Перепускное устройство универсального превентора

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОВРИТВН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЩЛЬСТЗУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< «911013 (Sl ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 20.05.80 (21) 2928314/22-03 с присоелинениент заявки рв (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.82; Битллетень М 9

Дата опубликования описания 10.03.82 (51)М, Кл.

Е 21 В 33/Об

Гарударстваииый квинтет

СССР. по делам изобретений и открытий (БЗ) УЙК 622. .245.g (088.8) «

t !. 3 «

И.В. Антонов и В.И. Белоу ов (72) Авторы изобретения

E ) /

1. (71) Заявитель (54) ПЕРЕПУСКНОЕ УСТРОЙСТВО УНИВЕРСАЛЬНОГО

ПРЕВЕНТОРА

Изобретение относится к превенторному оборудованию нефтяных и газовых скважин и предназначено для обеспечения постоянного усилия на уплотнитель универсального превентора при протаскивании через него колонны бурильных труб с замками.

Известно перепускное устройство платечнаго превентора, обеспечивающее перепуск жидкости через клапан при прохождении через уплотнитель превентора замков труб (11.

Известное устройство не обеспе" чивает необходимого быстродействия системы. ъ

Известно также перепускное устройство универсального превентора, имеющего камеры его открытия и закрытия, содержащее корпус, управляемый обратный клапан со сливным каналом и предохранительный узел, включающий клапан управления с седлом

2 и переливной клапан с напорным каналом и каналом управления 123.

В известном устройстве перепуск жидкости из камеры закрытия гидроцилиндра универсального превентора в камеру открытия при протаскивании колонны труб с замками через уплотнитель производится одновременно че" рез управляемый обратный клапан и через предохранительный клапан. Причем перепуск жидкости в этом устрой« стае происходит через обратный клапан, который постепенно открывается не на полное сечение проходного от". верстия в линии между камерами за15 крытия и открытия гидроцилиндра универсального превентора, в связи с этим снижается быстродействие, а следовательно, снижается скорость про20 таскивания труб с замками через уп" лотнитель. Кроме того, в известном устройстве перепуск жидкости проис" ходит также и через двухкаскадный предохранительный клапан с каскадом

91101 управления и переливным каскадом с золотником, при зтом каскад управления соединен с переливным каскадом только лишь через дроссельное отверстие постоянного сечения, что также понижает быстродействие устройства.

Целью изобретения является повышение быстродействия работы устройства. 10

Поставленная цель достигается тем, что предохранительный узел снабжен взаимодействующим с клапаном управления индикаторным стержнем, образующим с.седлом клапана камеру управ- И . ления, а корпус имеет дополнительный

1, канал для связи камеры управления индикаторным стержнем с напорным каналом переливного клапана, при этом напорнЫй канал предохранительного 20 узла соединен со сливным каналом управляемого обратного клапана и с камерой закрытия универсального превентора..

На фиг. 1 изображено перепускное устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - принципиальная гидравлическая схема перепускного,устройства универсального превентора.

Предлагаемое перепускное устройство состоит из корпуса 1 с крышкой

2, в которых размещены предохранительный узел, включающий клапан уп3S равления 3 с пружиной 4, поджимающей его к седлу 5, индикаторного стержня

6 с камерой управления 7, уплотнений 8 и 9 седла, пробки 10, и включающий

40 переливной клапан 11, состоящий из пружины 12, поджимающей клапан к седлу 13, уплотнений 14 и 15 седла и пробки 16. Управляемый обратный клапан состоит из клапана 17 с пружиной

18, поджимающей его к седлу 19, порш4$ ня 20 с пружиной 21 и уплотнением 22, воздействующим на клапан 17 при его автоматическом открытии..Пневмогидроаккумулятор состоит из разделителя 23, гильзы 24, уплотнения 25, зарядного устройства 26, пробки 27, поджимаемой накидной гайкой 28. К напорному каналу 29 подводится давление жидкости заданной величины, а сливной канал 30 соединяется с камерой закрытия 31 универсального превентора.

Универсальный превентор. содержит поршень 32, воздействующий на уплотни3 4 тель 33, обжимающий колонну труб 34.

Канал 35 соединяет напорный канал 29 с гидравличес <ой полостью 36 пневмоrHppoaKKyMyhRTopa. Универсальный превентор имеет также камеру открытия

37, соединенную с каналом слива 38, который соединен с каналом слива 39.

Напорный канал 40 при открытии переливного клапана 11 соединен с каналами 39 и 38. 8 переливном клапане 11 имеется дроссельное отверстие 41. В корпусе 1 и крышке 2 имеется дополнительный канал 42, через который напорный канал 40 переливного клапана соединен с камерой управления 7 индикаторного стержня 6. Надклапанная полость 43 соединена с напорным каналом 40 через дроссельное отверстие 41. Канал управления 44 проходит в корпусе 1 и крышке 2 и соединяет каналы слива 38 и 39 с напорной полостью поршня 20..

Работа предлагаемого перепускного устройства осуществляется следующим образом.

Давление жидкости заданной величины подводится к напорному каналу

29. Под действием давления клапан

17 открывается и через сливной канал 30 пропускает жидкость в камеру закрытия 31 гидроцилиндра универсального превентора, где через поршень 32 давление передается на уплотнитель универсального превентора

33, обжимающего колонну труб 34 с заданным усилием.

Одновременно жидкость с заданной величиной давления из канала 29 по каналу 35 подводится в гидравлическую полость 36 пневмогидроаккумулятора. Камера открытия 37 универсального превентора соединена через каналы слива 38 и 39 со сливной.магистралью гидросистемы.

При достижении заданной величины давления жидкости в камере закрытия .31 обратный клапан 17 под действием пружины 18 закрывается.

В процессе протаскивания колонны труб 34 с замками через уплотнитель универсального превентора. замки колонны труб стараются расширить уплотнитель,в связи с чем в уплотнителе возникают дополнительные усилия, передающиеся через поршень 32 на жидкость в камере закрытия 31.

Давление жидкости в камере закрытия превышает ранее заданное и по

Таким образом, предлагаемое пере-пускное устройство в системе управления универсальным превентором обеспечивает увеличение скорости бурения нефтяных и газовых скважин эа счет увеличения скорости протаскивания колонны труб с замками через уплотнитель универсального превентора и увеличения срока работоспособности уплотнителя путем обеспечения постоянной нагрузки на уплотнитель и повышения быстродействия устройства. Кроме того, упрощается конструкция, снижается вес, габариты и металлоемкость устройства за счет выполнения перепускного устройства в общем корпусе с каналами напорными, сливными и управления.

Формула изобретейия

Перепускное устройство универсаль" ного превентора, имеющего камеры его открытия и закрытия, содержащее корпус, управляемый обратный клапан со сливным каналом и предохранительный узел, включающий клапан управления

5 91101 спивному каналу 30 и напорному каналу 40 предохранительного клапана воздействует на переливной клапан 11, а через дроссельное отверстие 41 и одновременно через канал большого сечения 42 и индикаторный стержень

6 - на клапан управления 3. С другой стороны на клапан управления воздействует первоначальное давление жидкости задаНной величины гид- 10 равлической полости 36 пневмогидроаккумулятора и усилие пружины 4. Под действием повысившегося давления жидкости клапан 3 открывается, через дроссельное отверстие 41 мгновенно 15 создается перепад давления в надклапанной полости 43 предохранительного клапана, а переливной клапан 11 открывается на полную величину проходного отверстия, при этом жидкость . 20 через каналы 30, 40 и 38 из камеры закрытия 31 универсального превентора переливается а камеру открытия 37, а избыток ее через канал 39 (фиг.3) в спивную магистраль гидросистемы. 25

Пневмогидроаккумулятор поглощает часть жидкости, вытесняемой при открытии клапана управления 3, а также обеспечивает плавность работы перепускного устройства. 30

При падении давления жидкости в камере закрытия 31 универсального превентора до первоначально заданной вепичины клапан управления 3 закрыва35 ется, при этом мгновенно закрывается и переливной клапан 11, à в камере закрытия универсального превентора устанавливается первоначально заданное давление. При выходе замка колонн 40 труб 34 из уплотнителя 33 универсального превентора, усилие сжатия уплотнителя тотчас уменьшается, одновременно уменьшается усилие на поршне

32, а следовательно, уменьшается и величина давления жидкости в камере закрытия 31.

Давление жидкости заданной величины из напорного канала 29 открывает . клапан 17 и через сливной канал 30 поступает в камеру закрытия 31 универсального превентора, а поршень 32 пеЪ . редает давление на уплотнитель 33, который снова обжимает колонну труб с первоначально заданным усилием.

Дроссельное отверстие 41 служит для образования перепада давления в надклапанной полости 43 предохранительного клапана, открытие клапана управления осуществляется давлением жидкости через канал большого сечения и индикаторный стержень, что способствует высокой чувствительности, быстродействию и стабильности в работе предохранительного клапана и всего перепускного устройства.

При открытии универсального превентора ч реэ распределитель гидросистемы, управляющий гидроцилиндром универсального превентора, напорный канал 29 устройства соединяется со сливной, а канал 39 - с нагнетательной магистралями гидросистемы. Давление жидкости подводится через каналы

39 и 38 в камеру открытия 37 универсального превентора. При движении поршня 32 в камере закрытия 31 универсального превентора образувтся давле" ние вытесняемой жидкости, которое через канал управления 44 перемещаетпоршень 20 управляемого обратного клапана. Площадь поршня 20 в несколько раз, например в 5 раэ, больше площади. проходного сечения клапана 17, поэтому клапан 17 мгновенно открывается и жидкость из камеры закрытия 31 универсального превентора через каналы 30 и 29 вытекает в спивную магистраль гидросистемы.

7 9110 с седлом и переливной клапан. с напорнйм каналом и каналом управления, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью повышения быстродействия ра боты устройства, предохранительный узел снабжен взаимодействующим с клапаном управления индикаторным стержнем, образующим с седлом клапана камеру управления, а корпус имеет дополнительный канал для связи камеры управления индикаторным стержнем с напорным каналом переливного клапа13 8 на, при этом напорный канал предохранительного узла соединен со спивным каналом управ. яемого обратного клапана и с камерой закрытия универсального превентора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 560060, кл. Е 21 В 33/06, .1973.

2. Авторское свидетельство СССР и 600289, кл. E 21 8 33/06, 1976 (прототип).

Ю 8

911013

Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1075/15

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Кепке

Редактор М. Циткина Техред М, Надь Корректор Н. Швыдкая