Внутрискважинное противовыбросовое оборудование фонтанных скважин. клапан-отсекатель-курсовая работа

Модернизация внутрискважинного противовыбросового оборудования фонтанных скважин: клапана-отсекателя.
Исходные данные:
Клапан-отсекатель КАУ-89-350;
рабочее давление клапана-отсекателя - ;
глубина скважины - ;
дебит жидкости - ;
плотность жидкости - ;
динамическая вязкость - ;
давление на забое - ;
давление у клапана-отсекателя при ГНВП - ;
Курсовое проектирование заключается в разработке оборудования на стадиях технического предложения и эскизного проекта и направлено на решение следующих основных задач:
1. Обоснование выбора технического решения по разрабатываемому оборудованию:
1.2. Обзор и критический анализ научно-технической и патентной информации
1.3. Выбор аналога, его функциональный (функционально-стоимостной) анализ и
определение направления модернизации или замены.
1.4. Суть и описание технического решения.
2. Эскизный проект оборудования по выбранному техническому решению:
2.1.  Разработать чертеж общего вида.
2.2.  Выполнить расчеты основных параметров оборудования.
Клапан-отсекатель типа КАУ в открытом виде (рис. 2, а) с замком (рис. 3, а), присоединенным к муфте, спускается в скважину после выхода на заданный режим эксплуатации. Замок, соединенный со спускным инструментом (из комплекта ИКПГ) при помощи канатной техники, фиксирует клапан-отсекатель в посадочном ниппеле цангой. Для того чтобы цанга прошла через суженную часть ниппеля, спускным инструментом отжимается втулка замка. Уплотнение клапана в ниппеле осуществляется манжетами.
Запорным органом клапана-отсекателя КАУ-89-350 служит хлопушка, установленная на оси, закрепленной в кожухе. При подаче давления через трубку управления в канал а поршень с толкателем перемещается по цилиндру вниз, размыкая контакт между упором переводника и втулкой, в результате чего выравнивается давление в полостях над и под хлопушкой. Затем толкатель открывает хлопушку и, входя в кольцо, изолирует рабочие поверхности хлопушки и седла от воздействия потока. Перемещение поршня ограничивается упором толкателя в корпус седла.
Как только давление в трубке управления будет сброшено, поршень под действием пружины 5 (см. рис. 3) возвратится в верхнее положение и толкатель освободит хлопушку, которая захлопнется.
В клапане-отсекателе КАУ-73-500 (см. рис. 2,б) запорным органом служит шар, присоединенный к седлу двумя плечами.
При перемещении поршня совместно с седлом шар поворачивается, поскольку он связан штифтами с неподвижным кожухом. Ход поршня ограничивается упором толкателя в корпусе седла.
Клапан-отсекатель типа КА (см. рис. 2, в) спускается в скважину вместе с уравни-тельным клапаном КУМ (см. рис, 16,б) и замком 13К, при помощи которого он фиксиру-ется и уплотняется в посадочном ниппеле.
В цилиндре клапана установлен поршень, подпираемый пружиной, сила сжатия которой регулируется кольцами. На конце поршня установлены сменный дроссель и седло, связанное плечом с шаром. Шар в цилиндре установлен на эксцентричных штифтах, входящих в пазы а (см. рис. 2). При увеличении расхода через дроссель выше за-данного поршень с шаром перемещается вверх, сжимая пружину. Благодаря кинематической связи седла , шара и цилиндра шар поворачивается и закрывает проход клапана.

Исходя из приведенного анализа, можно сформулировать основные требования, предъявляемые к глубинным предохранительным клапанам-отсекателям с автономным регулированием для фонтанного способа добычи нефти:
а) обеспечение надежного автоматического перекрытия центрального канала при нарушении оптимального режима работы сква¬жины;
б) обеспечение надежной установки на необходимой глубине; в) спуск и извлечение клапана-отсекателя из скважины с минимальной тратой времени и средств и по возможности без подъема-спуска колон¬ны НКТ;
г) возможность проведения необходимых технологических операций в скважинах, оборудованных отсекателями (обработка пласта химическими реагентами и аналогичные операции);
д) улучшение ус¬ловий нормальной эксплуатации скважины (возможность ремонта устье¬вого и глубинного оборудования без глушения скважины и т. п.);
е) воз¬можность оборудования этими устройствами действующих скважин без изменения их конструкции и замены устьевого и другого оборудова¬ния;
ж) устойчивость отсекателя к агрессивным средам и высоким температурам в течение длительного времени;
з) простота конструк¬ции, безотказность в работе, минимальные габариты и металлоемкость.

Техническое предложение:
Основным органом клапана-отсекателя, от которого зависит его работа – является подвижный узел, обеспечивающий перекрытие проходного сечения НКТ, поэтому его модернизация будет определять основные параметры устройства. Предлагаю увеличить проходное сечение клапана-отсекателя за счет изменения геометрии и формы перекрывающего узла или перенос этого узла в корпус (использование вставной гильзы для перекрытия отверстий в корпусе путем ее вертикального перемещения) и применения материала, имеющего повышенные коррозионно- и износостойкие свойства, для его изготовления.