Газлифтные клапан

В настоящее время известно много различных типов газлифтных клапанов. Их классифицируют по различным признакам:

- по назначению различают пусковые и рабочие клапаны. Первые применяют для пуска газлифтных и освоения фонтанных скважин. Рабочие клапаны служат для подачи газа при нормальной работе, оптимизации режима работы скважины путем ступенчатого изменения глубины ввода газа в НКТ и периодической подачи газа в НКТ при периодической газлифтной эксплуатации;

- по способу крепления в НКТ имеются клапаны:

а) наружные (стационарные), которые крепятся на колонне НКТ снаружи, для их замены или регулировки извлекают из скважины всю колонну НКТ (рис. 6, а, в, г);

б) внутренние (съёмные)- крепятся внутри скважинных газлифтных камер, имеющих эллиптическое сечение (рис. 6, б); их устанавливают и извлекают с помощью канатной техники;

Рис. 6. Схемы газлифтных клапанов:

1 - сильфонная камера; 2 - шток; 3 - отверстия для ввода газа в сильфонный клапан и в газлифтную камеру; 4 - клапан; 5 - штуцерное отверстие; 6 - сальник; 7 - скважинная газлифтная камера; 8 - основной (верхний) штуцер; 9 - отверстия для ввода газа в пружинный клапан; 10 - шток с двумя (верхней и нижней) клапанными головками; 11 - пружина; 12 - вспомогательный (нижний) штуцер; 13 - гайка; 14 - насосно-компрессорные трубы; 15 - эксплуатационная колонна.

- по принципу действия выделяют клапаны: а) управляемые давлением либо газа в затрубном пространстве (см. рис 6, а, б), либо жидкости в НКТ (см. рис. 6, в); б) дифференциальные, которые открываются и закрываются в зависимо­сти от перепада давлений в затрубном пространстве и в НКТ на уровне клапана (см. рис. 6, г);

- по конструктивному исполнению различают сильфонные (см. рис. 6, а, б, в), пружинные (см. рис. 6, г) и комбинированные клапаны.

Сильфонные клапаны работают либо от давления в кольцевом (затрубном) пространстве Р_к(см. рис. 6, а, б), либо от давления в трубах Р_тр(см. рис. 6, в). Их отличительный элемент - сильфонная камера 1, заряженная азотом до давления Р_с. Так как давление Р_сповышенное, то клапан нормально закрыт. Гофрированная стенка сильфона обеспечивает перемещение штока с клапанной головкой.

Пружинный газлифтный клапан (см. рис. 6, г) относится к дифференциальному типу. Отличительным элементом его является пружина 11, которая держит шток прижатым к вспомогательному (нижнему) штуцеру 12. При этом клапан нормально открыт. Расход газа через клапан (пропускная способность) регулируется числом или размером отверстий 9.

Упругими элементами комбинированных клапанов служат сильфон и цилиндрическая пружина, воспринимающая на себя часть нагрузки. Это обеспечивает большую чувствительность клапана к изменениям давления при открытии и закрытии.

Наибольшее применение нашли съемные сильфонные газлифтные клапаны типа Г, например, Г-38, Г-38Р, где цифра указывает условный наружный диаметр клапана (в мм), буква Р - рабочий клапан (без буквы Р - пусковой). Их применение обеспечило возможность пуска скважин при давлениях, превышающих рабочее давление на 0,6 – 1,0 МПа, то есть почти при рабочих давлениях. Клапаны устанавливают в карманы скважинных газлифтных камер, где они фиксируются кулачковым фиксатором, подпружиненной втулкой или фиксирующей цангой. Для уплотнения клапана в кармане предусмотрены верхняя и нижняя посадочные поверхности, а для входа закачиваемого газа - перепускные отверстия.

Регулирование режима закачки газа осуществляется сменными дросселями, а герметизация клапана в кармане - манжетами. Газлифтный клапан включает в себя также обратный клапан, предназначенный для предупреждения перетока жидкости из подъёмных труб в затрубное пространство.

Эти клапаны извлекаются из скважины и устанавливаются без её глушения набором инструментов канатной техники. Для проведения ремонтных работ в кармане устанавливается циркуляционная пробка, а при необходимости заглушить перепускные отверстия - глухая пробка.