Герметизатор устья скважины

 

Изобретение относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением гибких непрерывных труб. Герметизатор устья скважины содержит корпус с крышкой, силовой цилиндр с расположенным в корпусе полым штоком и поршнем, разделяющим его на ближнюю и дальнюю от крышки рабочие полости, и уплотнитель, расположенный в полости корпуса между крышкой и полым штоком. Полый шток снабжен продольными плунжерами, установленными в выполненных в этом штоке сквозных отверстиях, которые соединяют дальнюю от крышки рабочую полость силового цилиндра и полость корпуса, в которой расположен уплотнитель. Продольные плунжеры снабжены ограничителями их перемещения в сторону, противоположную уплотнителю. Продольные плунжеры выполнены с возможностью выдвижения из сквозных отверстий полого штока. В данном конкретном исполнении ограничители выполнены в виде кольцевых выступов плунжеров. Продольные плунжеры выдвигаясь выталкивают изношенный уплотнитель из корпуса для замены на новый. Технический результат герметизатора заключается в уменьшении осевых габаритов. 1 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением гибких непрерывных труб.

Известен герметизатор устья скважины, содержащий корпус с крышкой, силовой цилиндр с расположенным в корпусе полым штоком и поршнем, разделяющим его на ближнюю и дальнюю от крышки рабочие полости, и уплотнитель (см. патент РФ № 2047733, кл. Е 21 В 33/06). В этом герметизаторе уплотнитель выполнен конусным и установлен в конической расточке крышки.

Недостатком данного герметизатора является трудоемкость извлечения из крышки изношенного уплотнителя, так как в процессе эксплуатации уплотнитель впрессовывается в стенку крышки.

Известен другой герметизатор устья скважины, содержащий корпус с крышкой, силовой цилиндр с расположенным в корпусе полым штоком и поршнем, разделяющим его на ближнюю и дальнюю от крышки рабочие полости, и уплотнитель, расположенный в полости корпуса между крышкой и полым штоком (см. А.Г.Молчанов, С.М.Вайншток, В.И.Некрасов и В.И.Чернобровкин. Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб. Академия горных наук. - М., 1999, с. 75, рис.3.1). В этом герметизаторе уплотнитель выполнен цилиндрическим и установлен в цилиндрической полости корпуса.

Благодаря выполнению уплотнителя цилиндрическим и установке его в цилиндрической полости корпуса удаление изношенного уплотнителя из данного герметизатора не является трудоемким по сравнению с вышеописанным герметизатором, так как это удаление осуществляют перемещением полого штока, которым выталкивают изношенный уплотнитель из полости корпуса при снятой с этого корпуса крышке.

Однако этот герметизатор имеет значительные осевые габариты, обусловленные значительной длиной его силового цилиндра, необходимой для обеспечения хода его поршня, достаточного для выталкивания полым штоком из полости корпуса уплотнителя.

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции герметизатора устья скважины, позволяющей уменьшить осевые габариты этого герметизатора.

Поставленная задача решается тем, что в герметизаторе устья скважины, содержащем корпус с крышкой, силовой цилиндр с расположенным в корпусе полым штоком и поршнем, разделяющим его на ближнюю и дальнюю от крышки рабочие полости, и уплотнитель, расположенный в полости корпуса между крышкой и полым штоком, полый шток снабжен продольными плунжерами, установленными в выполненных в этом штоке сквозных отверстиях, которые соединяют дальнюю от крышки рабочую полость силового цилиндра и полость корпуса, в которой расположен уплотнитель, при этом плунжеры снабжены ограничителями их перемещения в сторону, противоположную уплотнителю.

Отличием предлагаемого герметизатора устья скважины от указанного вышеизвестного, наиболее близкого к нему, является то, что у него полый шток снабжен продольными плунжерами, установленными в выполненных в этом штоке сквозных отверстиях, которые соединяют дальнюю от крышки рабочую полость силового цилиндра и полость корпуса, в которой расположен уплотнитель, при этом плунжеры снабжены ограничителями их перемещения в сторону, противоположную уплотнителю.

Снабжение полого штока продольными плунжерами и установка их в выполненных в этом штоке сквозных отверстиях, которые соединяют дальнюю от крышки рабочую полость силового цилиндра и полость корпуса, в которой расположен уплотнитель, позволяет плунжерам под действием рабочего давления в дальней от крышки рабочей полости силового цилиндра перемещаться и выталкивать изношенный уплотнитель из полости корпуса при остановке поршня с полым штоком в крайнем ближнем от крышки положении.

Снабжение плунжеров ограничителями их перемещения в сторону, противоположную уплотнителю, обеспечивает перемещение плунжеров вместе с полым штоком.

Технический результат предлагаемого герметизатора заключается в уменьшении его осевых габаритов.

Предлагаемый герметизатор устья скважины иллюстрируется чертежом.

Герметизатор устья скважины содержит корпус 1 с крышкой 2, силовой цилиндр 3 с расположенным в корпусе 1 полым штоком 4 и поршнем 5, разделяющим его на ближнюю и дальнюю от крышки 2 рабочие полости, соответственно А и Б, и уплотнитель 6, расположенный в полости В корпуса 1 между крышкой 2 и полым штоком 4.

Полый шток 4 снабжен продольными плунжерами 7, установленными в выполненных в этом штоке сквозных отверстиях 8, которые соединяют дальнюю от крышки 2 рабочую полость Б силового цилиндра 3 и полость “В” корпуса 1, в которой расположен уплотнитель 6. Плунжеры 7 снабжены ограничителями их перемещения в сторону, противоположную уплотнителю 6.

В данном конкретном исполнении ограничители выполнены в виде кольцевых выступов 9 плунжеров 7. Они могут быть выполнены в виде взаимодействующих с направленными в противоположную от уплотнителя 6 сторону торцами плунжеров 7 выступов стенок сквозных отверстий 8.

В качестве силового цилиндра 3 может быть использован гидроцилиндр или пневмоцилиндр.

Позицией 10 обозначена гибкая непрерывная труба. Герметизатор устья скважины работает следующим образом. При увеличении давления рабочей среды в полости Б силового цилиндра 3 и сбросе его в полости А поршень 5 и его полый шток 4 с плунжерами 7 поднимаются вверх (по чертежу), при этом конец полого штока 4, взаимодействуя с уплотнителем 6, сжимает его, уменьшая его внутренний диаметр. В результате этого происходит уплотнение гибкой непрерывной трубы 10.

Для разгрузки уплотнителя 6 давление рабочей среды в полости Б сбрасывают, а в полости А увеличивают, в результате этого поршень 5 перемещается вниз (по чертежу), а его полый шток 4 с плунжерами 7 отходит от уплотнителя 6. Уплотнитель 6 восстанавливается в своих размерах и между ним и гибкой непрерывной трубой 10 образуется зазор. При указанном перемещении взаимодействующие с торцом полого штока 4 кольцевые выступы 9 плунжеров 7 препятствуют “выпадению” последних из сквозных отверстий 8 полого штока 4 в полость Б силового цилиндра 3.

Для замены изношенного уплотнителя 6 вынимают из герметизатора гибкую непрерывную трубу 10, снимают крышку 2, увеличивают давление рабочей среды в полости Б силового цилиндра 3 и сбрасывают его в полости А, при этом поршень 5 с полым штоком 4 поднимается в крайнее верхнее положение (по чертежу) и останавливается, а плунжеры 7 под действием давления рабочей среды выдвигаются из сквозных отверстий 8 полого штока 4 вверх (по чертежу) и выталкивают уплотнитель 6 из корпуса 1. После этого давление рабочей среды в полости Б силового цилиндра 3 сбрасывают, а в полости А увеличивают, в результате чего поршень 5 и его полый шток 4 с плунжерами 7 перемещаются вниз (по чертежу). В полость В корпуса 1 вставляют новый уплотнитель 6, закрывают крышку 2 и герметизатор готов к работе.

Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить осевые габариты герметизатора устья скважины.

Формула изобретения

Герметизатор устья скважины, содержащий корпус с крышкой, силовой цилиндр с расположенным в корпусе полым штоком и поршнем, разделяющим его на ближнюю и дальнюю от крышки рабочие полости, и уплотнитель, расположенный в полости корпуса между крышкой и полым штоком, отличающийся тем, что полый шток снабжен продольными плунжерами, установленными в выполненных в этом штоке сквозных отверстиях, которые соединяют дальнюю от крышки рабочую полость силового цилиндра и полость корпуса, в которой расположен уплотнитель, при этом продольные плунжеры снабжены ограничителями их перемещения в сторону, противоположную уплотнителю, и выполнены с возможностью выдвижения из сквозных отверстий полого штока и выталкивания изношенного уплотнителя из корпуса для замены на новый.

РИСУНКИ

Рисунок 1