Сальник устьевой аксиальный противовыбросовый


 


Владельцы патента RU 2573887:

Евстифеев Владимир Григорьевич (RU)

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Техническим результатом является повышение надежности и долговечности уплотнений сальника за счет разгрузки их от поперечных сил со стороны сальникового штока и обеспечения соосности точки подвеса сальника и устьевого штока по всей длине контакта с одновременным агрегатированием с дисковым противовыбросовым клапаном, не контактирующим с продукцией скважины и работающим в защитной смазке, одновременно смазывающей устьевой шток, доступный для осмотра и регулировки натяжения пружины, имеющим минимальное усилие контакта с устьевым штоком посредством ролика из неметаллического материала, что повышает его эксплуатационные качества, надежность и долговечность. Предложен устьевой сальник, содержащий переходник с трубчатым резьбовым концом для соединения с устьевой арматурой и фланцем с расточкой, в которую помещена опора трубчатого манжетно-уплотнительного блока, выполненная в виде фланца. Опора зафиксирована в расточке верхним фланцем таким образом, что минимальные зазоры между торцевыми поверхностями расточки, опоры и верхнего фланца обеспечивают возможность аксиального перемещения трубчатого манжетно-уплотнительного блока, а герметичность соединения обеспечивается уплотнениями. Кроме того, устьевой сальник содержит противовыбросовый клапан, закрепленный на нажимной муфте сальника и содержащий затвор и следяще-приводной механизм. При этом затвор клапана выполнен в виде диска с уплотнением и эксцентрично расположенной осью для его поворота. Затвор помещен в камеру, заполненную маслом, образованную расточкой в корпусе и фланцем. Следяще-приводной механизм выполнен в виде пружины кручения, рычага и ролика. Один конец рычага закреплен на оси затвора, а на втором шарнирно установлен ролик, контактирующий с сальниковым штоком. Подвижный конец пружины закреплен на рычаге, а неподвижный - на крышке клапана, с возможностью регулирования натяжения пружины. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в устьевой арматуре скважин, эксплуатируемых штанговыми глубинно-насосными установками.

Известны сальники устьевые для скважин, эксплуатируемых штанговыми глубинно-насосными установками. Например, сальник устьевой СУС2А-73-31 ТУ3665-114-00135645-2001, имеющий сферическое соединение с устьевой арматурой, предназначенного для компенсации угловой несоосности оси скважины и сальникового штока, и два блока уплотнений. В данной конструкции отсутствует противовыбросовый клапан.

Противовыбросовый устьевой сальник по патенту RU 2299307 Cl, E21B 33/03 содержит сферическое соединение сальника с устьевой арматурой и противовыбросовый клапан, встроенный в сальник между уплотнительными элементами и содержащий пружину сжатия, подпружиненный шар и поворотно-рычажный механизм, контактирующий со штоком. Данное устройство принято за прототип заявляемого технического решения.

Недостатками данного решения являются следующие.

Наличие постоянно действующих поперечных сил со стороны сальникового штока на уплотнения и являющихся основной причиной интенсивного износа уплотнений сальника по всей длине в связи с тем, что сальник и сферическое соединение центрируют подвеску устьевого штока по оси скважины, имеющей отклонение от оси, проходящей через точку подвеса на головке балансира после монтажа станка-качалки, а также от действия динамических аксиальных перемещений колонны штанг в скважине и неточности изготовления и монтажа отдельных элементов станка-качалки.

Сферическое соединение сальника с устьевой арматурой, предназначенное для компенсации углового перемещения сальникового штока в пределах круговой координаты ±50 мм, неэффективно, т.к. возможное угловое перемещение сальникового штока под действием поперечной силы в верхней части сальника может составлять всего 0,1-0,2 мм в зависимости от нагрузки и величины отклонения точки подвеса сальникового штока от оси скважины, что нетрудно подтвердить расчетом.

Противовыбросовый клапан, встроенный между уплотнительными элементами, подвержен воздействию агрессивной среды скважинной жидкости, вызывающей его коррозию и засорение, поворотно-рычажный механизм контактирует с устьевым штоком посредством трения скольжения, вызывая нагрев и износ. Не гарантирована герметичность клапана при низком устьевом давлении.

На чертеже показана конструктивная схема сальника устьевого аксиального противовыбросового. Сальник содержит переходник 1 с резьбой для соединения с устьевой арматурой, и фланцем с расточкой и уплотнением 2, фланец 3 с уплотнением 5 и крепежными элементами 4, замыкающий расточку, образуя круговую камеру, в которую помещена опора трубчатого манжетно-уплотнительного блока сальника 6 в виде фланца, с возможностью аксиального перемещения в камере по круговой координате вместе со штоком, что позволяет подвеске устьевого штока и сальнику располагаться по оси, проходящей через точку подвеса на головке балансира, и исключить поперечные силы в уплотнении, в т.ч. и от действия других источников. Для исключения задевания штока о внутреннюю поверхность устьевой арматуры зазор между внутренним диаметром расточки в переходнике и наружным диаметром фланца опоры S1 должен быть меньше зазора между штоком и внутренним диаметром переходника S2. В верхней части трубчатого манжетно-уплотнительного блока сальника 6 установлены уплотнительно-центрирующие блоки 7 и поджимная муфта 8. На верхнем торце поджимной муфты герметично закреплен противовыбросовый клапан, состоящий из корпуса 9 с расточкой и уплотнением 10, крышки 11 с уплотнением и крепежными элементами 12, замыкающей расточку, образующие замкнутую круговую камеру с эксцентричным отверстием для устьевого штока. В камеру помещен дисковый затвор 17 с уплотняющей поверхностью 18, эксцентрично расположенной осью и следяще-приводным механизмом 13, включающим:

- рычаг 15, закрепленный на оси, с роликом из неметаллического материала 16, контактирующим со штоком, и пружину кручения 14, подвижный конец которой закреплен на рычаге и передает усилие, необходимое для перемещения затвора, с возможностью его регулирования. При наличии штока в сальнике затвор находится в позиции ожидания, не касаясь штока. Ролик при этом контактирует со штоком с усилием, развиваемым пружиной кручения. После аварийного выхода штока из сальника рычаг под действием пружины поворачивает затвор, герметично перекрывая открывшееся отверстие, независимо от величины устьевого давления. Внутренняя полость клапана служит емкостью для масла, которое обеспечивает смазку штока, защиту от коррозии клапана, снижение трения и усилия срабатывания клапана.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и долговечности уплотнений сальника за счет разгрузки их от поперечных сил со стороны сальникового штока и обеспечения соосности точки подвеса, сальника и устьевого штока по всей длине контакта с одновременным агрегатированием с дисковым противовыбросовым клапаном, не контактирующим с продукцией скважины и работающим в защитной смазке, одновременно смазывающей устьевой шток, доступный для осмотра и регулировки натяжения пружины, имеющий минимальное усилие контакта с устьевым штоком посредством ролика из неметаллического материала, что повышает его эксплуатационные качества, надежность и долговечность.

Технический результат достигается тем, что сальник устьевой аксиальный противовыбросовый, включающий трубчатый переходник с резьбой для соединения с устьевой арматурой с одной стороны и фланцем с расточкой и уплотнением с другой, верхний фланец с уплотнением, отверстием и крепежными элементами, трубчатый манжетно-уплотнительный блок сальника, с отверстием под устьевой шток, как минимум с двумя секциями манжет и упорно центрирующих втулок, дисковый противовыбросовый клапан для предотвращения выброса нефти из скважины при аварийном выходе сальникового штока из сальника, зафиксированного в позиции ожидания следяще-рычажным механизмом, взаимодействующим с устьевым штоком, причем соединительный узел сальника с устьевой арматурой включает опору трубчатого манжетно-уплотнительного блока сальника в виде фланца, помещенного в плоскую горизонтальную цилиндрическую камеру, образованную между фланцами переходника и верхним фланцем с уплотнениями и крепежными элементами, с минимальным зазором между торцевыми поверхностями фланцев, обеспечивающим аксиальное перемещение сальника вместе со штоком, их соосное расположение по оси, проходящей через точку подвеса штока на головке балансира, и исключающим поперечные силы со стороны сальникового штока на уплотнения, а дисковый противовыбросовый клапан установлен на внешней торцевой поверхности нажимной муфты, включает корпус и крышку с расточкой и эксцентричным отверстием для штока, образующие замкнутую плоскую цилиндрическую камеру, заполненную маслом, с дисковым затвором, имеющим уплотнительную поверхность для герметичного перекрытия отверстия при выходе штока из сальника, управляемым посредством эксцентрично расположенной оси и следяще-приводного механизма, состоящего из рычага, закрепленного на оси, с роликом из неметаллического материала, контактирующим со штоком, и пружины кручения, создающей усилие на рычаге, с возможностью его регулирования.

Сальник устьевой аксиальный противовыбросовый, включающий трубчатый переходник с резьбой для соединения с устьевой арматурой с одной стороны и фланцем с расточкой и уплотнением с другой, верхний фланец с уплотнением, отверстием и крепежными элементами, трубчатый манжетно-уплотнительный блок сальника, с отверстием под устьевой шток, как минимум с двумя секциями манжет и упорно центрирующих втулок, дисковый противовыбросовый клапан для предотвращения выброса нефти из скважины при аварийном выходе сальникового штока из сальника, зафиксированного в позиции ожидания следяще-рычажным механизмом, взаимодействующим с устьевым штоком, отличающийся тем, что соединительный узел сальника с устьевой арматурой включает опору трубчатого манжетно-уплотнительного блока сальника в виде фланца, помещенного в плоскую горизонтальную цилиндрическую камеру, образованную между фланцами переходника и верхним фланцем с уплотнениями и крепежными элементами, с минимальным зазором между торцевыми поверхностями фланцев, обеспечивающим аксиальное перемещение сальника вместе со штоком, их соосное расположение по оси, проходящей через точку подвеса штока на головке балансира, и исключающим поперечные силы со стороны сальникового штока на уплотнения, а дисковый противовыбросовый клапан установлен на внешней торцевой поверхности нажимной муфты, включает корпус и крышку с расточкой и эксцентричным отверстием для штока, образующие замкнутую плоскую цилиндрическую камеру, заполненную маслом, с дисковым затвором, имеющим уплотнительную поверхность для герметичного перекрытия отверстия при выходе штока из сальника, управляемым посредством эксцентрично расположенной оси и следяще-приводного механизма, состоящего из рычага, закрепленного на оси, с роликом из неметаллического материала, контактирующим со штоком, и пружины кручения, создающей усилие на рычаге, с возможностью его регулирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к добыче и транспорту преимущественно ископаемого топлива и, в частности, к запорной арматуре для перекрытия канала или трубопровода при возникновении неисправности или аварийной ситуации в условиях эксплуатации объекта.

Изобретение относится к подводному оборудованию для добычи нефти, в частности к средствам передачи переменного тока большой мощности на большие расстояния. Техническим результатом является исключение влияния емкостного эффекта и скин-эффекта для обеспечения возможности передачи электрического питания к оборудованию, расположенному на большом удалении от источника питания.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к конструкции фонтанной арматуры, используемой на газовых скважинах, в частности, в условиях активного водо- и пескопроявления.

Настоящее изобретение относится к способу и защитному устройству для защиты по меньшей мере одного барьера (5) скважины от чрезмерных изгибающих моментов от райзера (2).

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам герметизации устья скважины при остановке спускоподъемных операций насосных штанг. Устройство содержит полый цилиндрический корпус, верхний конец которого выполнен с возможностью присоединения муфты, а нижний конец выполнен с возможностью присоединения к планшайбе устьевой арматуры.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к способу ремонта основного фланца устья скважины. Техническим результатом является обеспечение ремонта основного фланца без остановки скважины.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности. Целью настоящего изобретения является обеспечение безопасности оперативного персонала при производстве работ по ликвидации фонтанирования из бурильной колонны скважинной среды с содержанием сероводорода после зажигания выброса.

Изобретение относится к горному делу, а именно к клапанным устройствам. Техническим результатом является предотвращение нежелательного загрязнения окружающей среды во время соединения и отсоединения быстроразъемного ниппеля и соединительного блока.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Обеспечивается повышение надежности и противофонтанной безопасности эксплуатации скважин с межколонными газопроявлениями.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Обеспечивается повышение надежности и противофонтанной безопасности эксплуатации скважин с межколонными газопроявлениями.

Настоящее изобретение относится к защитному устройству для аварийного соединения райзера или шланга. Техническим результатом является повышение безопасности за счет обеспечения защиты целостности барьера скважины или другой критической стыкующейся конструкции путем оперативного обнаружения и реагирования на возникновение аварии. Предложено устройство безопасности для защиты целостности барьера скважины или другой стыкующейся конструкции на конце колонны райзера или шланга, содержащее высвобождающееся соединение в колонне райзера или шланга. Причем высвобождающееся соединение выполнено с возможностью высвобождения или отсоединения при возникновении заданных условий для защиты барьера скважины или другой стыкующейся конструкции. При этом устройство безопасности содержит: по меньшей мере, один датчик для мониторинга растягивающих нагрузок, изгибающих нагрузок, нагрузок от внутреннего давления и температуры. Причем указанный датчик может устанавливаться на участок райзера или шланга и выполнен с возможностью сбора данных измерений, относящихся к растягивающей нагрузке, изгибающей нагрузке, нагрузке от внутреннего давления и температуры. Кроме того, устройство содержит электронный блок сбора и обработки данных, выполненный с возможностью приема и интерпретирования данных измерений, по меньшей мере, с одного датчика, и электронный, гидравлический или механический исполнительный механизм или переключатель, выполненный с возможностью приема сигнала с электронного блока сбора и обработки данных и инициирования высвобождения или отсоединения высвобождающегося соединения. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к конструкциям интеллектуальных газовых скважин, эксплуатирующих морские и шельфовые месторождения, включая и арктическую зону. Технический результат - увеличение зон дренирования продуктивного пласта и повышение эффективности дистанционного управления работой скважины в режиме реального времени в арктических условиях. Морская многозабойная газовая скважина содержит основной и боковой стволы, водоотделяющую колонну и расположенное на морской ледостойкой платформе устье скважины. Это устье имеет колонную головку и смонтированную на ней фонтанную арматуру. В корпусе колонной головки на клиновой подвеске подвешен кондуктор, расположенный внутри указанной водоотделяющей колонны. В колонной головке на клиновой подвеске подвешена эксплуатационная колонна, размещенная в основном стволе. В ней концентрично установлена составная лифтовая колонна, снабженная подземным оборудованием. Водоотделяющая колонна спущена ниже морского дна на глубину, перекрывающую придонную зону горных пород. Верхний торец этой колонны расположен над палубой морской ледостойкой платформы ниже колонной головки. Кондуктор спущен до глубины глинистого пропластка и закреплен в прочных глинистых горных породах. Эксплуатационная колонна расположена в вертикальной части основного ствола скважины. Она снабжена эксплуатационным хвостовиком, спущенным до кровли продуктивного пласта, к которому присоединен хвостовик-фильтр. Выше него к эксплуатационному хвостовику подходит боковой ствол с хвостовиком-фильтром, направленным в сторону диаметрально противоположную от хвостовика-фильтра основного ствола. Верхний и нижний оптоволоконные скважинные расходомеры подземного оборудования составной лифтовой колонны расположены выше и ниже бокового ствола. Приустьевой клапан-отсекатель, расположенный в верхней части лифтовой колонны, выполнен с возможностью дистанционного управления. Верхний и нижний оптоволоконные скважинные расходомеры и скважинный датчик давления и температуры выполнены с возможностью соединения с блоком сбора данных. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устьевому оборудованию, в частности к средствам для аварийного отсоединения между компонентами, связанными с подводной скважиной. Техническим результатом является обеспечение надежного соединения при действии изменяющейся нагрузки за счет предотвращения возникновения люфта между компонентами. Предложен соединитель (100), содержащий фиксаторы (107), распределенные по периферийной части соединителя (100) на его соединительной стороне. При этом указанные фиксаторы (107) проходят, по существу, в осевом направлении и выполнены с возможностью вхождения в зацепление с соединителем (100) своим первым концом и вхождения в зацепление с соединительной деталью (201) противоположным фиксирующим концом, снабженным фиксирующим профилем (109). Причем, по существу, радиальное фиксирующее перемещение фиксирующего конца обеспечивается осевым перемещением исполнительной муфты (113), скользящей относительно исполнительной поверхности (107b) фиксатора (107), а фиксаторы (107) выполнены с возможностью поворота, по существу, в радиальном направлении вокруг участка зацепления с соединителем (100) для входа и выхода из фиксирующего положения. Кроме того, соединитель (100) дополнительно содержит направляющие пластины (111), расположенные между фиксаторами (107) в области их фиксирующих концов и имеющие защитные грани (111a), проходящие внутрь в радиальном направлении дальше, чем фиксирующий профиль (109) фиксаторов (107), когда последние находятся в повернутом наружу положении. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей, геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для смены неисправных задвижек фонтанной арматуры на устье скважин под давлением. Техническим результатом является обеспечение надежности работы раздвижного опорного диска пакера и возможность проводить работы по смене неисправных задвижек на скважинах, находящихся под давлением скважинной среды свыше 15 МПа, за счет уменьшения осевых выталкивающих сил давления скважинной среды, и обеспечение возможности крепления устройства на различных типоразмерах фланцевых соединений трубных головок различной высоты и возможности контроля положения пакера при перемещении по каналам задвижек и установке его в место распакеровки. Предложено устройство для смены задвижек под давлением, состоящее из корпуса, траверс опорной и отрыва блока задвижек, полого штока со стержнем, пакера с раздвижным опорным диском, двух резьбовых штанг, оснащенных ходовыми гайками и соединенных со стойками, подвески, выполненной в виде консоли с тележками для подвешивания опорной траверсы и блока задвижек, узлов крепления и указателя положения пакера. При этом пакер с раздвижным опорным диском, состоящим из внутренних кулачков и внешних секторов, принудительно раздвигающихся в радиальном направлении до упора в стенки проходного канала скважины с сохранением своей цилиндрической формы, оснащен опорной втулкой, установленной на шток между резиновым элементом и раздвижным опорным диском. При этом раздвижной опорный диск оснащен двумя внутренними, навстречу направленными, конусными расточками, выполненными ответно наружным конусам опорного бурта корпуса и опорной втулки, и стянут комплектом растянутых резиновых колец, размещенных в кольцевой канавке на наружном диаметре раздвижного опорного диска. Причем на соприкасающихся гранях кулачков и секторов выполнены прямоугольный выступ кулачка и ответный выступу паз сектора, а заделка конца полого штока в опорной траверсе выполнена абсолютно жесткой. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх