CS244395B1

CS244395B1 - Low-pressure preventer

Info

Publication number: CS244395B1
Application number: CS848333A
Authority: CS
Inventors: Antonin Pazdera; Zdenek Baros
Original assignee: Antonin Pazdera; Zdenek Baros
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS833384A1

Abstract

Nízkotlaký preventr pro utěsnění vrtné kolony s hladkými spoji, uspořádaný na šoupátku pažnicové hlavy. Účelem řešení je zabránit otěru a deformacím elastického těsniče preventru při hlubinném vrtání bez projevů erupce plynu nebo kapaliny a zajistit pohotové samočinné utěsnění vrtné kolony, jakmile projevy erupce nastanou. Účelu se dosahuje tím, že k šoupátku (1) pažnicové hlavy je pomocí příruby (4) s vnitřním dorazovým nákružkem (5) závitově upevněn zvon (8), kterým prochází vrtná kolona (9) a ve kterém je upraveno dovrchní sedlo (11) pro elasticky těsnič (12) navlečený uvnitř zvonu (8; na vrtné koloně (9) a opatřený kotoučovou podložkou (13)» jejíž vnější průměr (15) je větší než vnitřní průměr (14) vnitřního dorazového nákružku (5) příruby (4). Vynález je využitelný při maloprůměrovém průzkumném vrtání na pevné užitkové nerosty, zvláště při vyhledávání ložisek uhlí a při hloubení degazačních vrtů v důlních dílech.Low Pressure Preventer for Sealing Smooth Joint Drill Columns Arranged on the Casing Head Slide. The purpose of the solution is to prevent abrasion and deformation of the elastic preventer seal during deep drilling without the appearance of gas or liquid eruption and to provide a prompt self-sealing of the drill column once the eruption manifestations occur. The purpose is achieved in that a bell (8) is threadedly fixed to the casing head slide (1) by means of a flange (4) with an inner stopper collar (5), through which the drill string (9) passes and in which the upper seat (11) is provided. for the elastically sealing (12) threaded inside the bell (8; on the drill column (9) and provided with a disc washer (13)) whose outer diameter (15) is larger than the inner diameter (14) of the inner stopper flange (5) The invention is applicable to small-diameter exploratory drilling for solid utility minerals, particularly in coal mining searches and in the digging of degassing boreholes.

Description

Vynález se týká nízkotlakého preveňtru pro utěsněni vrtné kolony e hladkými spoji, uspořádaného na šoupétku pažnicové hlavy· Účelem vynélezu je zabrénit otěru a deformacím elaatického těaniče preventru při hlubinném vrtěni bez projevů erupce plynu nebo kapaliny a zajistit pohotové samočinné utěsněni vrtné kolony, jakmile projevy erupce nastanou· )The purpose of the invention is to prevent abrasion and deformation of the elaatical preventer during deep drilling without gas or liquid eruptions and to ensure that the drilling column erupts automatically as soon as the drill string erupts. ·)

Na rozdíl od vysokotlakých prevantrů, používaných při vrtáni velmi hlubokých vrtů na ropu a zemni plyn, používají ae při maloprůměrovém jádrovém vrtáni nebo při vrtáni důlních degazačnich vrtů nízkotlaké preventry pro tlaky do 5 MPa· Osou uspořádány na pažnicové hlavě a zamezuji nenadálým erupcím plynu nebo kapaliny|nezikružim mezi vrtnou kolonou a pažnicemi· □a známý nízkotlaký prevantr, který sestává z válcová akřl ně, v niž je na třecím ložisku uložen a pojistným kroužkem zajištěn kotoučový pryžový těenič (SU AO δ· 280 387). Válcová akřiri je přírubově spojena β pažnicovou hlavou a kotoučovým těsničem prochází unáěeci tyč vrtná kolony· Vrtný výplach vystupuje z pažnicové kolony bočním vývodem pod pažnicovou hlavou·Unlike the high-pressure oil-and-gas wells, they use low-pressure bumpers for pressures up to 5 MPa when they are drilled in small-diameter core boreholes or in mine degassing boreholes. I do not circle between the drilling column and the casing · □ and the known low-pressure prevanter, which consists of a cylindrical acryl in which a disc rubber seal (SU AO δ · 280 387) is mounted on the friction bearing and retained by a circlip. The cylindrical acryl is flange-connected by a β casing head and a drilling column drive rod passes through a disc seal · The drilling fluid extends from the casing column through the side outlet under the casing head ·

Nevýhodou známého nízkotlakého preventru je rychlá opotřebeni kotoučového pryžového těaniče, který ja ve stálém styku a unáěeci tyči a při rotaci ae tře o vnitřní stěny válcové akřině· Nemá aamotěanicl účinky a nedotčenuje úniková cesty deformaci tla kem eruptujlclho media.A disadvantage of the known low-pressure preventer is the rapid wear of the disc rubber tenon, which is in constant contact with the driving rod and when rotating and rubs against the inner walls of the cylindrical shelf. It does not have anamotěanicl effects and does not affect the escape route.

244 395 □e také známý nízkotlaký preventr sestávající z pryžové manžety navlečené na vrtné koloné a upnuté v pažnicové hlavě (CS patent č. 99 464)· Pryžová manžeta je opatřena hrdlem, kolem něhož je smyčkou ovinuto předpjaté lano, ukotvené jedním koncem v odpružené kotvě a druhým koncem v pietu· V beztlakových podmínkách vrtná kolona volně prochází pryžovou manžetou. Působením eruptujiclho media na plst ee lanová smyčka utáhne, sevře hrdlo manžety a utěsni vrtnou kolonu.244 395 also known low pressure preventer consisting of a rubber sleeve strung on a drill string and clamped in a casing head (CS patent No. 99 464) · The rubber sleeve is provided with a neck around which a pre-tensioned rope is anchored in a springed anchor and at the other end of the rebar · Under no-pressure conditions, the drill string freely passes through the rubber sleeve. By applying an eruption medium to the felt, the rope loop tightens, grips the sleeve neck and seals the drill string.

Ani u druhého známého nízkotlakého preventru není uspokojivě vyřeěen problém rychlého opotřebeni pryžové manžety. Vrtná kolona při vrtáni vibruje, koná mírně excentrický rotační pohyb a otírá pryžovou manžetu. Lano a odpružená kotva jeou neustále vystaveny agresivnímu koroznímu prostředí e je nutno je často revidovat. Preventr je konstrukčně složitý, výboba nákladná, revize a výměna pryžové manžety pracná. Při vrtáni ee zatěžkanými vrtnými výplachy nelze vyloučit usazení pevných částic výplachu v přívodním kanálku k pietu, a tím omezení nebo dokonce vyřazeni preventru z funkce. Kontrola funkce preventru v průběhu vrtáni je vyloučena, nebot vrtný výplach je z pažnicové kolony odváděn Stejně jako v prvém případě bočním vývodem.Even the second known low pressure preventer does not satisfactorily solve the problem of rapid wear of the rubber sleeve. The drilling column vibrates during drilling, performs a slightly eccentric rotational movement and wipes the rubber sleeve. The rope and spring-loaded anchor are constantly exposed to an aggressive corrosive environment and must be frequently reviewed. Preventr is complicated in design, expensive equipment, laborious revision and replacement of rubber cuff. When drilling with heavy drilling fluids, it is impossible to exclude the deposition of solid irrigation particles in the inlet duct to the pit, thereby limiting or even disabling the preventer. Checking the function of the preventer during drilling is excluded, because the drilling fluid is drained from the casing column as in the first case through the side outlet.

Uvedené nevýhody odstraňuje nízkotlaký preventr podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k Šoupátku pažnicové hlavy je pomoci příruby e vnitřním dorazovým nákružkem závitově upevněn zvon, kterým prochází vrtná koloně a ve kterém je upraveno dovrchni eedlo pro elastický těsniČ navlečený uvnitř zvonu na vrtné koloně a opatřený kotoučovou podložkou,jejíž vnější průměr je větši než vnitřní průměr vnitřního dorazového nákružníku příruby.The above-mentioned disadvantages are overcome by the low-pressure preventer according to the invention, characterized in that a bell is threadedly fastened to the casing head slide by means of a flange and an internal stop collar through which the drilling column passes. and provided with a disc washer whose outer diameter is greater than the inner diameter of the inner stop collar of the flange.

Pro zvýšeni damotěsnicich účinků je výhodné, když dovrchní sedlo a elastický těsnič jsou kuželovitého tvaru, přitom elastic ký těsnič je do kotoučové podložky zapuštěný.In order to enhance the damaging effect, it is advantageous if the top seat and the elastic seal are conical in shape, while the elastic seal is embedded in the disc washer.

244 395244 395

Výhodou nízkotlakého praventru podle vynálezu je dlouhá životnost, funkční spolehlivost, nízká nákledovoet a rychlá Montáž· Elastický těenič, jako kritická součást vzhledáš k životnosti preventru, není při beztlakován vrtání naaáhán. Prouděn vrtného výplachu je udržován nad vnitřnín dorazový· nákružken příruby a eanovolně rotuje současná s vrtnou kolonou· Pouze při výronu eruptujlciho nedle je přitlačen do dovrchniho sedla· Má eanotá8nlci účinky· čin vyšší je tlak eruptujlciho nedle, tin vštši těenicí účinek vykazuje· Při pozvolně vzrůstajícím tlaku eruptujlciho nedle nebo z důvodů ověřeni funkční způsobilosti lze nízkotlaký preventr uzavřít pozvednutím vrtná kolony· Oeho nontáž spočívá v montáži jednoho přírubového spoje a výaěne elastického těsniče v uvolněni závitového spoje zvonu, vysunuti a navlečeni nového těsniče· Výroba je jednoduchá, proveditelná v běžně vybavených strojirenských dílnách·The advantage of the low pressure praventre according to the invention is its long service life, functional reliability, low tracking and fast assembly. The drilling fluid flow is maintained above the internal stop flange of the flange and spontaneously rotates concurrently with the drill string. · The installation consists of mounting one flange joint and replacing the elastic seal in a loosened threaded connection of the bell, pulling out and inserting a new seal. · Production is simple, feasible in commonly equipped mechanical engineering workshops ·

Přiklad provedeni nízkotlakého preventru podle vynálezu je znázorněn ne přiloženém výkrese, kde je zobrazen preventr v podélném řezu·An example of an embodiment of a low pressure preventer according to the invention is shown in the attached drawing, where the preventer is shown in longitudinal section.

Nízkotlaký preventr podle vynálezu je uspořádán na ěoupát ku 1 pažnicová hlavy, nezekrealená· K Šoupátku 1 je Šrouby 2 a použitím těsnáni 3 upevněna příruba 4, v niž je upraven vnitřní dorazový nákružnlk 5 e hrdlo 6 e vnitřním závitem 7. Do hrdla 6 je zašroubován zvon 8, kterým prochází vrtná kolona 9 e hladkými spoji 10, Ve zvonu 8 Je upraveno dovrchni sedlo 11 kuželového tvaru pro elastický tásnič 12 navlečený ve zvonu 8 na vrtná koloně 10 a zapuštěný do kotoučová podložky 13· Vnějěí průeěr 15 kotoučová podložky 13 je větěi než vnitřní průeěr 14 vnitřního dorazového nákružku 5 příruby 4, kterým ee vrací vrtný výplach 16 do sběrná nádrže, nezekrealená·The low pressure preventer according to the invention is arranged on the casing 1 of the casing head, unrelated. To the slider 1, the flange 4 is fastened to the slider 1 and a flange 4 is fastened using a gasket 3. a bell 8 through which the drilling column 9e passes through the smooth joints 10, in the bell 8 a top tapered seat 11 is provided for the elastic tape 12 threaded in the bell 8 on the drill column 10 and embedded in the disc 13 than the inner diameter 14 of the internal stop collar 5 of the flange 4, by which the drilling fluid 16 is returned to the collecting tank, unrefined.

244 395244 395

Při vrtáni bez projevu erupcí cirkuluje vrtný výplach 16 vrtnou kolonou 9. k vrtnému nástroji, nezakreslenému, e vrací ee přes šoupátko 1 a zvon 8· Proudem vrtného výplachu 16 a třením o vrtnou kolonu 9 jeou kotoučová podložka 13 s elastickým těeničem 12 udržovány ve vznosu a rotuji společně s vrtnou kolonou 9· Pokud by proud vrtného výplachu 16 nestačil překonat tření elastického těsniče 12 o vrtnou kolonu 9 a elastický těsnič 12 by sestupoval společně s vrtnou kolonou 9, např· při zapouštěni vrtně kolony 9, do vrtu, dosedne kotoučová podložka 13 na vnitřní dorazový nákružek 5 příruby 4, který zamezí dalěimu sestupu elastického těsniče 12. Vystanou-li pozvolné projevy erupce ložiskového plynu nebo kapaliny, vrtná kolona 9 se pozvedne, elasdž tický těsničedosedne do dovrchniho sedla 11, tlak vrtného výplachu 16 a eruptujiciho média jej přitlačí a deformuje· Ústi vrtu ee hermeticky uzavře· Vyetane-li erupce s náhlým tlakovým nástupem, kotoučová podložka 13 s elastickým těsnlčem 12 jsou působením eruptujijciho media a vrtného výplachu 16 na kotoučovou podložku 13 samočinně přitlačeny do dovrchniho sedla 11 a ústí vrtu se hermeticky uzavře bez zásahu vrtmistra·In drilling without eruption, the drilling fluid 16 circulates through the drilling column 9 to a drilling tool, not shown, returning through the slide 1 and bell 8. By the drilling fluid 16 and friction against the drilling column 9 If the borehole stream 16 would not be able to overcome the friction of the elastic seal 12 against the drill string 9 and the elastic seal 12 would descend along with the drill string 9, e.g., when the drill string 9 is embedded in the well, a disc washer 13 to the inner stop collar 5 of the flange 4, which prevents further descent of the elastic seal 12. If there is a gradual eruption of the bearing gas or liquid, the drilling column 9 is lifted, the elastic seal is seated in the top seat 11, presses and deforms · Borehole mouth is closed hermetically · When eruption explodes e with a sudden pressure onset, the disc washer 13 with elastic seal 12 is automatically pushed into the upper seat 11 by the action of the eruption medium and the drilling fluid 16 on the disc washer 11 and the borehole is hermetically closed without the intervention of the driver.

Nízkotlaký preventr podle vynálezu js využitelný při málo průměrovém průzkumném vrtáni na pevná užitková nerosty, zvláště při vyhledávání ložisek uhlí e při hloubeni degazačnich vrtů v důlních dílech·The low-pressure preventer according to the invention can be used for low-diameter exploration drilling for solid commercial minerals, particularly for the search for coal deposits and for the excavation of degassing boreholes in mine workings.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1, a low pressure preventer for sealing a drill string β with smooth joints, arranged on the slider head slider, characterized in that a bell (8) is threadedly secured to the slider (1) by means of a flange (4) and internal stop collars (5). a column (9) and in which an upper seat (11) is provided for the elastic shoe (12) threaded inside the bell (8) on the drill string (9) and provided with a disc washer (13), the outer diameter (15) being larger than the inner diameter (14) of inner stop collar (5) flange (4) ·

Low-pressure preventer according to claim 1, characterized in that the upper seat (11) and the elastic shoe (12) are of conical shape, the elastic shoe (12) being embedded in the disc washer (13).