Арматура-герметизатор

 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано как арматура устья нефтяных скважин, эксплуатируемых электропогружными насосами, и как герметизатор устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации, а также при длительном перерыве ведения ремонтных работ подземного характера. Арматура-герметизатор содержит корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства. В каналах установлены запорные устройства. Для прохода технологического оборудования с электрокабелем выполнено центральное отверстие. В верхней части корпуса выполнены кольцевая канавка и фигурные пазы. Планшайба находится в контакте с уплотнительной поверхностью через уплотнительный элемент. Планшайба жестко соединена с муфтой для подвески колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). Отличие второго варианта заключается в том, что в уплотнительную поверхность корпуса герметично установлена герметизирующая вставка. Вставка выполнена в виде сменной муфты. Муфта соединена снизу с НКТ. Сверху соединена с запорным органом для перекрытия полости НКТ. Герметизирующая вставка имеет поворотную втулку с боковыми выступами. Выступы подпружинены фиксаторами. Фиксаторы расположены с возможностью взаимодействия с рукояткой привода поворотной втулки фигурным пазом для прохода электрокабеля и упором для ограничения поворота относительно муфты. Использование изобретения позволяет обеспечить герметизацию устья с электрокабелем при возникновении аварийной ситуации во время проведения подземного ремонта без применения специальных герметизаторов или превенторов. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано в равной степени как арматура устья нефтяных скважин, эксплуатируемых электропогружными насосами, и как герметизатор устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации, а также при длительном перерыве ведения ремонтных работ подземного характера.

Известная моноблочная арматура устья нефтяных скважин не обеспечивает герметизацию устья скважины, оснащенной электропогружным насосом, в момент возникновения аварийной ситуации при проведении подземного ремонта скважины [1].

Известный герметизатор устья скважины не обеспечивает функции оборудования устья нефтяных скважин [2].

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание арматуры устья нефтяной скважины, оснащенной электропогружным насосом, обеспечивающей герметизацию устья с электрокабелем при возникновении аварийной ситуации во время проведения подземного ремонта без применения специальных герметизаторов или превенторов, которые, как известно, повышают вертикальный габарит рабочей площадки и создают дополнительные трудности в техническом обслуживании этих устройств.

Поставленная задача решается тем, что арматура-герметизатор, содержащая корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства с установленными в этих каналах запорными устройствами и центральным отверстием для прохода технологического оборудования с электрокабелем, имеет в верхней части корпуса кольцевую канавку и фигурные пазы, с уплотнительной поверхностью корпуса находится в контакте через уплотнительный элемент планшайба, жестко соединенная с муфтой для подвески насосно-компрессорных труб, кроме того, в качестве альтернативного варианта, в уплотнительную поверхность корпуса герметично установлена герметизирующая вставка, выполненная в виде сменной муфты, соединенной снизу насосно-компрессорными трубами, а сверху - с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб, герметизирующая вставка имеет поворотную втулку с боковыми выступами, подпружиненными фиксаторами, расположенными с возможностью взаимодействия с рукояткой привода поворотной втулки фигурным пазом для прохода электрокабеля и упором для ограничения поворота относительно муфты, при этом в качестве запорного органа применен шаровой кран.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены: на фиг. 1 - общий вид арматуры сбоку; на фиг. 2 - горизонтальный разрез по А-А; на фиг. 3 - вертикальный разрез по Б-Б; на фиг. 4 - вид сверху по Г; на фиг. 5 - вертикальный разрез арматуры и герметизирующей вставки в исходном положении; на фиг. 6 - горизонтальный разрез по В-В, вид на фиксатор и на фигурный паз поворотной втулки; на фиг. 7 - продольный разрез фиксатора по И-И; на фиг. 8 - горизонтальный разрез под Д-Д, вид на упор и на фигурный паз поворотной втулки для прохода электрокабеля; на фиг. 9 - горизонтальный разрез по Е-Е, вид на опорные сегменты;
на фиг. 10 - горизонтальный разрез манжеты по Ж-Ж;
на фиг. 11 - горизонтальный разрез опорного кольца по З-З с пазом под электрокабель;
на фиг. 12 - продольный разрез арматуры в момент установки и фиксации герметизирующей вставки.

Арматура содержит корпус 1, канал сообщения с затрубным пространством 2 с запорным вентилем 3, канал сообщения с полостью насосно-компрессорных труб (НКТ) 4 с запорным вентилем 5, канал сообщения затрубного пространства с полостью НКТ 6 через вентиль-клапан 7, патрубок 8 с крышкой 9 для присоединения глубиномерных акустических приборов, манометры 10, устанавливаемые в корпус 1 при помощи штуцеров 11, интегральный пробоотборник 12, устьевой сальник 13 для уплотнения электрокабеля 14 погружного электронасоса, планшайбу 15 для подвески НКТ 4 и установки запорного органа 16 (например, шарового крана) (фиг. 1, 2, 3). В верхней части корпуса 1 арматуры выполнены кольцевая канавка 17 и фигурные пазы 18 (фиг. 4). Арматура содержит также герметизирующую вставку, содержащую муфту 19 для подвески НКТ 4 и установки запорного органа 16, уплотнительный элемент 20, поворотную втулку 21 с фиксаторами 22, жестко соединенными между собой перемычкой 23 и подпружиненными пружинами 24 (фиг. 5, 6, 7). Для прохода электрокабеля 14 поворотная втулка 21 имеет фигурный паз 25, позволяющий втулке поворачиваться на определенный угол, а с противоположной стороны - дугообразный паз 26 с установленным в нем упором 27, ограничивающим угол поворота в заданных пределах (фиг. 8). Для фиксации герметизирующей вставки в корпусе 1 арматуры поворотная втулка 21 имеет боковые упоры 28 (фиг. 6, 8, 12). Для управления герметизатором поворотная втулка 21 снабжена кронштейном 29 с отверстием 30, куда устанавливается рукоятка 31, выполненная в виде круглого стержня (фиг. 5). Уплотнительный элемент 20 размещен эксцентрично и имеет паз 32 с прорезью для размещения электрокабеля 14 (фиг. 10). Снизу уплотнительный элемент 20 имеет опорное кольцо 33 с прорезью 34 для прохода электрокабеля 14, а сверху - опорную шайбу, выполненную в виде двух сегментов 35 и 36, имеющих возможность поворачиваться на оси 37 и снабженных по концам пазом 38 для прохода электрокабеля 14 (фиг. 9, 10, 11).

Работает арматура следующим образом. После демонтажа планшайбы 15 производят извлечение НКТ 4 с электропогружным насосом. При возникновении необходимости срочного перекрытия ствола скважины, а это может быть при возникновении аварийной ситуации или в связи с длительным перерывом в работе, на колонну НКТ 4 устанавливают герметизатор (фиг. 5), разводят сегменты 35 и 36 в стороны (фиг. 9), отгибают лепесток уплотнительного элемента 20 (фиг. 10, показано пунктиром), заводят в образовавшийся паз электрокабель 14, замыкают сегменты 35 и 36 в кольцо, ориентируют поворотную втулку 21 таким образом, чтобы ее боковые упоры 28 расположились напротив соответствующих фигурных пазов 18 арматуры. Далее перемещают компоновку вниз до упора конических поверхностей муфты 19 в соответствующие конические поверхности корпуса 1 арматуры, поворачивают втулку 21 на 90 градусов, вводя боковые упоры 28 в зацепление с канавкой корпуса 1 (фиг. 8), а подпружиненные фиксаторы 22 располагаются в фигурном пазе 18 и стопорят поворотную втулку 21 от вращения. Уплотнительный элемент 20 герметично перекрывает кольцевое (межтрубное) пространство скважины, а запорный орган 16 перекрывает внутреннюю полость НКТ 4. Таким образом полость скважины оказывается герметично перекрыта от контакта с окружающей средой.

Разгерметизация скважины производится следующим образом. В отверстие 30 кронштейна 29 вставляют рукоятку-стержень 31, опуская рукоятку 31 вниз, извлекают фиксаторы 22 из фигурных пазов 18 арматуры, поворачивают втулку 21 в обратном направлении на 90 градусов и поднимают компоновку, выводя герметизатор за пределы внутренней полости арматуры.

По завершении ремонтных работ, производят монтаж глубинно-насосного оборудования, устанавливают планшайбу 15 с устьевым сальником 13 и вводят арматуру в обычный режим эксплуатации.

Эксплуатация нефтяных скважин с помощью заявляемой арматуры позволит осуществлять герметизацию скважины, оснащенной электропогружным насосом в период проведения подземного ремонта без применения специальных превенторов или других герметизирующих устройств.

Источники информации
1. УДК 622.245.248.3:622.276.5, Асфандияров Х.А., Максутов Р.А. Нефтегазопроявления и открытые фонтаны при эксплуатации скважин. - М.: Недра, 1986, с. 84-85, прототип.

2. SU 1776290 A3, E 21 B 33/03 Украинская ВЧ по предупреждению возникновения и по ликвидации газовых и нефтяных фонтанов, 15.11.92 г.

Формула изобретения

1. Арматура-герметизатор, содержащая корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства с установленными в этих каналах запорными устройствами и центральным отверстием для прохода технологического оборудования с электрокабелем, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса выполнены кольцевая канавка и фигурные пазы, с уплотнительной поверхностью корпуса находится в контакте через уплотнительный элемент планшайба, жестко соединенная с муфтой для подвески колонны насосно-компрессорных труб.

2. Арматура-герметизатор, содержащая корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства с установленными в этих каналах запорными устройствами и центральным отверстием для прохода технологического оборудования с электрокабелем, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса выполнены кольцевая канавка и фигурные пазы, в уплотнительную поверхность корпуса герметично установлена герметизирующая вставка, выполненная в виде сменной муфты, соединенной снизу с насосно-компрессорными трубами, а сверху - с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб, герметизирующая вставка имеет поворотную втулку с боковыми выступами, подпружиненными фиксаторами, расположенными с возможностью взаимодействия с рукояткой привода поворотной втулки, фигурным пазом для прохода электрокабеля и упором для ограничения поворота относительно муфты.

3. Арматура-герметизатор по п.2, отличающаяся тем, что в качестве запорного органа применен шаровой кран.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12