Uploaded by viv

US5201491 - ДР - рус

advertisement
Регулируемый механизм заслонки скважины
Абстрактный
Устройство для регулирования потока жидкости, получаемой из подземного резервуара, находящегося под
давлением газа. Полученная смесь содержит сырую нефть, воду, газ и различные количества твердых
частиц. Устройство включает в себя боб, который характеризуется проточным каналом постоянного
диаметра, что ограничивает поток до максимальной скорости. Регулируемый клапан, расположенный
непосредственно перед каналом для подачи боба, регулируется для регулирования потока жидкости под
давлением из ее источника до желаемого значения, меньшего, чем максимальный уровень, поддерживаемый
бобом. Конструкция устройства обеспечивает свободный доступ к внутренней части для облегчения замены
и ремонта внутренних деталей, которые могут изнашиваться или повреждаться из-за постоянного износа и
эрозии под действием текущей абразивной жидкости.
Описание
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При добыче углеводородных флюидов из подземного резервуара через скважинный стояк
поток или объем продукта будет зависеть от давления газа в резервуаре. Это давление
может меняться в зависимости от конкретного местоположения и возраста
пласта. Обычно давление срабатывания на жидкости, содержащиеся в пласте, со временем
снижается. В конечном итоге он снизится до уровня, недостаточного для перемещения
жидкости на поверхность, где она может быть получена с помощью системы управления
потоком.
Когда скважина ведет добычу в нормальных, контролируемых условиях, пластовое
давление будет достаточным для выталкивания жидкости вверх по проводнику или стояку
до тех пор, пока поток регулируется. Добываемая жидкость, как правило, будет состоять
из смеси сырой нефти, газа под давлением и различного количества воды. Также будет
присутствовать некоторое количество частиц, таких как песок и другие твердые частицы,
которые определяют состав пласта.
Ввиду абразивного качества этой смеси, а также высокого давления и скорости, с
которыми производится жидкость, частицы песка будут оказывать вредное очищающее
действие. Поверхности, по которым проходит смесь, будут покрыты царапинами,
истиранием и в конечном итоге потребуют замены.
Желательно и даже обязательно, чтобы поток жидкости из подземного резервуара
регулировался и строго контролировался с помощью дросселя или подобного
устройства. Это позволит точно измерить расход. Во-вторых, без такой защиты может
развиться опасное или неконтролируемое состояние из-за чрезмерного давления или
свободного вытекания жидкости из скважины.
Поддержание эффективности и точности любой контролируемой скважины такого типа
обычно достигается за счет перекрытия потока. Опыт показывает, что периодически
необходимо заменять либо элемент, который поддерживает поток ниже максимального
уровня, либо регулируемый клапан, который регулируется для обеспечения желаемой
скорости потока.
В большинстве систем управления скважиной для достижения этой функции можно
использовать либо элемент, либо клапан. В настоящей компоновке дросселирование
расхода до желаемого уровня достигается путем последовательного расположения боба, а
также клапана регулирования расхода в непосредственной близости. Таким образом, по
мере того, как боб получает контролируемый поток добываемой жидкости из скважины,
поток будет должным образом регулироваться. Кроме того, любой из элементов
управления потоком, то есть боб и / или детали клапана, может быть заменен без
остановки производства жидкости на длительный период времени.
Это достигается в раскрытом устройстве путем обеспечения дросселя с регулируемым
потоком в форме удлиненного корпуса, имеющего впускное отверстие на одном конце для
приема потока добываемой жидкости. Выпускное отверстие на другом конце корпуса
пропускает жидкость в приемный проводник или тому подобное.
Корпус клапана выполнен с продольной полостью. Втулка, расположенная в полости со
съемным расположением, удерживается на месте для образования как герметичного
соединения с полостью, так и для определения центрального канала, в который могут
быть помещены как боб, так и элемент клапана.
Боб расположен на нижнем конце втулки и удерживается на месте с помощью
посадочного хомута. Шток клапана, состоящий в основном из конического седла, входит в
зацепление с посадочным кольцом. Таким образом, вращение штока клапана приведет к
продольной регулировке последнего через посадочный хомут для регулирования потока
жидкости, который поступает в канал основного потока bean.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ссылка на чертежи,
РИС. 1 - вид подземной скважины с соединением с поверхностью для регулирования
потока жидкости.
Ссылаясь на фиг.1, показан регулируемый или регулируемый дроссель, или устройство 10
для регулирования потока, взаимодействующее с верхним концом стояка 11, который
образует сегмент скважины в земле, который заканчивается в резервуаре 12, содержащем
сырую нефть. Стояк 11 обычно снабжен одним или несколькими отверстиями или
перфорациями в скважине, так что пластовой газ, воздействуя на сырую нефть и воду,
содержащуюся в пласте, будет поднимать смесь вверх через стояк и в элемент 13
управления устьем скважины, поток из указанного элемента управления направляется в
поток или трубопровод14.2 представляет собой изображение поперечного сечения
настоящего устройства, взятое вдоль линий 2-2 на фиг. 1 и
На фиг. 3 показан разнесенный, сегментированный вид в поперечном сечении сегмента
устройства.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ссылаясь на фиг.1, показан регулируемый или регулируемый дроссель, или устройство 10
для регулирования потока, взаимодействующее с верхним концом стояка 11, который
образует сегмент скважины в земле, который заканчивается в резервуаре 12, содержащем
сырую нефть. Стояк 11 обычно снабжен одним или несколькими отверстиями или
перфорациями в скважине, так что пластовой газ, воздействуя на сырую нефть и воду,
содержащуюся в пласте, будет поднимать смесь вверх через стояк и в элемент 13
управления устьем скважины, поток из указанного элемента управления направляется в
поток или трубопровод14.
Устье скважины снабжено фланцем для установки заслонки 10 либо с помощью болтового
соединения, либо с помощью другого соединительного устройства, тем самым сообщая
поток жидкости под давлением с впускным отверстием 18 заслонки.
Ссылаясь на фиг.2, новый регулируемый дроссель 10 состоит в основном из удлиненного
корпуса 16, имеющего выпускное отверстие 17 для вытекающей из него
жидкости. Впускное отверстие 18 на верхнем конце корпуса принимает добытую текучую
смесь, выходящую из устья скважины 13.
Корпус 16, как правило, удлинен, имеет внутреннюю продольную полость, которая
соединяет входное отверстие 18 для жидкости с выходным отверстием 17 для жидкости.
Верхний конец корпуса 16 снабжен закрывающим колпачком 19, который на резьбе
входит в зацепление с корпусом для сжатия уплотнительных колец 21, обеспечивая тем
самым герметичное кольцевое соединение.
Внутренняя продольная полость корпуса 16 образована множеством цилиндрических
сегментов, начинающихся с наименьшего диаметра на выпускном конце 17. Сегменты все
большего диаметра заканчиваются во впускной камере 23 рядом с впускным отверстием
18 для жидкости.
В продольной полости установлена удлиненная втулка 24, которая с возможностью
скольжения фиксируется в меньшем или суженном выпускном отверстии 17 и включает в
себя центральную резьбовую часть 26. Втулка 24 расположена в продольном направлении
во внутренней полости за счет зацепления с коническим буртиком 27, который зацепляет
соответствующий буртик на внутренней стенке полости.
Герметичная герметичность втулки 24 в корпусе 16 обеспечивается одним или
несколькими гибкими уплотнительными кольцами 28 и 29, деформированными
относительно удлиненных периферийных стенок полости. Когда втулка 24 вставлена в
продольную полость, сжатые уплотнительные кольца предотвращают прохождение
жидкости под давлением через это кольцевое соединение.
Цилиндрический сегмент втулки 24 выполнен с возможностью скольжения для
размещения боба 31, имеющего заплечик, который сжимающе входит в зацепление с
гибкой шайбой 33, которая прижимается к кольцевому заплечику втулки 24.
Конструктивно боб 31 снабжен внутренним проточным каналом или осевым каналом 34
постоянного диаметра, имеющим вход 37 на входном конце. Указанный постоянный
диаметр таков, что функционально он будет ограничивать поток добываемой текучей
среды до максимальной скорости независимо от давления текучей среды на переднем
конце боба.
Посадочный хомут или калиброванный патрубок 41 потока, имеющий резьбовой внешний
сегмент, с возможностью съема расположен во втулке 24 таким образом, что нижняя
сторона входит в зацепление с шайбой 42, которая, в свою очередь, опирается на входную
поверхность патрубка 31. При полной регистрации посадочный хомут 41 будет плотно
прилегать к бобу 31, так что указанные элементы образуют жесткое соединение и
непрерывный проход потока через него. Периферийная стенка посадочного кольца 41
снабжена по меньшей мере одним периферийным уплотнительным кольцом 43 для
обеспечения блокирования жидкости из впускной камеры 23.
Посадочный хомут 41 состоит из цилиндрического центрального отверстия 38, которое
заканчивается на своем нижнем конце в проточном канале или канале 34. Последний
выровнен соосно с бобом 41, чтобы позволить потоку жидкости входить в канал 34 после
того, как он был первоначально дросселен горизонтальной регулировкой штока 46
клапана.
Секция клапана регулировки расхода дросселя состоит в основном из штока 46 клапана,
имеющего коническое седло 47, которое соответствует конической или конической стенке
39 в посадочном кольце 41. Шток 46 продольно расположен внутри посадочного кольца
41 с помощью резьбового сегмента, который входит в зацепление с соответствующим
резьбовым сегментом корпуса 16 клапана. Таким образом, вращение штока 46 клапана
рукояткой 44 будет перемещать указанный элемент в продольном направлении через
посадочный хомут 41 для достижения желаемой скорости потока жидкости, поскольку
конический или конический или кольцевой стеночный проход, образованный между
седлом 39 боба и седлом 47 штока, становится более суженным.
Основной хвостовик штока 46 клапана регистрируется в цилиндрической части корпуса
16 для определения постоянного годового отверстия поперечного сечения. Как
отмечалось, регулировка вращения между неподвижным коническим седлом 39 и
коническим седлом 47 штока изменяет коническое годичное отверстие между ними для
регулировки или перекрытия потока добываемой жидкости через клапан до того, как
указанный поток войдет в канал 34 управления потоком боба 31.
Шток 46 клапана герметично расположен в корпусе 16 с помощью кольца 48,
установленного в корпусе или на штоке 46, что позволяет избежать утечки жидкости.
Понятно, что, хотя модификации и вариации изобретения могут быть сделаны без
отступления от его духа и объема, должны быть наложены только такие ограничения,
которые указаны в прилагаемой формуле изобретения.
Мы заявляем:
1. Регулируемый дроссель для регулирования потока жидкости из скважинного трубопровода,
обеспечивающего получение смеси текучей среды под давлением, содержащей сырую нефть, газ и воду
вместе с твердыми частицами, который включает в себя дроссель
удлиненный корпус (16), имеющий выходное отверстие (17) для жидкости на нижнем конце, отстоящем в
продольном направлении от входного отверстия (18).
средство, образующее продольную полость в указанном удлиненном корпусе, сообщающую указанное
впускное отверстие (18) с указанным выпускным отверстием (17), и
втулка (24), расположенная с возможностью съема в указанной продольной полости
ограничивающий поток жидкости выступ (31), расположенный с возможностью удаления на нижнем конце
упомянутой втулки (24), имеющий осевой канал (34) для потока одинакового диаметра, который
открывается в указанное выпускное отверстие (17).
клапан регулировки расхода (в указанном) взаимодействует с указанной втулкой, имеет сегмент (39) седла,
который (открывается внутрь) сообщается с указанным каналом (34) для осевого потока одинакового
диаметра
указанный клапан регулирования расхода означает, что он включает в себя шток (46) клапана,
функционально расположенный в указанном корпусе (16), чтобы образовывать с указанным сегментом (39)
седла регулируемый канал для потока с сужающейся стенкой через указанный сегмент (39) седла.
2. В устройстве по п.1, в котором указанный клапан регулировки расхода включает:
седельный хомут, расположенный в указанном средстве со съемным расположением, образует указанную
полость и имеет сегмент седла на его переднем конце и осевую камеру за ним.
3. В устройстве, как определено по п.2, в котором упомянутый посадочный хомут на резьбе вставлен в
указанное средство, образующее указанную втулку.
4. В устройстве по п.3, в котором упомянутый посадочный хомут включает в себя, по меньшей мере, одно
упругое уплотнительное кольцо, сжатое в уплотнительное зацепление с указанным корпусом.
5. В устройстве по п.1, включающем шайбу, расположенную в указанной полости между указанным
стержнем и указанным посадочным кольцом.
Download