200236. lajstromszámú szabadalom • Nyomással vezérelt csőmembrános segédgázszelep
A találmány tárgya a mechanikus kőolajtermelésben használható nyomással vezérelt segcdgázszelep, amely el van látva a csőmembrán védelmét biztosító elemekkel cs a kamra töltési nyomásának beállítását biztosító töltőszelcppel. A mechanikus kőolajtcrmelési módszerek egyik elterjedt megoldása a segédgázas termelés. Ennek lényege, hogy a felszínről a kút béléscsöve és termelőcsöve közti gyűrűstéren át nagynyomású gázt vezetnek a termelik;síiben elhelyezkedő folyadékba. A segédgázas termelésnek két különböző mechanizmussal működő válfaja van, a folyamatos, illetve időszakos termelés. A folyamatos segédgázas termelés esetében a termelőcsőben levő folyadékbe megfelelő mélységben folyamatosan adagolt segédgázas termelés esetében a termelőcsőben levő folyadékba megfelelő mélységben folyamatosan adagolt folyadékba megfelelő mélységben folyamatosan adagolt segédgáz a gázinjekció pontja feletti termelőcső-szakaszban az áramlási gradienst jelentősen lecsökkenti. Ennek hatására a termelőcső áramlási ellenállása csökken, a kút talpán rendelkezésre álló nyomás a termelt folyadékot felszínre tudja emelni. Időszakos segédgázas termelés esetében a termelőcsőbe beáramlott, de onnan a felszínre emelkedni nem képes folyadékoszlop alá nagynyomású segédgázt injektálva a gáz expanziója a folyadékoszlopot a felszínre löki. Az injektálást periodikusan végezve, az időszakonként összegyűlt folyadékmennyiségeket ki lehet termelni. A segédgázas termelés mindkét válfajának gazdaságos megvalósítása érdekében a segédgáznak a termelőcsőbe történő injektálását szabályozni kell. Azt a feladatot a segédgázszelepek látják el, amelyeket a termelőcsőoszlop meghatározott mélységébe vagy mélységeibe helyeznek el. A jelenleg világszerte alkalmazott segédgázszelepek döntő hányada a nyomással vezérelt szelepek típusához tartozik, amelyek jellemzője, hogy működésük kiváltását és szabályozását a felszínrtől, a felszíni segédgáznyomás változtatásával lehet megoldani. Az ilyen típusú segédgázszelep legjellemzőbb alkatrésze a kamrateret lezáró, a szelepszár axiális elmozdulásának lehetőségét biztosító csőmembrán. Feladata a szelepkamrában a felszínen benyomott töltőgáz nyomásának tartása közben a segédszelep működéséhez szükséges szelepszár-mozgás lehetővé tétele. A fenti elvi működésű, gáztöltésű, nyomással vezérelt segédgázszelepek megfelelő működésének egyik alapvető követelménye a kamratér kívánt nyomású gázzal a felszínen történő megtöltésének egyszerű, megbízható megoldása. Ezt a feladatot különböző szelepekben különböző módon oldották meg. A CAMCO Inc. gyár segédgázszelepeiben a töltést gépjárművek gumitömlőinél használt rugós szelep és vakdugó alkalmazásával biztosítják. (Composite Catalog of Oil Field Equipment and Services, 37th Rev, 1986—87. p. 875-). Ennél egy - szerűbb megoldású, de a töltés folyamatát bonyolító szerkezet az OTIS Eng. Co. szelepeiben alkalmazott kettős vakdugó. (OTIS Eng. Co. Catalog No. OEC 5338). A HU 145 1259 és HU 145 160 sz. szabadalmak szerint scgédgázszelepekbcn alkalmazott töltőszclepek speciális elzáró-dugót tartalmaznak, amelyeket a töltés után alacsony hőmérsékletű 'y széndioxidgázzal kell hűteni a megfelelő gáztömörség elérése érdekében. A gáztöltésű, csőmembrános segédgázszelepek megfelelő működésének egy másik fontos követelménye a csőmembrán mechanikai deformációjának megelőzése. A kútban uralkodó, általában jelentős nyomás ugyanis a kút termelőcsövéhez megfelelő mélységben rögzített segédgázszelep csőmembránját deformálni igyekszik, mivel üzemszerű működés közben a csőmembránra kívülről közvetlenül a kútban uralkodó nyomás hat. Ennek hatására a csőmembrán alakja torzulhat, esetleg felszakadhat. Az első eset eredménye helytelen működés lesz, míg az utóbbi esetben a segédgázszelep működésképtelenné válik. A csőmembrán védelmét a HU 145 159 és HU 145 160 sz. szabadalmak vezetőgyűrűvel osztott többrészes csőmembrán alkalmazásával oldják meg. Egy másik ismert megoldásnál (McMurry/Hughes, Inc.: Gas Lift Valves and Mandrels) a csőmembrán konvolucióiban teflongyűrűket helyeznek el a káros deformáció elkerülése érdekében. A találmány szerinti segédgázszelepben a csőmembrán külső és belső túlnyomás elleni védelmét az ismertetett, általában bonyolult és költséges megoldásokkal szemben egyszerűen oldják meg. A külső túlnyomás esetében a fellépő membrán-deformációt a kamratest hengeres kiképzése, a kamranyomás deformáló hatását a segédgázszelep külső hüvelye akadályozza meg. A segédgázszelep gázterének feltöltését és nyomásának pontos beállítását a találmány szerinti segédgázszelepben rugós terhelésű töltőszelep biztosítja. Evvel a megoldással az ismert kamratöltési módszereknél és töltőszelep-megoldásoknál egyszerűbben és gyorsabban végezhető el a segédgázszelep felszíni töltése. A találmány célja az ismert csőmembrán-védelmi eljárások hátrányainak kiküszöbölése és olyan segédgázszelep kialakítása, amelyben a csőmembrán külső vagy belső túlnyomás elleni védelme egyszerűen oldható meg. Ezenkívül a kamratest gázzal való feltöltésének és a gáznyomás beállításának megoldását is az ismert módszereknél egyszerűbben oldja meg. A találmány szerinti nyomással vezérelt csőmembrános segédgázszelepre jellemző, hogy a csőmembrán kívülről a furatos hüvellyel, belülről a kamratesttel érintkezik, továbbá a töltőszelepnek rugalmas gyűrűre felfekvő rugóval terhelt záróteste van. A találmányt egy kiviteli példa kapcsán rajzok alapján ismertetjük. A mellékelt rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti nyomással vezérelt segédgázszelep egy lehetséges kiviteli alakjának vázlatos hosszmetszete, a 2. ábra a találmány szerinti nyomással vezérelt segédgázszelep töltőszelepének vázlatos hosszmetszete. A tab'-'mány szerinti nyomással vezérelt segédgézszelep működési elve ismert, azt egy lehetséges kiviteli alakban az 1. ábra mutatja. A segédgázszelep 3 kamratestéhez van hegesztve a 4 csőmembrán felső pereme, aminek alsó pereme az 5 szelepszárhoz csatlakozik. Az 5 szelepszárba 2002 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
