Устройство для смены задвижек фонтанной арматуры под давлением

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для смены задвижек фонтанных арматур под давлением. Устройство для смены задвижек фонтанной арматуры на устье скважин под давлением состоит из корпуса, опорной плиты, ходового винта, полого штока, пакера, стержня и разъемных штанг. Устройство снабжено узлом компенсации выталкивающих сил скважинной среды. Этот узел выполнен в виде гидроцилиндра, роль поршня в котором выполняет пара винт - гайка, воспринимающая и уравновешивающая нагрузки. Устройство снабжено узлом отрыва блока задвижек, состоящим из жестко скрепленного с корпусом кронштейна, возвратно-поступательное движение которого обеспечивается с помощью гаек, установленных на резьбовых частях разъемных штанг. Использование изобретения снижает усилия персонала при установке пакера за счет компенсации выталкивающих сил скважинной среды при вводе и установке пакера. 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для смены задвижек фонтанных арматур под давлением.

Известно устройство для смены задвижек фонтанных арматур на устье скважин под давлением (1), состоящее из следующих основных узлов и деталей: корпуса, цилиндра и крышки. В цилиндре размещен шток с установленным на одном конце маховиком и с наконечником на другом, предназначенным для насадки на него ключа, снабженного обратным клапаном. Устройство снабжено вентилем и разрядной пробкой для регулирования давления в полостях корпуса.

Однако данное устройство предназначено для замены задвижек только на боковых отводах фонтанных арматур и при наличии в них резьбы и лишь в случаях отсутствия пропусков в неисправной закрытой задвижке.

Известно также устройство для смены неисправных коренных задвижек фонтанных арматур под давлением. Привод органов управления ручной. Устройство состоит из следующих основных частей: пакера, полого штока, узла герметизации, ходового винта, ходовой гайки, разъемной силовой плиты, неразъемной силовой плиты, направляющего винта, вала, вращателя и узлов крепления (2).

Однако известное устройство обладает существенным недостатком: необходимостью преодоления значительных выталкивающих сил скважинной среды.

Целью изобретения является компенсация выталкивающих сил скважинной среды при вводе и установке пакерующего узла.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для смены задвижек фонтанной арматуры на устье скважин под давлением, состоящее из корпуса, опорной плиты, ходового винта, полого штока, пакера, стержня и разъемных штанг, снабжено узлом компенсации выталкивающих сил скважинной среды, выполненным в виде гидроцилиндра, роль поршня в котором выполняет пара винт-гайка, воспринимающая и уравновешивающая нагрузки, а также узлом отрыва блока задвижек, состоящим из жестко скрепленного с корпусом кронштейна, возвратно-поступательное движение которого обеспечивается с помощью гаек, установленных на резьбовых частях разъемных штанг.

Конструкция предлагаемого устройства допускает его применение и для смены боковых задвижек фонтанной арматуры на устье скважин.

Конструкция устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2, 3 - то же, укрупненно, левая и правая части соответственно.

Устройство состоит из полого корпуса 1, опорной плиты 2, ходового винта 3, полого штока 4, гидроцилиндра 5, пакера 6, стержня 7, штанг 8 и кронштейнов 9. В центральной части опорной плиты 2 установлена втулка 10, передающая вращательное движение от штурвала 11 с рукоятками к ходовому винту 3. По ходовому винту 3 перемещается гайка 12, запреcсованная во втулке 13 со свинченным с ней полым штоком 4. На гладкой цилиндрической части ходового винта 3 закреплена втулка 14 с приваренным к ней цилиндром 15. К полому штоку 4 с помощью накидной гайки 16 прикреплен пакер 6. Полый шток 4 имеет возможность осевого перемещения в корпусе 1, снабженном уплотнительным узлом 17. Внутри ходового винта 3 проходит стержень 7 с головкой под ключ для его вращения. Путем вращения стержня 7 осуществляется осевое сжатие упругого элемента пакера 6 с расширением его наружного диаметра и перекрытием канала колонной головки 19.

Для установки устройства на пьедестале 20 скважины служат кронштейны 9 и разъемные штанги 8, снабженные резьбовыми частями для закрепления на опорной плите 2 в продольных пазах с помощью гаек 21, 22. Для отрыва блока задвижек 23, 24 и катушки 25 от фланца колонной головки служит кронштейн 26, жестко скрепленный с корпусом 1 и имеющий возможность осевого перемещения вдоль штанг 8. Возвратно-поступательное перемещение кронштейна 26 осуществляется с помощью гаек 27, установленных на резьбовой части штанг 8.

Смена неисправной задвижки производится следующим образом.

На пьедестале 20 скважины высвобождаются две противоположно расположенные крепежные шпильки с гайками и на их место монтируются два кронштейна 9. Устройство фланцевой частью корпуса крепится к закрытой задвижке 23, а штангами - к кронштейнам. Затем открываются задвижки 23, 24 и производится контроль отсутствия утечек скважинной среды из уплотнительных узлов устройства. При их наличии принимаются меры по их устранению. После чего к штуцеру корпуса гидроцилиндра 15 подсоединяется гидравлический насос (на схеме не указан) и закачивается рабочая жидкость под давлением, компенсирующим осевые выталкивающие силы P скважинной среды. Вращением штурвала 11 вводят пакер 6 на необходимую величину рабочего хода "A", а затем вращением стержня 7 распакеровывают пакер 6 в канале трубной головки до полного его перекрытия. Высвобождают гайки крепления задвижки 24 к фланцу колонной головки и вращением гаек 27 отодвигают блок задвижек 23, 24 вместе с корпусом 1 на расстояние, обеспечивающее доступ к накидной гайке. Фиксируют пакер в теле колонной головки специальным страховочным приспособлением... (на схеме не приводится), разъединяют шток от пакера и демонтируют задвижки. После замены неисправной задвижки их монтаж осуществляют в обратном порядке.

Использование предлагаемого устройства с компенсацией выталкивающих сил скважинной среды в значительной степени снижают усилия персонала при установке пакера.

Источники информации 1. Справочник-каталог по оборудованию и инструменту для предупреждения и ликвидации фонтанов. М.: Недра, 1981, с. 138-140.

2. Оборудование и инструмент для предупреждения и ликвидации фонтанов. Справочник. М.: Недра, 1996, с. 186-188.

Формула изобретения

Устройство для смены задвижек фонтанной арматуры на устье скважин под давлением, состоящее из корпуса, опорной плиты, ходового винта, полого штока, пакера, стержня и разъемных штанг, отличающееся тем, что оно снабжено узлом компенсации выталкивающих сил скважинной среды, выполненным в виде гидроцилиндра, роль поршня в котором выполняет полый шток с пакером, перемещающийся поступательно по ходовому винту при его вращении за счет запрессованной в шток гайки, воспринимающий выталкивающие силы скважинной среды и компенсирующий их за счет давления нагнетаемой в гидроцилиндр рабочей жидкости, а также узлом отрыва блока задвижек, состоящим из жестко скрепленного с корпусом кронштейна, возвратно-поступательное движение которого обеспечивается с помощью гаек, установленных на резьбовых частях разъемных штанг.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3