Герметизатор устья скважины

 

ГЕРМЕТИЗАТОР УСТЬЯ СКВАЖИНЫ , содержащий корпус с фланцами, имеющими каналы с клапаном для сброса давления, связанные с приводом плашки, выполненные в виде секторов с уплотнительными элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, секторы выполнены с пазами на внутренней поверхности, имеющими форму усеченного конуса с большим основанием в сторону скважины , в которых установлены с возможностью осевого перемещения фиксаторы для размещения уплотнительных элементов, причем фиксаторы имеют наружную поверхность , ответную поверхности пазов секторов , а клапан для сброса давления выполнен в виде штока с конусной головкой для взаимодействия с плащкой и каналом для совмещения с каналом фланца при открытии плашки.

союз советских социдлистических

РЕСПУБЛИК зОВ E 21 B 33/06 (21) 3519540/22-03 (22) 10. 12.82 (46) 15.06.84. Бюл. № 22 (72) М. А. Расторгуев, В. А. Рассказов, В. И. Логиновский и Ю. Н. Богданов (71) Восточный научно-исследовательский нефтегазовый институт по технике безопасности и промсанитарии (53) 622.245.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 861552, кл. Е 2! В 33/03, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 269088, кл. Е 21 В 33/03, 1968 (прототип) . (54) (57) ГЕРМЕТИЗАТОР УСТЬЯ СКВАЖИНЫ, содержащий корпус с фланцами, имеющими каналы с клапаном для сброса

„„Я0„„1097775 Д давления, связанные с приводом плашки, выполненные в виде секторов с уплотнительными элементами. отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, секторы выполнены с пазами на внутренней поверхности, имеющими форму усеченного конуса с большим основанием в сторону скважины, в которых установлены с возможностью осевого перемещения фиксаторы для размещения уплотнительных элементов, причем фиксаторы имеют наружную поверхность, ответную поверхности пазов секторов, а клапан для сброса давления выполнен в виде штока с конусной головкой для взаимодействия с плашкой и каналом для совмещения с каналом фланца при открытии плашки.

1097775 1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметизации устья скважины в случае фонтанирования.

Известен герметизатор устья скважины, содержащий корпус с фланцами, кольцевой уплотнительный элемент с каналом для труб с муфтой, патрубок с запорным органом для пере» рытия канала труб и фиксатор, причем на патрубке установлена герметизируюшая муфта, уплотнительный элемент выполнен 10 в виде самоуплотняюшейся манжеты, а фиксатор — в виде плашечного затвора.с винтовыми соединениями (1) .

Однако данный герметизатор не позволяет оперативно и своевременно перекрывать затрубное пространство скважины и предварительно сбросить давление в затрубном пространстве при разгерметизации скважины из-за возникновения больших давлений в затрубном пространстве за счет накопления газа и нефти. Г1ри установке и 20 подъеме герметизатора возможны выбросы жидкости, что приводит к авариям и осложнению проводимых работ, а также к травматизму членов бригад. Следовательно, данный герметизатор не безопасный в эксплуатации и на скважинах с высоким аномальным давлением использовать его не рекомендуется.

Известен также герметизатор устья скважины, включающий корпус с фланцами, имеющими каналы с клапаном для сброса давления, связанные с приводом плашки, выполненные в виде секторов с уплотнительными элементами 12) .

Однако известное устройство пе обеспечивает оперативного перекрытия затрубного пространства и предварительного сбро- 35 са давления жидкости и газа из затрубья, а также надежной герметизации скважины с повышенным устьегым давлением.

Цель изобретения -- повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в герметизаторе устья скважины, включающем корпус с фланцами, имеющими каналы с клапаном для сброса давления, связанные с приводом плашки, выполненные в виде 45 секторов с уплотнительными элементами, секторы выполнены с пазами на внутренней поверхности, имеющими форму усеченного конуса с большим основанием в сторону скважины, в которых установлены с возможностью осевого перемещения фиксаторы для размещения уплотнительных элементов, причем фиксаторы имеют наружную поверхность, ответную поверхности пазов секторов, а клапан для сброса давления выполнен в виде штока с конусной голов- 55 кой для взаимодействия с плашкой и каналом для совмещения с каналом фланца при открытии плашки.

На фиг. 1 изображен герметизатор, обший вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Герметизатор устья скважины состоит из корпуса 1, который крепится на фланце

2 к устью скважины 3. Внутри корпуса расположены две плашки, выполненные в виде секторов 4, которые могут перемещаться в радиальном направлении при помощи винтов 5, ограниченных упорами 6 и снабженных продольными гуммированными уплотнителями 7. В секторах размещены конусные фиксаторы 8, внутренняя цилиндрическая поверхность которых снабжена уплотнительными элементами. 7, перемещающимися в радиальном и осевом направлениях для уплотнения трубы 9.

Во фланце 2 корпуса имеется канал 10, сообщающийся с атмосферой и затрубным пространством скважины с возможностью перекрытия его нажимным клапаном 11 с пружиной 12. Перпендикулярно к оси клапана просверлен канал 13, который может совмещаться с каналом 10. Герметизация между корпусом l и сектором 4 достигается уплотнительными кольцами 14.

Герметизатор устья скважины рабогает следующим образом.

При проведении ремонтных работ на скважине герметизатор устанавливается на планшайбу под аппарат для свинчивания и развинчивания труб и крепится болтами посредством фланца 2 к устью скважины 3.

Во время спуска и подъема труб 9 сектора 4 разведены в стороны вместе с фиксатором 8 и уплотнительными элементами.

Г1ри этом муфта трубы 9 свободно проходит через герметизатор в скважину и наоборот.

Подпружиненный нажимной клапан 11 находится в нижнем (рабочем) положении, когда его капал 13 совмещен с каналом

10. т. е. затрубное пространство соединено с атмосферой.

В случае начала фонтанирования жидкости из скважины во время подъема труб герметизатором оперативно перекрывают затрубное пространство скважины. Для этого останавливают спуск или подъем труб, при помощи винтов 5 подводят сектора 4 с фиксаторами и уплотнительными сегментами к телу трубы с двух сторон до упоров 6.

При этом секторы 4, перемещаясь в радиальном направлении к трубе, позволяют нажимному клапану 11 под действием пружины

12 возвратиться в верхнее (исходное) положение, перекрывая канал 10 затрубного пространства.

Уплотнительный элемент, сжимаясь, герметизирует снаружи трубу 9, а ее муфта находится ниже фиксатора 8. Продольные пазы секторов герметизируются уплотнителями 7, а герметизация между корпусом и секторами обеспечивается уплотнительны1097775 с; иг Р

Составитель И. Кеппе

Техред И. Верее Корректор А. Тяско

Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Ю. Ковач

Заказ 4159/29 з ми кольцами 14. В случае повышения давления в скважине трубы выталкиваются вверх. При этом тело трубы находигся на клиновых захватах, герметизируется уплотнительными элементами с большим усилием за счет наличия конусности в фикс òñðå 8 и секторе 4.

При росте давления в скважине трубы перемещаются вверх до упора муфты трубы в нижний торец фиксатора, который выполнен таким образом, что при сжатии уплот-10 кительного элемента фиксатор обжимает тело трубы с зазором, а диаметр муфты трубы больше внутренцего диаметра фиксаторов 8.

Внутритрубное пространство гермети15 зируется при помощи крана, наворачиваемого на трубу 9 (не показан).

Для разгерметизации устья скважины сектор, перемещаясь радиально в сторону, 20 нажимает на конусную поверхность клапана. В результате чего клапан перемещается вниз, принимая положение. когда

его канал совмещается посредством канала 10 с затрубным пространством, и газ вместе с нефтью, находящейся в затрубном пространстве, стравливается через патрубок в емкость. Г1ри дальнейшем перемещении сектора 4 с фиксатором 8 и уплотнительными элементами происходит плавное снижение давления в затрубном пространстве 30 и разгерметизация скважины, после чего продолжают работы по спуску kkли под.ьему труб.

Применение предлагаемого герметизатора позволяет повысить надежность и безопастность работ при герметизации и разгерметизации устья скважин за E ÷åò оперативного перекрытия затрубного пространства и предварительного сброса давления жидкости и газа из затрубья, что обеспечивает также аварийный спуск и подьем труб под давлением. Это достигается конструкцией герметизатора, в которой подпружиненный нажимной клапан с каналом, перпендикулярным его оси, имеет возможность совмещаться с каналом во фланце корпуса при взаимодействии с одним из секторов, а уплотнительный элемет выполнен в виде охватывающих сегментов, взаимоперекрывающихся и перемещающихся в радиальном и осевом направлении с конусным фиксатором в снабженных продольными гуммированными уплотнителями секторах, Экономичесиая эффективность применения предлагаемого герметизатора обусловлена в основном увеличением добычи нефти за счет уменьшения ее потерь, сокращением времени монтажных работ противовыбросового оборудования, времени l1poстоя скважины и ремонтных работ, связанных с авариями, имевшими место при выбросе жидкости, а также сокращением случаев травматизма вследствне повышения надежности и безопасности конструкции.