Устройство для перекрытия обсаженной скважины подземного нефтехранилища

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕTEНИИ -966226

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6f) Дополнительное к авт. сеид-еу-. (22) Заявлено 2б.03.81 (21) 32б 5982/22-03

Р ) М.Кл. с присоединением заявки ¹â€”

Е 21 В 33/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 151082. Бюллетень Ко 38

Дата опубликования описания 15.10.82

Р ) УДК 622.245. .4 (088.8) В.А, Грохотов, .В.В. Борисов, Ю.М. Богданов, Н.Н. Вишневецкий, Н.Н. Чумиков, Л.A. Головано

A,È; Кочкуров, Г.С. Богатырев и Л.М. Штерн (72) Авторы изобретения

f " - .Всесоюзный научно-исследовательский институт исйсвтвзеванка„,. газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ОБСАЖЕННОЙ

СКВАЖИНЫ ПОДЗЕМНОГО НЕФТЕХРАНИЛИЩА

Изобретение относится к подземно:му хранению и транспорту газонефтепродуктов, конкретно к перекрытию . трубных сечений скважины подземной емкости в случае повреждения ее оголовка,для предотвращения выброса хра нимого продукта в окружающую среду.

Известно устройство для перекры.— тия обсаженной скважины, включающее установленный в трубах уплотнительный элемент, перекрывающий круглое сечение трубы ) 1).

Однако такое устройство может быть установлено на трубопроводах низкого давления, так как эластичный элемент устройства является одновременно несущим и уплотняющим.

Известно также устройство для перекрытия обсаженной скважины подземного нефтхранилища, содержащее рабочую колонну, размещенные в осевом канале рабочей колонны и между рабочей и обсадной колоннами внутренний и наружный уплотнительные элементы, полости которых связаны с источником давления (2 .

Устройство не может надежно сработать и предотвратить аварийный выброс при поврежденин, например, устья скважины. цель изобретения - ПовйИение на.дежности работы устройства при предотвращении аварийных выбросов продукта.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленной в рабочей колонне и жестко связанной с ней кольцевой опорой с о .шарнирно закрепленным на опоре секторными несущими элементами для внутреннего уплонительного элемента, а на рабочей колонне установлены шар-. нирно связанные с ней секторы для наружного уплотнительного элемента и пневмоцилиндры, штоки которых установлены с воэможностью взаимодействия с секторами.

На фиг.1 показано устройство для перекрытия обсаженной скважины на фиг.2 — узел внутреннего уплотнительного элемента, открытое положе- . ние; на фиг.3 - то же, закрытое положением на фиг.4 - узел наружного уплотнительного элемента, открытое

25 положение; на фиг.5 — то же, закрытое положение.

Устройство состоит из размещенной в обсадной колонне 1 рабочей .колонны 2, узла 1 внутреннего уплотЗО нительного элемента, перекрывающего

966226 канал рабочей колонны, и узла П наружного уплотннтельного элемента, перекрывающего кольцевое пространство между рабочей и обсадной колоннами, ПОлость внутреннего уплонитель- 5 ного элемента 3 соединена трубопроводами 4 и 5 с баллоном 6 высокого давления. Полость наружного уплотнительного элемента 7 соединена трубопроводами 8, 9, 10 и 5 с балло- 10 ном 6 высокого давления.

Управление затворами осуществляется с помощью золотникового устройства 11 и запорных устройств 12-17.

Узел внутреннего уплотнительного элемента состоит из опоры 18, которая закреплена, например сваркой, к внутренней поверхнОсти рабочей колонны 2. На опоре 18 на осях 19 закреплены секторы 20, выполняющие роль несущих элементов от воздействия нагрузки, возникающей в случае аварийной ситуации. На опоре 18 под несущими элементами 20 закреплена эластичная оболочка 3, выполняющая уплотняющую роль в конструкции, позволяющая при наполнении ее рабочим агентом приводить несущие элементы 20 в закрытое положение.

Hecyr ие элементы 20 выполнены в виде секторов внахлест. Нри этом секторы, нижние относитейьно прилегающих к ним при обычной эксплуатации подземных емкостей, опущены вертикально вниз, а прилегающие располагаются над ними, перекрывая часть N живого сечения трубопровода. При этом чем больше число этих секторов, тем большая часть живого сечения трубопровода занята потоком рассола. 40

Узел наружного уплотнительного элемента состоит из опоры 21, закрепленной на центральной колонне труб. На опоре 21 на осях 22 закреплены секторы 23, являющиеся несущи- д5 ми элементами. На опоре 21 под несущими элементами 23 закреплен уплотнительный элемент 7, выполненный в виде ropa. Для подачи рабочего агента в элемент 7 и отвода его имеется штупер 24, к которому подсоединен трубопровод 10. Для удержания секторов 23 в открытом положении служат пневмоцилиндры 25, закрепленные на опоре 21. Для предотвращения забивки уплотнительных элементов колонн кристаллогидратами они покрываются специальной пленкой.

Работа устройства осуществляется следующим образом. 60 . Уплотнители прн нормальной эксплуатации должны быть открытыми, при этом вентили 13 — 16 находятся в открытом положении, а вентили 12 и

17 — в закрытом. Рабочий агент от 65 баллона 6 поступает в пневмоцилиндры 25, давит на поршни и штоки, которые удерживают секторы 23 в открытом положении. Секторы 20 удерживают в открытом положении эластичной пленкой.

При аварии за счет перепада давления срабатывает золотниковое устройство, давление в пневмоцилиндрах падает, секторы освобождаются от воздействия штоков, вентиль 14 при этом закрыт, а вентиль 12 открыт.

Рабочий агент из баллона 6 поступают в эластичные оболочки 3 и 7. Наполняясь сжатым газом, оболочки раскрывают секторы, разрывая при этом защитную пленку. При раскрытом положении секторы упираются в стенку трубы, воспринимая на себя наЪ рузку от давления в емкости, которое значительно возрастает при аварийной ситуации за счет нарушения

1 равновесного положения. Незначительные зазоры, имекщиеся между секторами, перекрываются гибким эластичным элементом, легко повторяющим профиль прилегающей в ней поверхности

Для возврата секторов в открытое положение рабочий агент выпускают из уплотнительных элементов 13 и 7 в атмосферу, для чего закрывают вентиль 12 и открывают вентиль 17. После удаления сжатого газа из уплотнительных элементов вентиль 17

Ъакрывают и открывают вентиль 14, удерживая секторы в исходном положении. Защитная пленка может бЫть надета на затворы при выполнении ремонтных работ к скважине подземной емкости.

Формула изобретения

Устройство для перекрытия o6ca-. же н ной скважины подземного нефтехранилища, содержащее рабочую колонну, размещенные в осевом канале рабочей колонны и между рабочей и обсадной колоннами внутренний и наружный уплотнительные элементы, полости которых связаны с источником давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства при предотвращении аварийных выбросов продукта, оно снабжено установленной в рабочей колонне и жестко связанной с ней кольцевой опорой с аарнирно закрепленными на опоре секторными несущими . элементами для внутреннего уплотнительного элемента, а на рабочей колонне установлены шарнирно связанные с ней секторы для наружноГо уплотнительHoro элемента и пневмоцилиндры, штоки которых установле966226 ны с возможностью взаимодействия с секторами.

Ю Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

:Р 450878, кл. Е 21 В 33/12, 1974.

2. Иатент QtR Ю 3283823, кл. 166-182, опублик. 1966 (прототип).

966226

Фиа 8

Составитель. И. Кепке

Техред T.Ìàòî÷êà Корректор Г,Решетник

Редактор Н. Швыдкая

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

Закаэ )799/43 Тиразк 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

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