RU2013519C1 - Universal preventer - Google Patents
Universal preventer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2013519C1 RU2013519C1 SU4922783A RU2013519C1 RU 2013519 C1 RU2013519 C1 RU 2013519C1 SU 4922783 A SU4922783 A SU 4922783A RU 2013519 C1 RU2013519 C1 RU 2013519C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- preventer
- axis
- sealing elements
- dies
- cuff
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к буровой технике и предназначено для герметизации устьев скважин всех назначений. The invention relates to drilling equipment and is intended for sealing wellheads for all purposes.
Ближайшим аналогом принята заявка N 4.747.447, в которой в качестве герметизирующих элементов приняты плашки "трубные" или "глухие", расположенные в одном уровне - в нижней части превентора, которую можно назвать "картер плашечный". Плашки приводятся в действие гидродвигателем, состоящим из цилиндра, который является продолжением картера плашечного и цангового поршня, в виде усеченного полого конуса с полым штоком, внутренний диаметр которого является проходным диаметром превентора. В верхней части корпуса, являющейся продолжением цилиндра, который можно назвать "картер стопорный", размещен автоматический винто-шлицевой стопор, исключающий произвольную разгерметизацию скважины. The closest analogue is the application N 4.747.447, in which dies "pipe" or "deaf" are located as sealing elements, located at the same level - in the lower part of the preventer, which can be called "die sump". The dies are driven by a hydraulic motor consisting of a cylinder, which is a continuation of the crankcase of the ram and collet piston, in the form of a truncated hollow cone with a hollow rod, the inner diameter of which is the bore diameter of the preventer. In the upper part of the casing, which is a continuation of the cylinder, which can be called a “lock case”, an automatic screw-slotted stop is placed, eliminating arbitrary depressurization of the well.
Каждый из картеров занимает примерно половину высоты корпуса превентора. Each of the crankcases occupies approximately half the height of the preventer housing.
Отвод плашек от оси превентора в сторону его стенок, необходимый для прохода долота, обеспечивается только автоматически пружинами. Следовательно, при их заедании они могут остаться в положении "превентор закрыт", что явится препятствием для прохода долота. Обмывка плашек, плашечного картера и колонны не предусмотрена. Применение других видов герметизаторов, кроме плашек, исключено. При необходимости шлюзования муфтового соединения колонны необходимо применять второй превентор, увеличивающий строительную высоту обвязки устья скважины и стоимость обвязки. The removal of the dies from the axis of the preventer towards its walls, necessary for the passage of the bit, is provided only automatically by the springs. Therefore, when they seize, they may remain in the "preventer closed" position, which will be an obstacle to the passage of the bit. Washing of the dies, the die housing and the column is not provided. The use of other types of sealants, except dies, is excluded. If it is necessary to lock the coupling connection of the string, it is necessary to use a second preventer that increases the construction height of the wellhead strapping and the cost of strapping.
В качестве прототипа принята заявка N 4.747.447, характеристика и критика которой приведена выше. As a prototype, application N 4.747.447 was adopted, the characteristic and criticism of which is given above.
Вторым синалом принято а. с. СССР N 1.592.472 под названием "Превентор", в котором в качестве герметизатора принята традиционная манжета в виде полого усеченного конуса, содержащая в своей полости аксиально подвижно посаженный конус-расширитель, предназначенный для увеличения диаметра устьевой герметизирующей части манжеты при проворачивании и спуско-подъемных операциях колонны в период отсутствия под превентором давления выше атмосферного. Применение конуса-расширителя обеспечивает возможность увеличения долговечности манжеты в сотни или тысячи раз, по сравнению с патентами США N 2.170.915, N 3.965.987 и а. с. СССР N 309.116. На нижнем внешнем конце манжеты посажен пружинный браслет, предназначенный для поджима ее к колонне в тех случаях, когда она в результате действия на нее высоких или низких температур утрачивает свои физические свойства самоподжима к колонне; когда манжета уже подверглась значительному износу и даже при номинальной температуре образует зазор с колонной, чем полностью исключается ее дальнейшее использование. Однако пружинный браслет дает хороший эффект при применении его на манжетах, находящихся под действием высоких температур, для чего он и был создан. При охлажденной манжете или манжете, изготовленной из материала повышенной твердости, пружинный браслет поставленной цели не достигает. The second sinal is accepted a. with. USSR N 1.592.472 under the name "Preventor", in which a traditional cuff in the form of a hollow truncated cone is adopted as a sealant, containing in its cavity an axially movably planted cone-expander, designed to increase the diameter of the wellhead sealing part of the cuff when turning and hoisting column operations during the absence of a pressure above the atmospheric pressure under the preventer. The use of a cone-expander provides the ability to increase the durability of the cuff hundreds or thousands of times, compared with US patent N 2.170.915, N 3.965.987 and a. with. USSR N 309.116. A spring bracelet is placed on the lower outer end of the cuff, designed to force it to the column in those cases when, as a result of exposure to high or low temperatures, it loses its physical properties of self-clamping to the column; when the cuff has already undergone significant wear and even at nominal temperature forms a gap with the column, which completely eliminates its further use. However, a spring bracelet gives a good effect when used on cuffs exposed to high temperatures, for which it was created. With a chilled cuff or cuff made of a material of increased hardness, the spring bracelet does not achieve its goal.
Замена названных превенторов в экстремальных условиях весьма опасна и запрещена законом. Replacement of the named preventers in extreme conditions is very dangerous and prohibited by law.
Цель изобретения - повышение надежности герметизации скважин, расширение диапазона применения, возможности экстренных и безопасных центрирований с осью скважины, посадки на кондуктор, автоматическое стопорение стыкуемых фланцев кондуктора и превентора (снабженного одно- или разнотипными герметизирующими элементами) в экстремальных условиях,
Положительный эффект:
- в значительном сокращении финансовых, материальных и трудовых затрат на подготовительных, заключительных и штатных эксплуатационных операциях. Кроме этого, обеспечивается полная гарантия точной центровки превентора со скважиной, его стыковка с кондуктором, с последующим автоматическим стопорением их фланцев на фонтанирующей скважине при полной безопасности для обслуживающего персонала;
- в рациональном использовании энергоносителя, приводящего в действие герметизирующие элементы при поступлении его от насоса постоянной производительности. Положительный эффект - низкая стоимость и значительно более высокая надежность насоса постоянной производительности против насоса переменной производительности, почти равномерная нагрузка его привода от начала процесса герметизации и до его завершения при максимальном сокращении времени и энергии на герметизацию скважины;
- в обеспечении возможности шлюзования муфтовых соединений колонны труб. Положительный эффект: исключение необходимости применения второго превентора, а следовательно, и увеличение строительной высоты обвязки устья скважины, существенное повышение оперативности в работе и снижение стоимости работ и обвязки устья, увеличение ресурса превентора на 100% ;
- в возможности автоматического стопорения герметизирующих элементов против произвольной разгерметизации устья скважины. Положительный эффект: исключение аварийного выброса флюида на дневную поверхность, а следовательно, и исключение травм обслуживающего персонала и сохранение экологического режима;
- в возможности расхаживания герметизирующих элементов и очистки полости превентора и колонны труб от аморфного и прикипевшего шлама. Положительный эффект: исключение возможности заклинивания механизмов, увеличение долговечности собственно герметизирующих элементов и повышение качества герметизации;
- в возможности использования затвердевших или распаренных действием высоких температур манжет (представляющих собой полый усеченный конус, изготовленный из эластичного материала или манжет, изношенных до образования кольцевого зазора между ними и изношенной колонной труб. Причем манжеты бракуются по причине износа только их устьевой части, взаимодействующей с колонной труб. Это составляет только долю % от ее веса, а остальная часть вполне сохранившаяся, уничтожается. Положительный эффект: обеспечение повторного срока эксплуатации дефицитнейших манжет, изготовляемых из дорогостоящей резины на базе импортных компонентов.The purpose of the invention is to increase the reliability of sealing wells, expanding the range of applications, the possibility of emergency and safe alignment with the axis of the well, landing on the jig, automatic locking of the mating flanges of the jig and preventer (equipped with the same or different type of sealing elements) in extreme conditions,
Positive effect:
- a significant reduction in financial, material and labor costs for preparatory, final and regular operational operations. In addition, a full guarantee is provided for the exact alignment of the preventer with the well, its docking with the conductor, followed by the automatic locking of their flanges on the gushing well with complete safety for maintenance personnel;
- in the rational use of energy, which drives the sealing elements when it comes from a pump of constant performance. The positive effect is low cost and significantly higher reliability of a constant-flow pump versus a variable-speed pump, an almost uniform load of its drive from the beginning of the sealing process to its completion with the maximum reduction in time and energy for sealing the well;
- in providing the ability to lock coupling joints of the pipe string. Positive effect: elimination of the need to use a second preventer, and consequently, an increase in the construction height of the wellhead harness, a significant increase in operational efficiency and a decrease in the cost of work and wellhead strapping, an increase in the preventer resource by 100%;
- the possibility of automatic locking of the sealing elements against arbitrary depressurization of the wellhead. Positive effect: elimination of emergency release of fluid onto the surface, and consequently, elimination of injuries to maintenance personnel and preservation of the ecological regime;
- the possibility of pacing the sealing elements and cleaning the cavity of the preventer and the pipe string from amorphous and sticking sludge. Positive effect: eliminating the possibility of jamming mechanisms, increasing the durability of the actual sealing elements and improving the quality of sealing;
- the possibility of using hardened or steamed by the action of high temperatures of the cuffs (which are a hollow truncated cone made of elastic material or cuffs worn to form an annular gap between them and a worn pipe string. Moreover, the cuffs are rejected due to wear only of their wellhead, which interacts with a pipe string, which makes up only a fraction of% of its weight, and the remaining part, which has been completely preserved, is destroyed. itsitneyshih cuffs that are made of expensive rubber on the basis of imported components.
Целью изобретения является создание превентора с технической характеристикой, значительно превышающей техническую характеристику прототипа отечественных и мировых аналогов. The aim of the invention is the creation of a preventer with a technical characteristic that significantly exceeds the technical characteristic of the prototype of domestic and world analogues.
Реально ожидаемый итоговый положительный эффект: двух- или четырехкратное повышение долговечности; законное и безопасное его использование в экстремальных условиях; высокая универсальность, обеспечиваемая двадцатью пятью вариантами компоновок; возможность шлюзования муфтовых соединений; высокая технологичность изготовления при малых трудозатратах. Actually expected final positive effect: two- or four-fold increase in durability; its legal and safe use in extreme conditions; high versatility provided by twenty-five layout options; the possibility of locking couplings; high manufacturability at low labor costs.
Сущность изобретения и его отличительными (от прототипа и аналога) признаками является то, что он выполнен в двухзапорном варианте и шарнирно посажен на кондуктор. Автоматически центрируется с ним и автоматически стопорится. Его легкозаменяемые герметизирующие элементы (плашки, манжеты или чечевичные кольца) размещены в нижнем и верхнем картерах со шлюзовым промежутком между ними не менее длины муфтового соединения колонны. В шлюз встроен блок-поршень двойного действия, представляющий два симметрично спаренных полым штоком полых усеченных конуса цангового поршня. Внутренние участки цанговых поршней, взаимодействующие с плашками, очерчены кривой линией, касательные линии на разных участках к которой образуют углы переменной величины с плашками и осью превентора: в начале хода герметизации, когда для перемещения плашек требуется малая сила - углы максимальные, а в конце, когда для прижатия плашек к колонне требуется большая сила - углы минимальные. На внешних конических поверхностях цанговых поршней выточены кольцевые храповики. С названными углами кольцевых храповиков взаимодействуют стопорные собачки с углами, ответными углам кольцевого храповика. Они подвижно посажены в корпус перпендикулярно его оси и шарнирно связаны с подпружиненным двуплечим рычагом асинхронного их (собачек) включения в стопорный режим и отключения. Плашки посажены на шлицы вала-шестерен, находящихся во вращательном взаимодействии своими шестернями. The invention and its distinctive (from the prototype and analogue) features is that it is made in a double-locking version and pivotally mounted on the conductor. Automatically centered with it and automatically stops. Its easily replaceable sealing elements (dies, cuffs or lentil rings) are located in the lower and upper crankcases with a sluice gap between them of at least the length of the coupling connection of the column. A double-acting piston block is built into the airlock, representing two hollow truncated cones of a collet piston symmetrically paired with a hollow rod. The inner sections of the collet pistons interacting with the rams are outlined by a curved line, the tangent lines in different sections of which form variable angles with the rams and the axis of the preventer: at the beginning of the sealing stroke, when small forces are required to move the rams - the angles are maximum, and at the end, when a large force is required to press the dies to the column, the angles are minimal. On the outer conical surfaces of the collet pistons ring ratchets are machined. With the mentioned angles of the ring ratchet, the locking dogs interact with the angles corresponding to the angles of the ring ratchet. They are movably seated in the housing perpendicular to its axis and pivotally connected to the spring-loaded two-arm lever of their asynchronous (dogs) turning on and off. The dies are mounted on the splines of the gear shaft, which are in rotational interaction with their gears.
Они снабжены осевыми и радиальными каналами интенсивной очистки полостей превентора. На выходной конец одной из вала-шестерни посажен рычаг расхаживания плашек и гидроударного удаления аморфного и прикипевшего шлама из полостей превентора. Дополнительный обжим манжеты вокруг колонны осуществляется применением обжимного кольца с конической расточкой, охватывающей наружную устьевую часть манжеты, дистанционно прикрепленного к торцу цангового поршня и подвижного с ним в осевом направлении. They are equipped with axial and radial channels for intensive cleaning of the cavities of the preventer. At the output end of one of the pinion shafts there is a lever for walking the dies and hydropercussion removal of amorphous and sticking sludge from the cavities of the preventer. Additional crimping of the cuff around the column is carried out by using a crimping ring with a conical bore, covering the outer wellhead of the cuff remotely attached to the end of the collet piston and axially movable with it.
На фиг. 1 изображен превентор, вариант 1 компоновки с двумя рядами плашек, вертикальный разрез. Цанговый блок-поршень в нейтральном положении. Левее главной оси плашки нижнего и верхнего рядов и правее оси - верхняя плашка - открыты для прохода долота. Правее оси, нижняя плашка контактирует с колонной, герметизируя устье скважины, что достигнуто смещением цангового блока-поршня в нижнее положение. In FIG. 1 shows a preventer,
На фиг. 2 изображен превентор, в плоскости осей, несущих плашки, горизонтальный разрез. In FIG. 2 shows a preventer, in the plane of the axes carrying the dies, a horizontal section.
На фиг. 3 - превентор варианта II компоновки, верхняя часть которого снабжена плашками, находящимися в положении, как на фиг. 1, вертикальный разрез. Нижняя его часть снабжена манжетным герметизатором и пружинным браслетом для поджима его к колонне. Левее оси - скважина загерметизирована. Правее - разгерметизирована. In FIG. 3 is a preventer of embodiment II of the arrangement, the upper part of which is provided with dies in the position as in FIG. 1, a vertical section. Its lower part is equipped with a cuff sealant and a spring bracelet for pressing it to the column. To the left of the axis - the well is sealed. To the right is depressurized.
На фиг. 4 - превентор варианта III компоновки, верхняя часть которого снабжена плашками, находящимися в положении, как на фиг. 1, вертикальный разрез. Нижняя его часть снабжена манжетным герметизатором и кольцевым устройством поджима его к колонне. Левее оси - скважина загерметизирована. Правее - разгерметизирована. In FIG. 4 is a preventer of embodiment III of the arrangement, the upper part of which is provided with dies in the position as in FIG. 1, a vertical section. Its lower part is equipped with a cuff sealant and an annular device for clamping it to the column. To the left of the axis - the well is sealed. To the right is depressurized.
На фиг. 5 - превентор варианта IV компоновки, верхняя часть которого снабжена плашками, находящимися в положении, как на фиг. 1, вертикальный разрез. Нижняя часть снабжена герметизатором в виде чечевичного кольца из эластичного материала. Левее оси - проход, открытый для протяжки колонны. Правее - скважина загерметизирована. In FIG. 5 is a preventer of embodiment IV of the arrangement, the upper part of which is provided with dies in the position as in FIG. 1, a vertical section. The lower part is provided with a sealant in the form of a lentil ring of elastic material. To the left of the axis is the passage open for broaching the column. To the right - the well is sealed.
На фиг. 6 показана шарнирная посадка превентора на кондуктор; на фиг. 7 - механизм стопорения фланцев превентора и кондуктора. In FIG. 6 shows a hinged landing of a preventer on a conductor; in FIG. 7 - locking mechanism of the flanges of the preventer and the conductor.
Компоновка I (фиг. 1) - превентор плашечный (двухзапорный) содержит в качестве герметизирующих элементов два комплекта плашек, расположенных в двух уровнях, разновременно включаемых в работу. Плашки могут быть "трубные", предназначенные для герметизации колонн постоянного или переменных диаметров. В другом случае, один комплект плашек может быть "трубным", второй - "глухим". Расстояние Н1 между нижним и верхним комплектами плашек принято не менее длины муфтового соединения герметизируемой колонны. Этим обеспечивается его шлюзование. Количество плашек в каждом комплекте целесообразно принимать три. Такая целесообразность доказана фундаментальными исследованиями. При трех плашках в одном комплекте существенно увеличивается их долговечность и качество герметизации. Кроме этого создается возможность применения уплотнительных материалов в качестве футеровки плашек, пониженной эластичности, обладающих высокими эксплуатационными качествами, в том числе теплостойкостью. Layout I (Fig. 1) - the preventer die (double-locking) contains as sealing elements two sets of dies located at two levels that are simultaneously included in the work. Dies can be "pipe" designed to seal columns of constant or variable diameters. In another case, one set of dies may be “pipe”, the second - “deaf”. The distance H1 between the lower and upper sets of dies is taken to be not less than the length of the sleeve connection of the pressurized column. This ensures its locking. The number of dies in each set is advisable to take three. Such expediency is proved by basic research. With three dies in one set, their durability and sealing quality significantly increase. In addition, it creates the possibility of using sealing materials as a lining of dies, reduced elasticity, with high performance, including heat resistance.
Описанный вариант I компоновки пригоден для работы в любом пространственном положении. Любой его торец может стыковаться с нижерасположенным объектом обвязки устья скважины. The described arrangement I of the arrangement is suitable for operation in any spatial position. Any end of it can dock with the downstream object of the wellhead harness.
Для привода плашек применима жидкая или газообразная среда, поступающая под соответствующим давлением из традиционных источников. Корпус превентора может быть литым или скомпонован, например, из муфты I обсадной колонны, при стандартных наружном диаметре D 1, длине Н 2 и внутренних конических резьбах. Она шарнирно посажена на кондуктор (фиг. 6 и 7). В стенках муфты два сквозных канала 2, 3 предназначены для прохода рабочей среды и монтажное углубление 4. Два сквозных радиальных отверстия 5, 6 для стопорных собачек 7, 8. Фронтальные концы собачек, обращенные в сторону главной оси, срезаны с одной стороны под углом α 1, обеспечивающим самоторможение при воздействии на собачку силы, перпендикулярной ее оси. С противоположной - под углом α 2, например 45о - храповым, обеспечивающим отжим собачки в радиальном направлении от главной оси, при воздействии на нее названной перпендикулярной силы, т. е. при работе в режиме храповика. Обе собачки подвижно уплотнены со стенками отверстий 5, 6 и шарнирами 9, 10 соединены с двуплечим Т-образным рычагом 11, шарниром 12 посаженным на серьгу 13 муфты 1. Центральная расточка D 2 муфты 1 снабжена уплотнением 14. В нее посажен шток 15 с внутренней резьбой 16 цангового поршня 17 - с наружным D 3, проходным D 4 и очертаниями его полости R 1, R 2, α 3, α 4, уплотнениями 18, кольцевым храповиком 19, с профилем поперечного сечения которого согласованы профили, собачек 7, 8. В резьбу 16 цангового поршня 17 посажен хвостовик 20 цангового поршня 21. Внутренняя часть поршня от участка, ограниченного D 4 и до наружного D 3, очерчена радиусами R1 и R2, которые соединены прямой, между которой и осью поршня заключен конструктивно приемлемый переменный угол α 3 - от 30о до α 4 - до 45о. При α 3 и постоянной осевой силе, создаваемой поршнем, достигается максимальная сила обжима колонны плашками при значительной величине хода поршня. Под α 4 и постоянной осевой силе, развиваемой поршнем, достигается меньшая сила обжима колонны плашками при меньшей величине хода поршня, что в результате положительно отражается на высоте превентора и рациональном расходе рабочей среды. Изготовленные поршней с храповиками осуществляется только токарным способом - самым дешевым.To drive the dies, a liquid or gaseous medium supplied under appropriate pressure from conventional sources is applicable. The casing of the preventer can be molded or assembled, for example, from a sleeve I of a casing string, with standard
С коническими резьбами муфты 1 стыкуются два одинаковых цилиндра, 22, 23 с фланцами, образующими корпус, длина которого Н 3. Каждый цилиндр снабжен комплектом "трубных" плашек 24, 25 или трубных и глухих, шлицами посаженных на оси, представляющие собой валы-шестерни 26, 27, 28 с глухими 29, 30, 31 - осевыми, предназначенными для подачи промывочной среды каналами и радиальными 32, 33, 34, являющимися соплами для подачи названной среды в картеры 35, 36 с целью удаления шлама с цанговых поршней 17, 21, цилиндров 22, 23, плашек 24, 25 и бурильной колонны 37 с наружным диаметром D 7, повышения качества герметизации и увеличения долговечности плашек. Превентор в собранном виде имеет две рабочие полости 38, 39 его гидродвигателя. Two
Плашки насаживаются на свои валы-шестерни, приводятся в положение "превентор закрыт" (фиг. 1) правее оси, низ и все три одновременно обрабатываются токарным способом по R 3 и элементам, прилегающим к колонне. The dies are mounted on their gear shafts, brought to the "preventer is closed" position (Fig. 1) to the right of the axis, the bottom and all three are simultaneously processed by a turning method according to
Благодаря тому, что плашки имеют шлицевую посадку на своих осях, т. е. на валах-шестернях 26, 27, 28, сблокированных между собой (фиг. 2) вращением одной из них (например 26), сообщается вращение по и против часовой стрелки на некоторый угол поворота α 5 и синхронно передается другим валам-шестерням 27, 28 и плашкам. Это необходимо для синхронного подвода плашек к колонне и отвода от нее. При резком повороте валов-шестерен с плашками достигается удар их тыльной части, очерченной радиусом R 3 о стенки картера, благодаря чему аморфный и прикипевший шлам отваливается и смывается струями промывочной среды, вырывающейся из радиальных сопел 32, 33, 34, совершающими такие же колебательные движения, как и плашки, омывая значительно большую площадь картера, чем это можно достигнуть струями, выбрасываемыми из неподвижных сопел. Due to the fact that the dies have a splined fit on their axes, i.e., on the
Для описанного проворачивания плашек нижнего и верхнего рядов на одной из валов-шестерен каждого ряда предусмотрен хвостовик 40 (фиг. 1, 2), куда может быть посажен, например, рычаг (не показан) для выполнения этой операции. For the described rotation of the dies of the lower and upper rows, a
Работа превентора-компановка I (фиг. 1). Герметизация и разгерметизация скважины. Work preventer-lineup I (Fig. 1). Sealing and depressurization of the well.
Поступление рабочей среды через канал 2 в полость 38, блоки-поршни (17-21) (до этого находившиеся в среднем положении фиг. 1, левая сторона, когда плашки открыты до D 4) станут перемещаться вниз на величину ≈ H 4 и своим буртиком, очерченным R 2, отжимают плашки от стенок цилиндра 22 и своей цанговой расточкой (от R 1 до R 2) приведет их из нейтрального положения (левая сторона) в положение (низ правая сторона), т. е. закроет их. Причем при движении блоков-поршней (17-21) с постоянной скоростью плашки в начале движения с незначительным сопротивлением будут приближаться к колонне с более высокой скоростью, чем перед контактом с ней. Это достигается наличием радиуса R 1, являющегося частью кривой, образующей расточки цанговых поршней, что используется для обеспечения максимального прижатия плашек к колонне, при прежнем давлении рабочей среды на поршень. The flow of the working medium through the
Произвольное перемещение блоков-поршней (17-21) в обратном направлении и разгерметизации скважины исключены взаимодействием собачки 8 с кольцевым храповиком 19, углом α 1, обеспечивающим самоторможение. Кроме этого рычаг 11 может быть снабжен дополнительным стопором, например, на пульте управления. Arbitrary movement of the piston blocks (17-21) in the opposite direction and depressurization of the well are excluded by the interaction of a
Подавая рабочую среду через канал 3 в полость 39, блоки-поршни (17-21) перемещаются вверх на величину ≈ Н 4, в результате чего нижние плашки 24 открываются, отойдя от колонны на величину а, а верхние плашки 25 закрываются. При этом произвольное перемещение блоков-поршней (17-21), а следовательно и разгерметизация скважины исключаются взаимодействием собачки 7 с храпокивом 19. By supplying the working medium through the
Работа превентора-компановка I (фиг. 1). Шлюзование. Work preventer-lineup I (Fig. 1). Lock
При расхаживании колонны, заключающемся в их проворачивании и осевом перемещении, при наличии давления под превентором выше атмосферного не редки случаи, когда осевое движение прекращается в результате упора муфтового соединения в герметизатор. Это возможно в результате ошибки, допущенной при компоновке колонны, или изменившихся целей и условий работы. В таких случаях верхняя часть колонны поднимается над превентором, компонуется трубами уточненной длины, опускается в скважину, после чего продолжается ее расхаживание. В период подъема и спуска колонны при закрытом герметизаторе происходит интенсивный его износ трубами с необработанной поверхностью. Такое явление принято считать нормальным. Кроме этого расходуется драгоценное время. Предложенный превентор полностью исключает названные недостатки тем, что, например, при спуске колонны в аналогичных условиях она герметизируется верхним герметизатором. При подходе муфты к верхнему герметизатору он мгновенно открывается, а нижний закрывается. При подходе муфты к нижнему герметизатору он открывается, а верхний мгновенно закрывается, после чего расхаживание колонны продолжается. When the columns are paced, consisting of turning and axial movement, in the presence of pressure under the preventer above atmospheric, it is not uncommon for axial movement to stop as a result of stopping the coupling in the sealant. This is possible as a result of a mistake made in the layout of the column, or changed goals and working conditions. In such cases, the upper part of the column rises above the preventer, is assembled with pipes of specified length, is lowered into the well, after which its pacing continues. During the lifting and lowering of the column with a closed sealant, intensive wear occurs with pipes with an untreated surface. This phenomenon is considered normal. In addition, precious time is wasted. The proposed preventer completely eliminates these drawbacks by the fact that, for example, when lowering the column under similar conditions, it is sealed with an upper sealant. When the coupling approaches the upper sealant, it instantly opens, and the lower closes. When the coupling approaches the lower seal, it opens, and the upper instantly closes, after which the pacing of the column continues.
Этим исключается необходимость точности подбора труб при компоновке колонны. This eliminates the need for accurate pipe selection in the layout of the column.
Вариант компоновки II (фиг. 3) плашечно-манжетный с расклином манжеты, содержит в качестве герметизирующих элементов один комплект плашек 25 в верхней части превентора, полностью повторяя компановку I (фиг. 1). Layout option II (Fig. 3) is a die-cuff with a cuff spline, which contains as a sealing element one set of dies 25 at the top of the preventer, completely repeating layout I (Fig. 1).
Нижний комплект плашек заменен манжетным герметизатором, являющимся отдаленным аналогом а. с. СССР N 1.592.472 и заявки N 4.702.492, признанной изобретением. The lower set of dies is replaced by a lip seal, which is a distant analog of a. with. USSR N 1.592.472 and application N 4.702.492 recognized by the invention.
Для получения такого превентора, технологически необходимого при бурении и исследовании скважин, отличающихся особо сложной технической характеристикой горных пород и флюида, от превентора (фиг. 1) отделяется нижний цилиндр 22 с плашками 24 и цанговый поршень 21. Взамен ставятся поршень 41 с расклином 42 и гильза 43 с манжетой 44 и браслетом 45. Причем расклину 42 придана форма цилиндра. У манжеты сохранена традиционная конструкция - усеченный полый конус. Герметизирующее устройство, содержащее позиции 41 - 45, является нижней частью превентора. To obtain such a preventer, which is technologically necessary for drilling and researching wells that differ in particularly difficult technical characteristics of rocks and fluid, a
Шлюзование муфтовых соединений бурильных колонн с применением превентора компоновки II (фиг. 3) осуществляется аналогично тому, как эта операция выполняется с применением превентора компоновки I (фиг. 1). Компоновка II применима с положением манжеты в нижнем положении. Превентор стыкуется с ниже расположенным объектом обвязки устья скважины тем концом, где находится манжетный герметизатор. The closure of the coupling joints of the drill string using the layout preventer II (Fig. 3) is carried out in the same way as this operation is performed using the layout preventer I (Fig. 1). Layout II is applicable with the cuff in the down position. The preventer joins the lower wellhead well piping with the end where the lip seal is located.
Вариант компоновки III (фиг. 4) плашечно-манжетный, с расклином и поджимом манжеты содержит в качестве герметизирующих элементов один комплект плашек 25 в верхней части превентора, полностью повторяя компоновку I (фиг. 1). Layout option III (Fig. 4), the ram-cuff, with a spline and cuff preload, contains as a sealing element one set of dies 25 in the upper part of the preventer, repeating layout I completely (Fig. 1).
Нижний комплект плашек заменен видоизмененным манжетным герметизатором, являющимся аналогом а. с. СССР N 1.592.472 и заявки N 4.702.492, признанной изобретением. Он применим для условий, когда в результате действия на манжету высоких или низких температур она утрачивает свои физические свойства самоподжима к колонне, когда манжета уже подверглась значительному износу и даже при номинальной температуре образует зазор с колонной. The lower set of dies is replaced by a modified lip seal, which is analogous to a. with. USSR N 1.592.472 and application N 4.702.492 recognized by the invention. It is applicable for conditions when, as a result of exposure to high or low temperatures on the cuff, it loses its physical properties of self-clamping to the column, when the cuff has already undergone significant wear and even forms a gap with the column at nominal temperature.
Предназначен для дополнительного принудительного обжига перегретой или переохлажденной манжеты вокруг колонны, при наличии предельного износа манжеты и колонны и кольцевого зазора между ними. Для получения такого превентора от превентора (фиг. 1) отделяется нижний цилиндр 22 с плашками 24 и цанговый поршень 21. Взамен ставится поршень 41 с цилиндрическим расклином 42 и гильза 43 с видоизмененной манжетой 46. У манжеты сохранена традиционная коническая форма усеченного полого конуса. Она может быть изготовлена не только из резины, но и из высокотеплостойких пластиков. В цокольной части манжеты образованы, например, три отверстия с собственными лабиринтными уплотнениями, через которые проходят плотно скользящие стержни 47, верхними концами прикрепленные к поршню 41, а на нижних несут глухо посаженное стопорное кольцо 48 с конической расточкой. Designed for additional forced firing of an overheated or supercooled cuff around the column, in the presence of extreme wear of the cuff and column and the annular gap between them. To obtain such a preventer, the
При движении поршня 41 вверх расклин 42 выходит из манжеты, а кольцо 48 охватывает ее конец и отжимает вокруг колонны, герметизируя устье скважины. При движении поршня вниз кольцо 48 автоматически сходит с манжеты, а расклин 42 автоматически увеличивает проход в ней, обеспечивая бесконтактный с манжетой проход колонны. Опорной частью превентора является его манжетный участок. When the
Вариант компоновки IV (фиг. 5) с плашками и чечевично-кольцевым уплотнителем может содержать, например, один комплект плашек 25 в верхней части превентора, повторяя компоновку I (фиг. 1). А нижней - чечевично-кольцевую манжету 49, посаженную в гильзу 50. В другом случае превентор может быть снабжен двумя герметизаторами (фиг. 4). Условия эксплуатации чечевично-кольцевых манжет 49 не отличаются от условий их эксплуатации в отечественных и зарубежных превенторах. Embodiment IV (FIG. 5) with dies and a lentil ring seal may comprise, for example, one set of dies 25 at the top of the preventer, repeating arrangement I (FIG. 1). And the bottom -
Главнейшими недостатками манжеты 49 являются: исключение возможности работы в высоких и низких температурах, остаточные деформации, разрушение смятением от высокого удельного давления на нее. Опорной частью превентора является любой его конец. The main disadvantages of the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4922783 RU2013519C1 (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Universal preventer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4922783 RU2013519C1 (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Universal preventer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013519C1 true RU2013519C1 (en) | 1994-05-30 |
Family
ID=21567135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4922783 RU2013519C1 (en) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | Universal preventer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2013519C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011005144A1 (en) | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Aleksandrov Dmitriy Ivanovich | Downhole device |
-
1991
- 1991-03-28 RU SU4922783 patent/RU2013519C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011005144A1 (en) | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Aleksandrov Dmitriy Ivanovich | Downhole device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5251869A (en) | Rotary blowout preventer | |
US4403659A (en) | Pressure controlled reversing valve | |
US4333542A (en) | Downhole fishing jar mechanism | |
US10233716B2 (en) | Blowout preventer including blind seal assembly | |
DE3855150T2 (en) | Sealing arrangement for submarine casing hanger | |
EP2122121B1 (en) | Valve seat assembly, downhole tool and methods | |
US4566546A (en) | Single acting hydraulic fishing jar | |
EP2273059A1 (en) | Coupling apparatus | |
US4456081A (en) | Hydraulic drilling jar | |
CA2520927A1 (en) | Pipe gripping ram | |
US4809779A (en) | Arrangement for cleaning internal surface of casing strings | |
US3804185A (en) | Jarring and bumping tool for use in oilfield drilling strings | |
US20160053569A1 (en) | Retrievable packer for operations in cased wells at high pressures | |
US4655284A (en) | Well head shut-off device | |
RU2013519C1 (en) | Universal preventer | |
US20070074867A1 (en) | Jar device | |
USRE28768E (en) | Jarring and bumping tool for use in oilfield drilling strings | |
CA1259356A (en) | Remotely operable pipe length connector and compensator | |
DE1806385A1 (en) | Drilling device | |
CA1220779A (en) | Single acting hydraulic fishing jar | |
DE2452433A1 (en) | HYDRAULICALLY ACTUATED HOLE PACKER FOR TWIN PIPE PIPE | |
RU2542005C1 (en) | Coiled tubing preventer | |
US4524838A (en) | Oil well jar | |
US3820599A (en) | Circulation apparatus | |
CA1277230C (en) | Wellhead isolation tool |