of another cylinder of rotation with the same outer diameter, wherein the outer diameter of the cylinders is less than the outer diameter of the well valve body, the inner diameter of the cut cylinder is greater than the smaller inner diameter of the well valve body, and the surface of the well valve body seat has a shape mating with the surface of the cover in the closed position.