Для чего предназначены газлифтные клапаны (5 видео)

Содержание

СКВАЖИННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗЛИФТНОГО СПОСОБА ДОБЫЧИ НЕФТИ. ГАЗЛИФТНЫЕ КЛАПАНЫ
Газлифтные клапаны
Газлифтные клапаны
💥 Видео

Видео:Система изменения фаз газораспределения на примере CVVTСкачать

СКВАЖИННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗЛИФТНОГО СПОСОБА ДОБЫЧИ НЕФТИ. ГАЗЛИФТНЫЕ КЛАПАНЫ

Газлифтные клапаны — устройства для автоматического установления или прекращения сообщения между внутренней полостью колонны подъемных труб и затрубным пространством, занятым нагнетаемым в скважину газом.

Все известные газлифтные клапаны можно классифицировать следующим образом [20] (рис. 4.7.1):

• по назначению — пусковые и рабочие;

• по принципу управления — управляемые давлением нагнетаемого газа;

• управляемые давлением газожидкостной смеси в подъемных трубах и управляемые перепадом трубного и затрубного давлений;

• по способу размещения в колонне подъемных труб — эксцентрично расположенные и центральные;

• по типу чувствительного элемента клапана — сильфонные, пружинные, мембранные и комбинированные;

• по способу установки — съемные и стационарные.

Пусковые клапаны обеспечивают пуск скважины методом аэрации при последовательном автоматическом увеличении глубины ввода газа. При работе скважины на установившемся режиме пусковые клапаны остаются все время закрытыми, а газ подается через рабочие клапаны. Управляющим давлением для этих клапанов является давление газожидкостной смеси в колонне подъемных труб.

При непрерывном газлифте в качестве нижнего рабочего клапана можно использовать пусковой, отрегулированный на открытие при давлении, соответствующем глубине ввода газа.

Открытие или закрытие газлифтного клапана осуществляется чувствительным элементом, который настраивается до установки клапана в скважину на определенное усилие. Чувствительным элементом в клапанах может быть сильфонная или мембранная камера, пружина или комбинация их.

Клапаны с сильфонными, пружинными и комбинированными чувствительными элементами могут быть уравновешенными и неуравновешенными. Для уравновешенных клапанов давления открытия и закрытия равны.

Рис. 4.7.1. Классификация газлифтных клапанов

Широкое применение в нефтедобывающей промышленности нашли газлифтные клапаны с сильфонным чувствительным элементом. Сильфонную камеру клапана заряжают азотом, давление которого в ней для правильной работы клапана должно быть увязано с параметрами скважины и нагнетаемого газа.

Основными узлами неуравновешенного сильфонного газлифтного клапана, управляемого давлением нагнетаемого газа (рис. 4.7.2, а, б),являются корпус, узел зарядки, сильфон, шток, седло и обратный клапан, предотвращающий обратный переток жидкости, что особо важно при установке пакеров, посадка которых осуществляется гидравлическим или гидромеханическим способами.

Клапан работает следующим образом: давление азота в сильфонной камере действует на его эффективную площадь и создает силу, прижимающую шток к седлу.

Давление нагнетаемого газа в затрубном пространстве и давление газожидкостной смеси в колонне подъемных труб стремятся открыть клапан (см. рис. 4.7.2, а). Баланс сил в клапане непосредственно перед открытием имеет следующий вид [10]:

где р_с — абсолютное давление в сильфонной камере, МПа; р_г — абсолютное давление нагнетаемого газа на глубине ввода в клапан, МПа; р_т — абсолютное давление газожидкостной смеси в колонне подъемных труб на глубине расположения клапана, МПа; S_эф — эффективная площадь сильфона, см 2 ; S₀ — площадь проходного сечения седла клапана, см 2 .

Рис. 4.7.2. Схема неуравновешенного газлифтного клапана сильфонного типа:

а, б — управляемого давлением нагнетаемого в скважину газа; в, г — управляемого давлением газожидкостной смеси в колонне подъемных труб; а, в — клапан в закрытом положении; б, г — клапан в открытом положении; 1 — узел зарядки; 2 — кожух; 3 — сильфон; 4 — шток; 5 — седло; 6 — корпус седла; 7 — обратный клапан; 8 — дроссель

Рис. 4.7.3. Газлифтные клапаны Г:

а — Г-20Р; б — Г-25Р; в — 1Г-25Р; г — Г-38Р; д — Г-20; е — Г-25; ж — 1Г-25; з — Г-38

Читайте также: Сборка поршневой ваз 2110 8 клапанов

1 — штифт; 2 — втулка; 3 — пружина; 4 — фиксатор; 5— ввертный зарядник; 6 — золотник; 7 — сильфонная камера; 8 — кожух; 9 — шток; 10 — набор манжет; 11 — седло; 12 — обратный клапан; 13 — цанга; 14 — втулка; 15 — дроссель

Эффективная площадь сильфона определяется в зависимости от наружного (R_н)и внутреннего (R_в) радиусов гофра сильфона:

Отношение площадей S₀/S_эф = R определяет степень неуравновешенности клапана.

Исходя из (4.7.1) давление в сильфонной камере и давление нагнетаемого газа, при котором клапан откроется, определяют соответственно по уравнениям:

Конструктивное исполнение газлифтных клапанов представлено на рис. 4.7.3.

Клапаны фиксируют в скважинных камерах специальными фиксирующими устройствами, выполненными в виде самостоятельного изделия либо в виде узла самого клапана.

Клапаны Г-38 и Г-38Р фиксируют при помощи кулачкового фиксатора ФК-38 (рис. 4.7.4), который наворачивают перед спуском на посадочную головку 3. При посадке клапана в скважинную камеру выступ кулачка 6 задевает за край кармана камеры и кулачок, поворачиваясь, утопает в окне а, обеспечивая проход фиксатора в расточку кармана. Когда окно совпадает с расточкой, кулачок под действием пружины 9 выходит из окна и своим выступом фиксирует клапан в расточке кармана.

Рис. 4.7.4. Кулачковый фиксатор ФК-38:

1 — съемная головка; 2 — разрезная втулка; 3 — посадочная головка; 4 — шток отключения; 5 — штифт; 6 — кулачок; 7 — ось; 8 — установочный винт; 9 — пружина

При извлечении фиксатора с клапаном из скважинной камеры при помощи инструмента канатной техники срезается штифт 5, шток отключения 4 поднимается и освобождает кулачок, выступ которого под действием пружины утапливается в окне фиксатора, позволяя извлечь клапан.

Видео:Пружинные предохранительные клапаныСкачать

Газлифтные клапаны

Существует большое число глубинных клапанов разнообразных конструкций. Все клапаны по своему назначению можно разделить на три группы.

1. Для пуска газлифтных скважин и их освоения применяются пусковые клапаны

2. Для непрерывной или периодической работы газлифтных скважин применяются рабочие клапаны. При периодической эксплуатации через эти клапаны происходит переток газа в НКТ в те моменты, когда над клапаном накопится столб жидкости определенной высоты, и эти клапаны перекрывают подачу газа после выброса из НКТ жидкости на поверхность.

3. Для поддержания уровня жидкости в межтрубном пространстве ниже клапана на некоторой глубине устанавливают концевые клапаны. Они устанавливаются вблизи башмака колонны труб.

По конструктивному исполнению газлифтные клапаны очень разнообразны. В качестве упругого элемента в них используется либо пружина (пружинные клапаны), либо сильфонная камера, в которую заблаговременно закачан азот до определенного давления (сильфонные клапаны). В этих клапанах упругим элементом является сжатый азот. Существуют комбинированные клапаны, в которых используются и пружина, и сильфон. По принципу действия большинство клапанов являются дифференциальными, т. е. открываются или закрываются в зависимости от перепада давлений в межтрубном пространстве и в НКТ на уровне клапана. Они используются как в качестве пусковых, так и в качестве рабочих.

Газлифтные клапаны для различных условий эксплуатации имеют разные конструктивные исполнения. Наиболее распространена следующая классификация клапанов: – по направлению потока рабочего агента – нормальные (из затрубного пространства в трубы) и обратные (из труб в

– по способу крепления – стационарные и съемные. Последние имеют преимущественное распространение, поскольку для их смены не требуется подъема насосно-компрессорных труб, но обладают большим поперечным габаритом;

– по расположению стационарных клапанов – эксцентричные (устанавливаются сбоку) и концентричные – рукавные. Последние охватывают трубу и могут пропускать большие расходы газа.

Читайте также: Клапан егр гольф 4 ремонт

Съемные клапаны могут быть с центральной установкой и в боковых карманах скважинных камер. Последние – наиболее распространены, так как при любом числе клапанов в установке поперечное сечение лифта остается свободным.

Меняют клапаны специальным набором спускаемого на канате инструмента. Для этой цели используются агрегаты для скважинных канатных работ, включающие передвижную лебедку с гидроприводом и оборудование устья скважины с лубрикатором и превентором.

Перед спуском в скважину газлифтные клапаны настраивают на соответствующее проекту газлифтной установки давление открытия и закрытия. На специальных стендах заряжают сильфонные камеры нейтральным газом (азотом) до расчетного давления, затем проверяют срабатывания клапана. При расчете давления зарядки учитывают, что отклонение скважинкой температуры от стендовой требует внесения соответствующей поправки.

Клапан, управляемый рабочим давлением, закрывается при его снижении (рис. 8.2). Он состоит из камеры 1 с сильфоном 2, к которому прикреплен шток 3 с шаровым клапаном 5, закрывающим отверстие в седле 6. Сообщение клапана с межтрубным пространством происходит через штуцерное отверстие 4.

Этот клапан часто используется как пусковой, поскольку им легко управлять, меняя рабочее давление.

Клапан, управляемый давлением газожидкостной среды (рис. 8.3), закрывается при его снижении. Этот тип клапана может быть использован в качестве рабочего, поскольку в определенных пределах степень его открытия зависит от давления столба жидкости и, будучи установлен вблизи забоя, он способствует поддержанию забойного давления, увеличивая расход газа при увеличении обводненности, при отложении парафина на трубах и других явлениях, приводящих к росту давления на башмаке труб. Кроме того, клапаны, управляемые давлением среды, пригодны в качестве пусковых для систем одновременной раздельной эксплуатации нескольких пластов одной скважины (ОРЭ), поскольку

процесс освоения каждого пласта управляется независимо.

Рисунок 4.2 – Газлифтный клапан, работающий от рабочего давления

Рисунок 4.3 –Газлифтный клапан, работающий от давления газожидкостной среды

1 – камера; 2 – сильфон; 3 – шток: 4 – штуцерное отверстие;

5 – шаровой клапан; 6 – отверстие в седле; р_р – давление рабочего агента на уровне клапана; р_т – давление в среде; р_нп – давление зарядки сильфона

Клапан дифференциального действия (управляемый перепадом давлений) открывается, когда перепад давлений рабочего агента и среды меньше заданного. Обязательным элементом в клапане является пружина.

Этот клапан нормально закрытый. Его целесообразно применять для периодической газлифтной эксплуатации.

В мировой практике известно, кроме описанных основных типов, много их разновидностей, в том числе клапаны с пилотным управлением, у которых давления открытия и закрытия практически совпадают (сбалансированные), с резиновым запорным органом, с гидравлическим амортизатором для гашения пульсаций и др.

Видео:Типы регулирующих клапановСкачать

Газлифтные клапаны

Существует большое число глубинных клапанов разнообразных конструкций.

Все клапаны по своему назначению можно разделить на три группы.

1. Для пуска газлифтных скважин и их освоения применяются пусковые клапаны

Читайте также: Спринклерный клапан шалтан dn150

Газлифтные клапаны для различных условий эксплуатации имеют разные конструктивные исполнения. Наиболее распространена следующая классификация клапанов:

– по направлению потока рабочего агента – нормальные (из затрубного пространства в трубы) и обратные (из труб в затрубье);

Клапан, управляемый рабочим давлением, закрывается при его снижении (рис. 4.2). Он состоит из камеры 1 с сильфоном 2, к которому прикреплен шток 3 с шаровым клапаном 5, закрывающим отверстие в седле 6. Сообщение клапана с межтрубным пространством происходит через штуцерное отверстие 4.

Этот клапан часто используется как пусковой, поскольку им легко управлять, меняя рабочее давление.

Клапан, управляемый давлением газожидкостной среды (рис. 4.3), закрывается при его снижении. Этот тип клапана может быть использован в качестве рабочего, поскольку в определенных пределах степень его открытия зависит от давления столба жидкости и, будучи установлен вблизи забоя, он способствует поддержанию забойного давления, увеличивая расход газа при увеличении обводненности, при отложении парафина на трубах и других явлениях, приводящих к росту давления на башмаке труб. Кроме того, клапаны, управляемые давлением среды, пригодны в качестве пусковых для систем одновременной раздельной эксплуатации нескольких пластов одной скважины (ОРЭ), поскольку процесс освоения каждого пласта управляется независимо.