Устройство для герметизации устья скважины

 

Изобретение относится к горной промышленности-ти и может быть использовано в фонтанной арматуре для предотвращения обратного потока нагнетаемого в скважину раствора. Устройство содержит корпус 1 с седлом 2, которое перекрывается затвором 3. Он прижимается к седлу 2 пружиной 4. Корпус 1 закрыт крышкой 5 и уплотнен металлической прокладкой 6. В крышке 5 установлен шпиндель 8, который может взаимодействовать с хвостовиком затвора 3. Последний выполнен в виде ступенчатой втулки 9. При прокачке раствора шпиндель 8 у клапана на входном отводе арматуры вворачивают до упора вниз, у клапана на выходном отводе выворачивают. Шпиндель 8, упираясь в выступ втулки 9, приподнимает и удерживает затвор 3 над седлом 2. 4 ил.

Изобретение касается нефтяного и химического арматуростроения и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Известно устройство фирмы "Cameron" типа MS, состоящее из корпуса с Z-образным проходом, седла и подпружиненного затвора, перемещающегося по направляющему отверстию в крышке [1].

Это устройство обеспечивает пропуск жидкости в скважину и предотвращает обратный ее поток при падении давления в нагнетательном трубопроводе. Однако при установке таких устройств на каждом боковом технологическом отводе фонтанной арматуры одно из них, оказывающееся на выходе жидкости при проведении прямой или обратной прокачки (циркуляции) скважины, препятствует выходу растворов, промывочной жидкости в технологический трубопровод. В связи с этим выходящий из скважины поток жидкости требуется направлять через другой боковой отвод фонтанной арматуры. Это крайне нежелательно, так как выходящая из скважины промывочная жидкость и растворы содержат механические примеси, влияющие на работу запорно-регулирующих устройств устьевого оборудования, установленных на его эксплуатационной части.

Известно также устройство DN32, принятое за прототип, состоящее из корпуса с пересекающимися осевым и радиальным каналами, крышки и затвора, прижимающегося к седлу, выполненному в корпусе, под собственным весом [2]. Это устройство также пропускает жидкость только в одном направлении и отсекает поток при обратном его направлении. Чтобы обеспечить выпуск жидкости в технологический трубопровод, необходимо до начала операции по прокачке скважины демонтировать устройство на выходном отводе фонтанной арматуры или пропускать жидкость через эксплуатационную часть.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за счет обеспечения возможности его принудительного открытия при технологическом изменении направления потока в фонтанной арматуре.

Это достигается тем, что устройство снабжено установленным в корпусе шпинделем с наружным кольцевым выступом на нижнем конце и подпружиненной относительно корпуса ступенчатой втулке с радиальными каналами, внутренними кольцевыми пазом и выступом, причем хвостовик затвора установлен в нижней части ступенчатой втулки, при этом кольцевой выступ шпинделя размещен в кольцевом пазу ступенчатой втулки с возможностью взаимодействия с ее внутренним кольцевым выступом и хвостовиком затвора соответственно в своих крайних верхнем и нижнем положениях.

На фиг. 1 приведен вариант схемы фонтанной арматуры, на технологических отводах которой установлены устройства для герметизации устья скважины; на фиг. 2 - устройство в исходном положении, когда жидкость может проходить только в одном направлении; на фиг. 3 - положение затвора устройства, когда имеется возможность пропускать жидкость только в одном направлении из одного проходного канала в другой проходной канал и отсекать поток в обратном направлении при падении давления в последнем канале; на фиг. 4 - положение устройства, когда затвор отведен от седла при помощи шпинделя.

Устройство для герметизации устья скважины состоит из корпуса 1 с пересекающимися осевым и радиальным каналами, закрытого крышкой 5 и уплотненного металлической прокладкой 6. В корпусе 1 установлено седло 2, которое перекрывается затвором 3 с хвостовиком. Последний присоединен к опирающейся на пружину 4 ступенчатой втулке 9 с радиальными каналами, внутренними кольцевым пазом и выступом. В корпусе 1 также установлен шпиндель 8 с наружным кольцевым выступом на нижнем конце, он размещен в кольцевом пазу ступенчатой втулки 9 с возможностью взаимодействия с ее внутренним кольцевым выступом и хвостовиком затвора 3 соответственно в своих крайних верхнем и нижнем положениях. Шпиндель 8 уплотнен в крышке 5 набором манжет 7.

При проведении на скважине технологической операции, например прокачки (циркуляции) раствора, одно из устройств, например Б, на входном отводе фонтанной арматуры приводится в положение, как показано на фиг. 2, а другое устройство А на выходном отводе - в положение, как показано на фиг. 4. Для этого шпиндель 8 у устройства 8 вворачивается до нижнего крайнего положения, а у устройства А выворачивается до верхнего крайнего положения. Шпиндель 8 у устройства А своим кольцевым выступом, взаимодействуя с внутренним выступом ступенчатой втулки 9 и хвостовиком затвора 3, приподнимает последний и удерживает его над седлом 2.

При подаче жидкости через устройство Б в скважину затвор 3 приподнимается, сжимая пружину 4 и она протекает через устройство А, из одного проходного канала в другой канал и далее в технологический трубопровод. При падении давления в нагнетательном трубопроводе затвор 3 устройства Б под действием пружины 4 перекрывает седло 3, предотвращая переток жидкости в обратном направлении.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ, включающее корпус с крышкой и пересекающимися осевым и радиальным каналами, установленные в корпусе седло и затвор с хвостиком, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем обеспечения возможности его принудительного открытия при технологическом изменении направления потока в фонтанной арматуре, оно снабжено установленным в корпусе шпинделем с наружным кольцевым выступом на нижнем конце и подпружиненной относительно корпуса ступенчатой втулкой с радиальными каналами, внутренними кольцевыми пазом и выступом, причем хвостовик затвора установлен в нижней части ступенчатой втулки, при этом кольцевой выступ шпинделя размещен в кольцевом пазу ступенчатой втулки с возможностью взаимодействия с ее внутренним кольцевым выступом и хвостовиком затвора соответственно в своих крайних верхнем и нижнем положениях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4