[1]Устройство относится к нефтяной промышленности, а именно к оборудованию для эксплуатации нефтяных скважин, и может быть использовано для регулирования потока текучей среды, например пластового флюида, а также обеспечения переменной сопротивляемости потоку различных желательных и нежелательных текучих сред в составе текучей композиции.
[2]Наиболее близким по технической сути является «КЛАПАН КОНТРОЛЯ ПРИТОКА» по патенту на полезную модель RU №208553, опубл. 23.12.2021, МПК E21B 34/08, E21B 43/12, содержащий корпус, на который установлена крышка, снабженная входным отверстием в основной канал и входным отверстием в обводной канал, выполненный в форме трубки, завитой по спирали вокруг добывающей колонны, подвижный диск, установленный в направляющую втулку с возможностью осевого перемещения и перекрытия входного отверстия в основной канал, мембрану, а также штуцер, снабженный отверстием, при этом вход в трубку обводного канала и выход из трубки обводного канала расположены последовательно вдоль оси добывающей колонны.
[3]Известный клапан устанавливают на внешнюю поверхность трубы и с колонной обсадных труб спускают в скважину. В процессе спуска в полость добывающей колонны под давлением нагнетают буровой раствор. Конструкцией известного устройства предусмотрено постоянное сообщение внутренней полости добывающей колонны с затрубным пространством. Сообщение с затрубным пространством происходит через отверстие в штуцере, полость корпуса, а также основной и обводной каналы. Таким образом, часть бурового раствора, подаваемого под давлением в полость добывающей колонны при осуществлении ее спуска, поступает в затрубное пространство. Нерегламентированная утечка бурового раствора под большим давлением, помимо потери контроля над технологическими параметрами производимой операции, может привести к неконтролируемому разрушению стенок скважины, сопровождаемому отколом породы и блокировкой колонны.
[4]Задачей заявляемого технического решения является создание клапана контроля притока, исключающего возможность нерегламентированного сообщения внутренней полости монтируемой добывающей колонны с затрубным пространством.
[5]Поставленная задача решена за счет клапана контроля притока, содержащего корпус, на который установлена крышка, снабженная входным отверстием в основной канал и входным отверстием в обводной канал, выполненный в форме трубки, завитой по спирали вокруг несущей трубы, подвижный диск, установленный в направляющую втулку с возможностью осевого перемещения и перекрытия входного отверстия в основной канал, мембрану, при этом в донной части корпуса выполнено сливное отверстие, в которое установлена пробка, выполненная из материала на основе алюминиево-магниевого сплава, разрушаемого при контакте с пластовым флюидом.
[6]Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг. 1 - клапан контроля притока (вид сверху), на фиг. 2 - поперечный разрез клапана контроля притока.
[7]На фиг. 1 и фиг. 2 изображены: клапан 1 контроля притока, корпус 2, крышка 3, основной канал 4, входное отверстие 5 в основной канал, обводной канал 6, входное отверстие 7 в обводной канал, подвижный диск 8, направляющая втулка 9, мембрана 10, пробка 11, подставка 12, вход 13 в трубку обводного канала, выход 14 из трубки обводного канала.
[8]Клапан контроля притока выполнен следующим образом.
[9]Клапан 1 контроля притока содержит корпус 2, внутри которого расположены: направляющая втулка 9, мембрана 10, подвижный диск 8 и подставка 12 под мембрану 10. В донной части корпуса 2 выполнено сливное отверстие, которое сообщает обводной канал 6 с внутренней полостью добывающей колонны. Внутри корпуса 2, в его нижней части установлена подставка 12. На верхней, контактирующей с мембраной 10, поверхности подставки 12 выполнена система каналов. Система каналов выполнена сообщающейся с обводным каналом 6 клапана 1 контроля притока. Выше подставки 12 в корпус 2 установлена мембрана. Мембрана 10 установлена таким образом, что ее нижняя поверхность контактирует с верхней поверхностью подставки 12. Мембрана 10 выполнена из эластичного материала, например, из резины. Мембрана 10 выполнена формой, позволяющей, при расчетном перепаде давления между разделяемыми ей потоками, выгибаясь в направлении от оси колонны, осуществлять осевое перемещение подвижного диска 8. Мембрана 10 закреплена в корпусе 2 клапана 1 контроля притока путем ее прижатия к верхней поверхности внутреннего выступа в корпусе 2. Прижатие осуществляется посредством направляющей втулки 9. Направляющая втулка 9 выполнена с возможностью размещения в ней подвижного диска 8 за счет выполнения внутренней полости втулки 9 большего размера, чем внешний размер диска 8. Подвижный диск 8 размещен в направляющей втулке 9 с возможностью своего осевого перемещения. На корпус 2 клапана 1 установлена крышка 3. Крышка 3 снабжена входным отверстием 5 в основной канал 4 и входным отверстием 7 в обводной канал 6. Подвижный диск 8 в своем крайнем верхнем положении перекрывает входное отверстие 5 в основной канал 4. Опционально входное отверстие 5 и подвижный диск 8 выполнены соосными. Клапан 1 контроля притока содержит обводной канал 6 выполненный в форме трубки, завитой по спирали вокруг добывающей колонны. В сливное отверстие, выполненное в донной части корпуса 2, установлена пробка 11. Пробка 11 выполнена в виде цельной неразъемной детали, имеющей преимущественно форму вращения. Пробка 11 установлена в сливное отверстие любым известным из уровня техники способом, обеспечивающим герметичность соединения, например, посадкой с натягом, посредством закатки, резьбового соединения и прочих. Пробка 11 выполнена из материала, разрушаемого при контакте с пластовым флюидом. Пробка 11 выполнена из химически активного металла в комбинации с легирующим элементом. В качестве активного металла использован алюминий. В качестве легирующего элемента использован магний.
[10]Клапан контроля притока используют следующим образом.
[11]Клапан 1 контроля притока работает, как правило, в составе массива скважинных клапанов установленных на внешней поверхности добывающей колонны. Клапан 1 устанавливают на боковую поверхность трубы и с колонной обсадных труб спускают в скважину. После окончания монтажа добывающей колонны пластовый флюид контактирует с растворимой пробкой 11 и вступает в химическую реакцию с алюминиево-магниевым сплавом. В результате химической реакции происходит постепенное растворение и разрушение пробки 11. В результате разрушения пробки 11, сливное отверстие сообщает внутреннюю полость добывающей колонны с затрубным пространством через полость корпуса 2 и основной 4, и обводной 6, каналы.
[12]После растворения пробок 11 создают перепад давления, и пластовый флюид начинает поступать через входные отверстия 5 и 7 в каналы 4 и 6 соответственно. Основной объем пластовой жидкости поступает в добывающую колонну через основной канал 4. Часть общего потока флюида перемещается по обводному каналу 6 и, после прохождения трубки, завитой по спирали вокруг добывающей колонны, попадает в систему каналов, выполненную на верхней, контактирующей с мембраной 10, поверхности подставки 12. В том случае, если преобладающим объемом в составе добываемой фракции обладает нефть - разница давлений между разделенными мембраной 10 потоками не превышает порогового значения и подвижный диск 8 не перекрывает входное отверстие 5. Если же в обводной канал начинает поступать фракция, обладающая значительно меньшей вязкостью, чем нефть, например, вода или газ, разница давления достигает порога, при котором мембрана 10 выгибается в направлении входного отверстия 5, перемещая к нему подвижный диск 8, который перекрывает основной канал 4. Таким образом, при заборе из скважины нежелательных текучих сред, основной канал 4 оказывается перекрытым, что, как следствие, сокращает содержание нежелательных примесей в общем объеме добытого флюида.
[13]Применение в составе клапана 1 пробки 11, установленной в сливное отверстие, позволяет исключить возможность нерегламентированного сообщения внутренней полости добывающей колонны с затрубным пространством через клапан 1 контроля притока. Использование для изготовления пробки 11 алюминиево-магниевого сплава, разрушаемого при контакте с пластовым флюидом, позволяет, после завершения монтажа добывающей колонны, без применения дополнительного инструмента осуществить через клапан 1 сообщение между полостью добывающей колонны и затрубным пространством.
[14]Техническим результатом заявленного технического решения является исключение возможности сообщения внутренней полости добывающей колонны с затрубным пространством через полость корпуса клапана контроля притока ранее контакта клапана с пластовым флюидом. Технический результат достигается за счет клапана контроля притока, содержащего корпус, на который установлена крышка, снабженная входным отверстием в основной канал и входным отверстием в обводной канал, выполненный в форме трубки, завитой по спирали вокруг несущей трубы, подвижный диск, установленный в направляющую втулку с возможностью осевого перемещения и перекрытия входного отверстия в основной канал, мембрану, при этом в донной части корпуса выполнено сливное отверстие, в которое установлена пробка, выполненная из материала на основе алюминиево-магниевого сплава, разрушаемого при контакте с пластовым флюидом.
