Глубинные газлифтные клапаны

В настоящее время при эксплуатации скважин используется большое количество различных глубинных клапанов, принци­пиально предназначенных для установления или прекращения взаимосвязи подъемника с различными межтрубными про­странствами. Все многообразие глубинных клапанов можно классифицировать по следующим признакам:

1. По назначению:

1.1. Пусковые - предназначены, в основном, для запуска газлифтных скважин в эксплуатацию, но широко применяются и при других способах эксплуатации; например, для повыше­ния эффективности работы скважин при явлении пульсации (сглаживание пульсаций).

1.2. Рабочие - предназначены для ввода газа в подъемник при газлифтной эксплуатации.

1.3. Концевые - предназначены для поддержания рабочего уровня жидкости ниже этого клапана и обеспечивают равно­мерное поступление газа в подъемник через клапан при изме­нении расчетных параметров газлифта, предотвращая явление пульсации. Устанавливаются эти клапаны вблизи башмака подъемника.

2. По конструкции:

2.1. Пружинные. 2.2. Сильфонные. 2.3. Комбинированные.

3. По характеру работы:

3.1. Нормально открытые. 3.2. Нормально закрытые.

4. По давлению срабатывания:

4.1. От давления в затрубном пространстве. 4.2. От давления в НКТ (подъемнике).

По принципу действия клапаны являются дифференци­альными.

На рис. 4.9 приведены основные схемы глубинных клапа­нов. Все клапаны нижней части имеют промывочные обратные клапаны (на рис. 4.9 они не показаны).

Рис. 4.9. Принципиальные схемы глубинных клапанов:

а - пружинный; б - сильфонный, срабатывающий от давления в затрубном пространстве Р_к; в - сильфонный, сра­батывающий от давления в трубах Р_т (подъемнике); г - ком­бинированный; 1 - нижнее седло клапана; 2 - нижний клапан; 3 - шток клапана; 4 - сильфонная камера; 5 - регулировочная гайка; 6 - пружина; 7 - упор пружины; 8 - отверстие в корпусе клапана; 9 - верхний клапан; 10 - верхнее седло клапана; 11 -корпус клапана; 12 - стенка НКТ

Пружинный клапан (рис. 4.9, а) - по характеру работы от­носится к нормально открытым клапанам дифференциального типа. Клапан состоит из двух седел 1 и 10, двух клапанов 2 и 9, соединенных штоком 3. На штоке имеется пружина 6, один конец которой связан через упор 7 с корпусом клапана 11, а другой - со штоком 3 через регулировочную гайку 5, закрепленную на нем. Клапан размещен в корпусе 11 и устанавливается на внешней стороне колонны НКТ 12.

В рабочем (открытом) положении нижнее седло 1 закрыто клапаном 2 за счет сжатой пружины 6. Верхний клапан 9 от­крыт. Газ под давлением Р_к из затрубного пространства через отверстие 8 и верхнее седло 10 поступает в колонну НКТ (подъ­емник), газирует продукцию скважины, в результате чего через определенный промежуток времени давление Р_т в НКТ и внутри корпуса клапана снижается.

Сильфонные клапаны выполняются по двум схемам: сраба­тывающие от давления в затрубном пространстве Р_к (рис. 4.8, б) и от давления в трубах Р_т (рис. 4.9, в). Основным элементом таких клапанов является сильфонная камера 4, заполненная, как правило, азотом до давления Р_с.

При повышении давления в затрубе газ сжимает сильфон, что приводит к открытию клапана 5 и поступлению сжатого газа в подъемные трубы. Клапан остается открытым до тех пор, пока расход газа не будет таким, при котором давление в затрубье станет меньше давления в сильфоне. Тогда клапан закроется.

Комбинированный клапан, представленный на рис. 4.9, г, является синтезом пружинного и сильфонного клапанов.

Газлифтные клапана являются дорогостоящими сложными системами и требуют не только высококачественных материа­лов, но и высокоточной технологии их изготовления.