RU148530U1

RU148530U1 - SEALING UNIT

Info

Publication number: RU148530U1
Application number: RU2014126102/03U
Authority: RU
Inventors: Алексей Сергеевич Кузин; Евгений Владимирович Шароварин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Геоптикс"
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2014-12-10

Abstract

1. Узел герметизации, содержащий корпус с осевым отверстием, элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля, отличающийся тем, что осевое отверстие выполнено несквозным, корпус снабжен сообщающимися с несквозным осевым отверстием боковыми отводами с присоединительными фланцами, узел герметизации содержит герметично закрывающий несквозное осевое отверстие фланец, в котором выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для кабеля, элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля, установлены внутри, по меньшей мере, одного отверстия для кабеля.2. Узел герметизации по п. 1, отличающийся тем, что элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля, установлены внутри, по меньшей мере, одного отверстия для кабеля слева и справа от оси отверстия для кабеля.3. Узел герметизации по п. 1, отличающийся тем, что элементами, обеспечивающими герметизацию и фиксацию кабеля, являются пустотелые болты, нажимные конические шайбы, уплотнители с отверстиями для кабеля, опорные конические шайбы.1. The sealing unit, comprising a housing with an axial hole, elements for sealing and fixing the cable, characterized in that the axial hole is made through, the housing is provided with lateral branches communicating with the axial hole with connecting flanges, the sealing unit contains a flange which seals the axial hole , in which at least one hole for the cable is made, elements that provide sealing and fixing of the cable are installed inside at least one tverstiya for kabelya.2. The sealing unit according to claim 1, characterized in that the elements providing sealing and fixing of the cable are installed inside at least one cable hole to the left and right of the axis of the cable hole. 3. The sealing unit according to claim 1, characterized in that the elements providing sealing and fixing of the cable are hollow bolts, pressure conical washers, seals with holes for the cable, support conical washers.

Description

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, к устьевому оборудованию нефтяных и газовых скважин, а именно к составным элементам трубных обвязок и может быть использована для герметизации, по меньшей мере, одного кабеля на устье скважины.The utility model relates to the oil and gas industry, to wellhead equipment for oil and gas wells, namely to the constituent elements of piping and can be used to seal at least one cable at the wellhead.

При эксплуатации скважин используют силовые, электрические, электрооптические кабели, обеспечивающие питание электродвигателей погружных нефтяных насосов; кабели и распределенные волоконно-оптические кабели-датчики для проведения геофизических исследований. В силу наличия в скважине высокого давления возникает необходимость в герметизации кабелей на устье скважины.When operating wells, use power, electrical, electro-optical cables that provide power to electric motors of submersible oil pumps; cables and distributed fiber optic sensor cables for geophysical surveys. Due to the presence of high pressure in the well, it becomes necessary to seal the cables at the wellhead.

Из уровня техники известны герметичные кабельные вводы (узлы герметизации), предназначенные для герметизации, по меньшей мере, одного кабеля на устье скважины, устанавливаемые в переводник трубной головки. Герметичные кабельные вводы (узлы герметизации) содержат корпус с осевым отверстием, элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля.Sealed cable entries (sealing units) for sealing at least one cable at the wellhead are installed in the pipe head sub from the prior art. Sealed cable glands (sealing units) contain a housing with an axial hole, elements that provide sealing and fixing of the cable.

Заявляемая полезная модель может быть использована для герметизации одного кабеля на устье скважины или для герметизации нескольких кабелей на устье скважины.The inventive utility model can be used to seal one cable at the wellhead or to seal several cables at the wellhead.

Ближайшим аналогом заявляемого узла герметизации, предназначенного для герметизации одного кабеля на устье скважины, является герметичный кабельный ввод (узел герметизации), содержащий гайку, имеющую внутренний кольцевой выступ (элемент, обеспечивающий герметизацию и фиксацию кабеля); корпус со сквозным осевым отверстием, в котором часть внутренней поверхности выполнена конусной, на наружной поверхности выполнена резьба для соединения корпуса с гайкой, имеющей внутренний кольцевой выступ (корпус с осевым отверстием); элементы обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля: имеющую конусную наружную поверхность уплотнительную эластичную втулку с отверстиями под кабель, установленную в корпусе; установленную между внутренним кольцевым выступом гайки и верхней частью уплотнительной эластичной втулки металлическую втулку с фиксатором от поворота, под который на внутренней стороне корпуса выполнен паз; нажимную шайбу, установленную между внутренним кольцевым выступом гайки и верхней частью уплотнительной эластичной втулки; дополнительную нажимную шайбу, установленную под уплотнительной эластичной втулкой (патент РФ №2465436, вариант 1, дата приоритета: 07.11.2007, МПК: E21B 33/068).The closest analogue of the claimed sealing unit, designed to seal one cable at the wellhead, is a sealed cable entry (sealing unit) containing a nut having an internal annular protrusion (an element that provides sealing and fixing of the cable); a housing with a through axial hole in which a portion of the inner surface is tapered, a thread is made on the outer surface for connecting the housing to a nut having an inner annular protrusion (housing with an axial hole); cable sealing and fixing elements: elastic conical sleeve with conical outer surface with cable holes installed in the housing; installed between the inner annular protrusion of the nut and the upper part of the sealing elastic sleeve, a metal sleeve with a lock against rotation, under which a groove is made on the inside of the housing; a pressure washer mounted between the inner annular protrusion of the nut and the upper part of the elastic sealing sleeve; additional pressure washer installed under the elastic sealing sleeve (RF patent No. 2465436, option 1, priority date: 11/07/2007, IPC: E21B 33/068).

Конструкция известного герметичного кабельного ввода (узла герметизации) не позволяет одновременно с основным кабелем герметизировать дополнительный кабель на устье скважины. Основным кабелем может являться электрический кабель, обеспечивающий питание электродвигателя погружного нефтяного насоса, дополнительным - геофизический кабель. В силу невозможности одновременного выполнения нескольких операций в скважине происходит увеличение времени, необходимого для выполнения данных операций, что приводит к снижению объема добычи нефти или газа, к увеличению времени проведения геофизических исследований.The design of the known sealed cable entry (sealing unit) does not allow simultaneously with the main cable to seal the additional cable at the wellhead. The main cable can be an electric cable that provides power to the electric motor of a submersible oil pump, and an additional - a geophysical cable. Due to the impossibility of simultaneously performing several operations in the well, there is an increase in the time required to perform these operations, which leads to a decrease in the volume of oil or gas production, to an increase in the time for conducting geophysical surveys.

Ближайшим аналогом заявляемого узла герметизации, предназначенного для герметизации нескольких кабелей на устье скважины, является герметичный кабельный ввод (узел герметизации), конструкция которого позволяет одновременно с основным кабелем герметизировать дополнительный кабель на устье скважины. Герметичный кабельный ввод (узел герметизации) содержит гайку, имеющую внутренний кольцевой выступ (элемент, обеспечивающий герметизацию и фиксацию кабелей); корпус со сквозным осевым отверстием, в котором часть внутренней поверхности выполнена конусной, на наружной поверхности выполнена резьба для соединения корпуса с гайкой, имеющей внутренний кольцевой выступ (корпус с осевым отверстием); элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабелей: имеющую конусную наружную поверхность уплотнительную эластичную втулку с отверстиями под основной и дополнительный кабель, установленную в корпусе; установленную между внутренним кольцевым выступом гайки и верхней частью уплотнительной эластичной втулки металлическую втулку с фиксатором от поворота, под который на внутренней стороне корпуса выполнен паз; нажимную шайбу, установленную между внутренним кольцевым выступом гайки и верхней частью уплотнительной эластичной втулки; дополнительную нажимную шайбу, установленную под уплотнительной эластичной втулкой (патент РФ №2465436, вариант 1, дата приоритета: 10.06.2011, МПК: E21B 33/03).The closest analogue of the claimed sealing unit, designed to seal several cables at the wellhead, is a sealed cable entry (sealing unit), the design of which allows simultaneously with the main cable to seal the additional cable at the wellhead. A sealed cable entry (sealing unit) contains a nut having an internal annular protrusion (an element that provides sealing and fixing of cables); a housing with a through axial hole in which a portion of the inner surface is tapered, a thread is made on the outer surface for connecting the housing to a nut having an inner annular protrusion (housing with an axial hole); elements that provide sealing and fixing of cables: a sealing elastic sleeve with a conical outer surface with holes for the main and additional cable installed in the housing; installed between the inner annular protrusion of the nut and the upper part of the sealing elastic sleeve, a metal sleeve with a lock against rotation, under which a groove is made on the inside of the housing; a pressure washer mounted between the inner annular protrusion of the nut and the upper part of the elastic sealing sleeve; additional pressure washer installed under the elastic sealing sleeve (RF patent No. 2465436, option 1, priority date: 06/10/2011, IPC: E21B 33/03).

Нередко на скважине установлена фонтанная арматура, в которой переводник трубной головки имеет размер, недостаточный для установки одного из известных герметичных кабельных вводов (узлов герметизации), но существует потребность в выводе, по меньшей мере, одного кабеля из скважины. Для оснащения фонтанной арматуры скважины одним из известных герметичных кабельных вводов (узлов герметизации) и вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины следует:Often, fountain fittings are installed in the well, in which the tube head sub is not large enough to install one of the known hermetic cable glands (sealing units), but there is a need to remove at least one cable from the well. To equip the well’s fountain reinforcement with one of the well-known hermetic cable glands (sealing units) and output of at least one cable from the well:

- установить переводник трубной головки, имеющий больший диаметр, что требует замены корпуса трубной головки, трубодержателя (подвески) насосно-компрессорных труб, установленной в корпусе трубной головки, корпуса колонной головки на аналогичные элементы устьевого оборудования, имеющие больший диаметр;- install a tube head sub having a larger diameter, which requires replacement of the tube head housing, tubing holder (suspension) of tubing installed in the tube head housing, column head housing to similar wellhead equipment having a larger diameter;

- в трубодержателе (подвеске) насосно-компрессорных труб, установленной в корпусе трубной головки, выполнить отверстие для вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины.- in the pipe holder (suspension) of the tubing installed in the housing of the pipe head, make a hole for outputting at least one cable from the well.

То есть в случае, если на скважине установлена фонтанная арматура, конструкцией которой не предусмотрена установка герметичного кабельного ввода (узла герметизации) в переводник трубной головки, недостатками известных герметичных кабельных вводов (узлов герметизации) являются:That is, in the event that fountain fittings are installed on the well, the design of which does not provide for the installation of a sealed cable gland (sealing unit) in the pipe head sub, the disadvantages of the known sealed cable glands (sealing units) are:

- значительные затраты на приобретение и установку элементов устьевого оборудования;- significant costs for the acquisition and installation of elements of wellhead equipment;

- трудоемкость вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины.- the complexity of the output of at least one cable from the well.

Технический результат заявляемой полезной модели состоит в снижении затрат на приобретение и установку элементов устьевого оборудования, необходимых для вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины, и в снижении трудоемкости вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины в случае, если на скважине установлена фонтанная арматура, конструкцией которой не предусмотрена установка узла герметизации в переводник трубной головки.The technical result of the claimed utility model consists in reducing the cost of acquiring and installing the elements of wellhead equipment necessary for outputting at least one cable from the well, and in reducing the complexity of outputting at least one cable from the well if installed fountain fittings, the design of which does not provide for the installation of a sealing unit in the sub of the pipe head.

Технический результат достигается тем, что в узле герметизации, содержащем корпус с осевым отверстием, элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля, согласно полезной модели осевое отверстие выполнено несквозным, корпус снабжен сообщающимися с несквозным осевым отверстием боковыми отводами с присоединительными фланцами, элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля, установлены внутри, по меньшей мере, одного отверстия для кабеля, выполненного в герметично закрывающем несквозное осевое отверстие фланце.The technical result is achieved by the fact that in the sealing unit containing the housing with an axial hole, the elements providing sealing and fixing of the cable, according to the utility model, the axial hole is made through, the body is provided with lateral outlets connected to the through axial hole with connecting flanges, the elements providing sealing and cable fixation, installed inside at least one hole for the cable, made in a flange which seals the non-through axial hole.

Элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля, могут быть установлены внутри, по меньшей мере, одного отверстия для кабеля слева и справа от оси отверстия для кабеля.Elements for cable sealing and fixing can be installed inside at least one cable hole to the left and right of the axis of the cable hole.

Элементами, обеспечивающими герметизацию и фиксацию кабеля, могут являться полые болты, нажимные конические шайбы, уплотнители с отверстиями для кабеля, опорные конические шайбы.Elements that provide sealing and fixing of the cable can be hollow bolts, pressure conical washers, gaskets with holes for the cable, support conical washers.

Пример конструктивного исполнения заявляемого узла герметизации поясняется чертежом, на котором представлен разрез главного вида узла герметизации, где:An example of the design of the inventive sealing unit is illustrated in the drawing, which shows a section of the main view of the sealing unit, where:

1 - корпус;1 - housing;

2 - несквозное осевое отверстие;2 - through hole axial hole;

3 - боковой отвод (2 шт.);3 - lateral branch (2 pcs.);

4 - присоединительный фланец (2 шт.);4 - connecting flange (2 pcs.);

5 - фланец;5 - flange;

6 - полый болт (4 шт.);6 - a hollow bolt (4 pcs.);

7 - нажимная коническая шайба (4 шт.);7 - pressure conical washer (4 pcs.);

8 - уплотнитель (4 шт.);8 - a sealant (4 pieces);

9 - опорная коническая шайба (4 шт.);9 - supporting conical washer (4 pcs.);

10 - шпилька (2 шт.);10 - hairpin (2 pcs.);

11 - металлическое уплотнительное кольцо;11 - a metal sealing ring;

12 - паз (2 шт.);12 - groove (2 pcs.);

13 - гайка (2 шт.).13 - nut (2 pcs.).

Узел герметизации состоит из корпуса 1, имеющего несквозное осевое отверстие 2, боковые отводы 3 с присоединительными фланцами 4, сообщающиеся с несквозным осевым отверстием 2, и герметично закрывающего несквозное осевое отверстие 2 фланца 5. Во фланце 5 выполнено два отверстия для кабеля. Внутри каждого отверстия для кабеля слева и справа от оси отверстия установлены элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля: полые болты 6, нажимные конические шайбы 7, полиуретановые уплотнители 8, опорные конические шайбы 9. В качестве уплотнителей 8 может быть использована бензомаслостойкая резина.The sealing assembly consists of a housing 1 having a through axial hole 2, side bends 3 with connecting flanges 4 communicating with a through axial hole 2, and hermetically closing the through axial hole 2 of flange 5. Two cable holes are made in flange 5. Inside each cable hole, to the left and right of the axis of the hole, elements are installed that provide sealing and fixation of the cable: hollow bolts 6, pressure conical washers 7, polyurethane seals 8, support conical washers 9. As a gasket 8, oil-and-gas-resistant rubber can be used.

В стенках корпуса 1 вокруг несквозного осевого отверстия 2 выполнены отверстия под шпильки 10 и паз под металлическое уплотнительное кольцо 11. В каждом присоединительном фланце 4 бокового отвода 3 выполнены отверстия под болты и паз 12 под металлическое уплотнительное кольцо. В герметично закрывающем несквозное осевое отверстие 2 фланце 5 выполнены отверстия под шпильки 10.In the walls of the housing 1 around the non-through axial hole 2 holes are made for the studs 10 and a groove for the metal sealing ring 11. In each connecting flange 4 of the side outlet 3 holes are made for the bolts and groove 12 for the metal sealing ring. In the hermetically closing non-through axial hole 2 of the flange 5 there are holes for the studs 10.

Узел герметизации собирают следующим образом.The sealing unit is assembled as follows.

Корпус 1 узла герметизации устанавливают в трубную обвязку между боковым отводом корпуса трубной головки и задвижкой. В пазы 12, выполненные в присоединительных фланцах 4 боковых отводов 3 устанавливают металлические уплотнительные кольца, смазанные с двух сторон смесью солидола с графитом. Присоединительный фланец 4 бокового отвода 3 болтами и гайками соединяют с присоединительным фланцем бокового отвода корпуса трубной головки. Присоединительный фланец 4 другого бокового отвода 3 болтами и гайками соединяют с присоединительным фланцем задвижки. В паз, выполненный в стенках корпуса 1 вокруг несквозного осевого отверстия 2, устанавливают металлическое уплотнительное кольцо 11, смазанное с двух сторон смесью солидола с графитом.The housing 1 of the sealing unit is installed in the piping between the lateral outlet of the housing of the pipe head and the valve. In the grooves 12, made in the connecting flanges 4 of the lateral branches 3, metal sealing rings are installed, lubricated on both sides with a mixture of solid oil and graphite. The connecting flange 4 of the side outlet 3 is connected with bolts and nuts to the connecting flange of the side outlet of the pipe head housing. The connecting flange 4 of the other lateral outlet 3 is connected by bolts and nuts to the connecting flange of the valve. In the groove made in the walls of the housing 1 around a non-through axial hole 2, a metal sealing ring 11 is installed, lubricated on both sides with a mixture of solid oil and graphite.

Электрический кабель, обеспечивающий питание электродвигателя погружного нефтяного насоса, и распределенный волоконно-оптический кабель-датчик для геофизических исследований выводят из скважины через боковой отвод корпуса трубной головки, боковой отвод 3 корпуса 1 узла герметизации и несквозное осевое отверстие 2 в корпусе 1 узла герметизации.An electric cable that provides power to the submersible oil pump electric motor, and a distributed fiber-optic sensor cable for geophysical exploration are removed from the well through a lateral branch of the pipe head housing, a lateral branch 3 of the housing 1 of the sealing unit and a through axial hole 2 in the housing 1 of the sealing unit.

На электрический кабель нанизывают элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля: полый болт 6, нажимную коническую шайбу 7, полиуретановый уплотнитель 8, опорную коническую шайбу 9. Электрический кабель протягивают через отверстие для электрического кабеля, выполненное во фланце 5, полый болт 6 вкручивают в отверстие для электрического кабеля, выполненное во фланце 5. Таким же образом герметизируют и фиксируют распределенный волоконно-оптический кабель-датчик в отверстии для распределенного волоконно-оптического кабеля датчика, выполненном во фланце 5.Elements that ensure sealing and fixing of the cable are strung onto the electric cable: a hollow bolt 6, a pressure conical washer 7, a polyurethane seal 8, a support conical washer 9. The electric cable is pulled through the hole for the electric cable made in the flange 5, the hollow bolt 6 is screwed into the hole for an electric cable, made in the flange 5. In the same way, the distributed fiber optic sensor cable is sealed and fixed in the hole for the distributed fiber optic cable sensor a made in the flange 5.

Фланец 5 закрепляют в стенках корпуса 1, расположенных вокруг несквозного осевого отверстия 2, с помощью шпилек 10 и гаек 13.The flange 5 is fixed in the walls of the housing 1, located around the through axial hole 2, with the help of studs 10 and nuts 13.

На электрический кабель нанизывают элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля: опорную коническую шайбу 9, полиуретановый уплотнитель 8, нажимную коническую шайбу 7, полый болт 6. Полый болт 6 вкручивают в отверстие для электрического кабеля, выполненное во фланце 5. Таким же образом герметизируют и фиксируют распределенный волоконно-оптический кабель-датчик в отверстии для распределенного волоконно-оптического кабеля датчика, выполненном во фланце 5.Elements that provide sealing and fixation of the cable are strung onto the electric cable: supporting conical washer 9, polyurethane seal 8, pressing conical washer 7, hollow bolt 6. The hollow bolt 6 is screwed into the hole for the electric cable made in the flange 5. In the same way, they seal and fix the distributed optical fiber sensor cable in the hole for the distributed optical fiber sensor cable, made in the flange 5.

Возможны варианты конструктивного исполнения узла герметизации, при которых во фланце, герметично закрывающем несквозное осевое отверстие, выполнено одно или три, или четыре отверстия для кабеля, внутри которых установлены элементы, обеспечивающие герметизацию и фиксацию кабеля.Variants of the structural design of the sealing unit are possible, in which one or three or four cable holes are made in the flange that tightly closes the non-through axial hole, inside of which are installed elements that provide sealing and fixing of the cable.

Использование заявляемого узла герметизации в фонтанной арматуре, конструкцией которой не предусмотрена установка герметичного кабельного ввода (узла герметизации) в переводник трубной головки, обеспечивает:The use of the inventive sealing unit in fountain fittings, the design of which does not provide for the installation of a sealed cable entry (sealing unit) in the pipe head sub, provides:

- снижение затрат на приобретение и установку элементов устьевого оборудования, необходимых для вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины (не требуется замена переводника трубной головки, корпуса трубной головки, трубодержателя насосно-компрессорных труб, корпуса колонной головки);- reducing the cost of acquiring and installing wellhead equipment elements necessary for outputting at least one cable from the well (replacement of a pipe head sub, a pipe head housing, a tubing holder of a tubing, a column head housing is not required);

- снижение трудоемкости вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины (не требуется выполнение отверстия для вывода, по меньшей мере, одного кабеля из скважины в трубодержателе насосно-компрессорных труб и протягивание, по меньшей мере, одного кабеля через это отверстие).- reducing the complexity of the output of at least one cable from the well (it is not necessary to make an opening for outputting at least one cable from the well in the tubing holder of the tubing and pulling at least one cable through this hole).

Claims

1. The sealing unit, comprising a housing with an axial hole, elements for sealing and fixing the cable, characterized in that the axial hole is made through, the housing is provided with lateral branches communicating with the axial hole with connecting flanges, the sealing unit contains a flange which seals the axial hole , in which at least one hole for the cable is made, elements that provide sealing and fixing of the cable are installed inside at least one tverstiya cable.

2. The sealing unit according to claim 1, characterized in that the elements providing sealing and fixing of the cable are installed inside at least one cable hole to the left and right of the axis of the cable hole.

3. The sealing unit according to claim 1, characterized in that the elements providing sealing and fixing of the cable are hollow bolts, pressure conical washers, seals with holes for the cable, support conical washers.