3.3.4. Циркуляционные и ингибиторные клапаны

В современном скважинном оборудовании для газлифтного способа добычи нефти, особенно при эксплуатации скважины в период ее естественного фонтанирования, для освоения, глушения и промывки скважины, обработки скважины различными химическими реагентами и других технологических операций применяются циркуляционные клапаны.

Циркуляционные клапаны могут спускаться на колонне подъемных труб (центральные, стационарные) либо устанавливаться инструментами канатной техники в карманах скважинных камер в период работ с их участием (эксцентричные, съемные).

Различаются клапаны гидравлические, управляемые (открытые и закрытые) давлением жидкости, механические, управляемые инструментами канатной техники, и гидромеханические с применением обоих способов.

Клапаны КЦМ выпускаются в двух вариантах: с максимальным и малым диаметрами а перепускных отверстий.

Клапаны с максимальным условным диаметром перепускных отверстий устанавливаются на колонны подъемных труб над пакером или разъединителем колонны и обеспечивают прямую или обратную циркуляцию жидкости при освоении, промывке пробок и т. п.

Клапаны с малым условным диаметром перепускных отверстий устанавливаются ниже ниппеля для клапана-отсекателя и служат для аэрации столба жидкости в скважине при освоении.

Клапан (рис. 3.11) состоит из скользящей гильзы 6 с перепускными отверстиями 5 и двумя расточками б для плашек толкателя, входящего в комплект инструментов ИКПГ и управляемого канатной техникой. Гильза герметизирована в корпусе уплотнениями 3 и фиксируется в нем в двух положениях - "открыто" и "закрыто" при помощи фиксатора 2 и канавок а. Толкатель, упираясь в бурт канав¬ки б, перемещает гильзу до совпадения перепускных отверстий 5 и 4, сообщая при этом затрубное пространство с полостью подъемных труб [1].

Клапан закрывается толкателем с противоположной стороны гильзы.

Циркуляционный клапан КЦГ предназначен для быстрого глушения скважины в аварийных ситуациях.

Клапан КЦГ является клапаном разового действия и открывается при избыточном давлении в подъемных трубах или в затрубном пространстве.

Клапан КЦГ открывается при подаче давления внутрь за счет разности уплотняемых диаметров втулки, ствола и золотника При этом золотник, срезая винты, спускается по стволу и открывает перепускные отверстия клапана. 

Техническая характеристика клапанов приводится в таблице 3.4.

Параметры	КЦГ-75-350	КЦГ-62-50	КЦГ-150-140
"рабочее давление, МПа	35	50	14
Максимальное давление открытия клапана, МПа: Снаружи Изнутри	15,0 38,0	12,7 53,0	22,0 23,0
Диаметр проходного отверстия, мм	75	61	150
Условный диаметр перепуск­ных отверстий (по суммарно­му сечению), мм	77	62	140
Рабочая среда	Нефть, газ, газоконденсат, пластовая вода (рН = 4,2-6,8) с содержанием механических примесей до 0,1 г/л
Максимальная температура рабочей среды, К	373
Габаритные размеры, мм: Диаметр Длина	125	НО	220
	550	650	760
Масса, кг	22,5	23,5	54,0

Циркуляционный клапан 1КЦГ применяется в фонтанных и газлифтных установках для одновременной раздельной добычи нефти из двух пластов одной скважины.

Клапан 1КЦГ состоит из корпуса, в котором перемещается золотник. На наружной поверхности золотника имеются фигурные (длинные и короткие) пазы, в которые входит фиксатор.

Техническая характеристика клапанов

Клапан спускается в скважину в закрытом положении. Для открытия клапана в него с устья сбрасывается седло с шариком и создается давление в трубах, под действием которого золотник перемещается вниз до упора. При увеличении давления опорный бурт седла деформируется и седло с шариком падает вниз, освобождая

проход клапана. Пружина возвращает золотник вверх. Палец фиксатора при этом переходит в длинный паз золотника и фиксирует его в открытом положении. В открытом клапане перепускные окна в корпусе и золотнике совпадают. Для закрытия клапана необходимо сбросить новое седло с шариком и повторить операцию.

Циркуляционный клапан 2КП (рис. 3.12 а) состоит из ствола 1, на который надет дифференциальный золотник 4, поджатый пружиной 3, усилие которой регулируется гайками 2. От диаметрального перемещения золотник предохранен винтами 5, входящими в глухие пазы на стволе 1.

Клапан открывается при избыточном давлении в нем, которое, действуя на разность площадей золотника 4, перемещает его вверх, сжимая пружину. Клапан закрывается усилием пружины при отсутствии избыточного давления в трубах.

Циркуляционный клапан типа ЗКПО применяется в установках внутрискважинного газлифта.

Циркуляционный клапан установки УВЛГ (рис. 3.13) служит для перепуска продукции скважин из затрубного пространства в подъемные трубы при внутрискважинном газлифте. 

В клапане перепускные отверстия корпуса 4 перекрываются золотником 2 при его верхнем положении, в котором он фиксируется фиксатором 1. Посадочный ниппель 5 имеет поверхность б, по которой уплотняется глухая пробка. Канавка а ниппеля служит для фиксации в ней фиксаторов глухой пробки.

При посадке глухой пробки в ниппель последняя толкает буртом золотник 2 в нижнее положение, при котором окна на золотнике и в корпусе совпадают и открывают клапан.

При извлечении пробки подвижная втулка пробкой перемещается в верхнее положение, закрывая клапан.

При технологических операциях, проводимых при эксплуатации и ремонте газлифтных скважин, в карманы скважинных камер устанавливаются глухие пробки и циркуляционные клапаны взамен газлифтных клапанов. Глухие пробки в отличие от циркуляционных клапанов не имеют перепускных отверстий. Клапаны и пробки изготовляются из базовых деталей газлифтных клапанов, уплотняются в скважинных камерах манжетами и фиксируются в них с помощью кулачкового фиксатора ФК-38 либо цангой. Перепускное отверстие при посадке в камеру совпадает с перепускными отверстиями скважинных камер и обеспечивает Циркуляцию жидкости между затрубным и трубным пространствами.

 

Пробки и клапаны устанавливаются в скважинных камерах инструментами канатной техники, так же как и газлифтные клапаны Г.

Ингибиторные клапаны предназначены для подачи из затрубного пространства в полость подъемных труб ингибиторов разного назначения в процессе эксплуатации скважины.

Клапаны КИНГ (рис. 3.14, табл. 3.5) устанавливаются в карман скважинной камеры инструментом ИСК из комплекта КИГК при помощи канатной техники и извлекается цанговым инструментом ИЦ из того же комплекта. Инструментами захватывают клапан за головку 1.

Таблица 3.5- Техническая характеристика ннгибнториых клапанов КИНГ

Параметры	КИНГ-75-350		КИНГ-150-140
Рабочее давление, МПа	35		14
Перепад давлений открытия клапана,
МПа:
миинимальный	0,5		0,5
максимальный	5,0		5,0
Диаметр проходного отверстия,	76		150
мм
Рабочая среда	Нефть, газ,	газоконденсат, пластовая вода
	(рН = 4,2-6,8) с содержанием механиче­
	ских примесей до 0,1 г/л
Максимальная температура рабочей	373		373
среды, К
Габаритные размеры, мм:
Диаметр	125		220
Дчина	395		475
Масса, кг	14,5		45,0

Клапан в кармане фиксируется при помощи цанги 11, которая входит в специальную расточку кармана камеры и разжимается в нем буртом корпуса 10, который входит в цангу при посадке.

При снятии клапана цанги освобождаются после среза штифта 12.

Клапан в кармане камеры герметизируется уплотнениями 2 и 8 таким образом, что ингибитор из затрубного пространства поступает через перепускные отверстия камеры, отверстие во втулке 3 и клапан, состоящий из седла 4, шарика 5, штока 6 и пружины 7.

При помощи втулки 9 клапан настраивается на определенное давление открытия и, открываясь, перепускает ингибитор через втулку 9 и наконечник 14 внутрь полости подъемных труб. Обратный клапан 15 препятствует перетоку жидкости из полости подъемных труб в затрубное пространство.

Ингибиторный клапан КИНГ спускается в скважину на колонне подъемных труб.