RU2143052C1

RU2143052C1 - Sealing fittings (versions)

Info

Publication number: RU2143052C1
Application number: RU98104958A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Абрамов
Original assignee: Абрамов Александр Федорович
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1999-12-20

Abstract

FIELD: oil field equipment; applicable, both, in capacity of wellhead equipment of oil wells and wellhead sealing equipment of these wells in emergency situations on wells, or during prolonged underground repair operations. SUBSTANCE: sealing fittings have body with channels accommodating shutoff devices for communication with pipe and annular spaces. Central opening is made in fittings body to pass process equipment. Faceplate is rigidly connected with coupling for suspension of tubing string being in sealed contact with body sealing surface. Faceplate has central opening with shaped recesses and sealing insert made in form of coupling tightly installed in body sealing surface. Coupling is connected from below with tubing, and from atop, with shutoff member for closing the tubing hollow. Coupling has turning bushing whose side projections are located in companion shaped recess of body central opening. Turning bushing has spring-loaded retainers which in fixed position are also located in companion shaped recess of body central opening. Side projections of turning bushing are located inside annular recess of body and in force contact due to pressure on well side. EFFECT: provision of sealing the wellhead without use of special sealing devices. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к нефтеперерабатывающему оборудованию и может быть использовано в равной степени как арматура устья нефтяных скважин и как герметизатор устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации на скважине, а также при длительном перерыве ведения ремонтных работ подземного характера. The invention relates to oil refining equipment and can be used equally as reinforcement for the mouth of oil wells and as a sealant for the mouth of these wells in the event of an emergency at the well, as well as during a long interruption of repair work of an underground nature.

Известна арматура-герметизтор, содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщения трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб (см. 1776290, E 21 B 33/03, 1992). Known reinforcement-sealant containing a housing with a central hole for the passage of technological equipment, communication channels of the pipe and annular space of the well with locking devices installed in these channels, an annular groove, curly grooves in the central hole and a sealing insert in the form of a housing in contact with the sealing surface through the sealing element of the coupling for hanging the tubing string (see 1776290, E 21 B 33/03, 1992).

Недостатком известной конструкции арматуры-герметизатора является невозможность использования ее в равной степени как арматуры устья нефтяных скважин и как герметизатора устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации на скважине, при длительных перерывах ведения ремонтных работ. A disadvantage of the known design of the seal-fittings is the impossibility of using it equally as fittings for the mouth of oil wells and as a sealant for the mouth of these wells in the event of an emergency at the well, during long interruptions in the repair work.

Задачей изобретения является получение технического результата. The objective of the invention is to obtain a technical result.

Техническим результатом является создание арматуры устья нефтяной скважины, обеспечивающей герметизацию устья нефтяной скважины, при возникновении аварийной ситуации во время проведения подземного ремонта без применения специальных герметизаторов или превенторов, которые, как известно, повышают вертикальный габарит рабочей площадки и создают дополнительные трудности в техническом обслуживании этих устройств. The technical result is the creation of reinforcement of the mouth of the oil well, providing sealing of the mouth of the oil well, in the event of an emergency during underground repairs without the use of special sealants or preventers, which, as you know, increase the vertical dimension of the working platform and create additional difficulties in the maintenance of these devices .

Поставленная задача решается тем, что в одном из вариантов арматура-герметизатор (далее - арматура), содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщениям трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб, имеет планшайбу, жестко соединенную муфтой, и устьевой сальник для уплотнения штока подвески штангового глубинного насоса. The problem is solved in that in one embodiment, the valve-sealant (hereinafter referred to as the valve), comprising a housing with a central hole for the passage of technological equipment, communication channels to the pipe and annular space of the well with shut-off devices installed in these channels, an annular groove, and figured grooves in the central hole and the sealing insert in the form of a housing in contact with the sealing surface of the housing through the sealing element of the coupling for suspension of the pump pipe, has a faceplate rigidly connected by a sleeve, and a wellhead seal for sealing the suspension rod of the sucker rod pump.

В другом варианте поставленная задача решается тем, что арматура-герметизатор, содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщения трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб, муфта соединена сверху с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб и снабжена поворотной втулкой, боковые выступы которой расположены в фигурном пазу центрального отверстия корпуса, при этом поворотная втулка снабжена подпружиненными фиксаторами, которые в зафиксированном положении также расположены в фигурном пазу центрального отверстия корпуса, а боковые выступы поворотной втулки при этом расположены внутри кольцевой проточки корпуса и находятся в силовом контакте от давления со стороны скважины. In another embodiment, the task is solved in that the valve-sealant containing a housing with a central hole for the passage of technological equipment, communication channels of the pipe and annular space of the well with locking devices installed in these channels, an annular groove, shaped grooves in the central hole and a sealing insert in in the form of a coupling in contact with the sealing surface of the housing through the sealing element for suspension of the tubing string, coupling inena on top with a locking body for closing the cavity of the tubing and is equipped with a rotary sleeve, the lateral protrusions of which are located in a figured groove of the central hole of the body, while the rotary sleeve is equipped with spring-loaded clamps, which in a fixed position are also located in the figured groove of the central hole of the body, and the lateral protrusions of the rotary sleeve are located inside the annular groove of the housing and are in force contact from pressure from the side of the well.

В частном случае в качестве запорного органа может быть применен шаровой кран. In the particular case, a ball valve can be used as a shut-off element.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - вертикальный разрез арматуры по Б-Б на фиг. 2 в компоновке, предназначенной для эксплуатации ее в процессе добычи нефти из скважины, механизированной штанговым глубинным насосом;
на фиг. 2 - горизонтальный разрез арматуры по А-А на фиг. 1 в той же компоновке;
на фиг. 3 - вертикальный разрез арматуры в момент, когда планшайба с муфтой удалены, а на насосно-компрессорные трубы установлена герметизирующая вставка в исходном положении;
на фиг. 4 - горизонтальный разрез по Г-Г на фиг. 3, где показаны фигурные пазы для прохода боковых выступов герметизатора;
на фиг. 5 - разрез по Е-Е на фиг. 3 с видом на боковые выступы поворотной втулки и на фиксаторы снизу;
на фиг. 6 - разрез по Д-Д на фиг. 3 с видом на фиксаторы сверху;
на фиг. 7 - продольный разрез фиксатора по ИИ на фиг. 6;
на фиг. 8 - вертикальный разрез арматуры в момент установки в нее герметизирующей вставки с продольной фиксацией за счет поворота боковых выступов и сцепления их с кольцевой проточкой корпуса арматуры.The invention is illustrated by drawings, which depict:
in FIG. 1 is a vertical section through reinforcement according to BB in FIG. 2 in an arrangement intended for its operation in the process of oil production from a well mechanized by a sucker rod pump;
in FIG. 2 is a horizontal section through reinforcement according to AA in FIG. 1 in the same layout;
in FIG. 3 - a vertical section of the valve at the moment when the faceplate with the sleeve is removed, and a sealing insert is installed on the tubing in the initial position;
in FIG. 4 is a horizontal section along G-D in FIG. 3, which shows shaped grooves for the passage of the lateral protrusions of the sealant;
in FIG. 5 is a section along EE in FIG. 3 with a view of the lateral protrusions of the rotary sleeve and the latches from below;
in FIG. 6 is a section along DD in FIG. 3 with a view of the clamps from above;
in FIG. 7 is a longitudinal section through the latch according to AI in FIG. 6;
in FIG. 8 is a vertical section through the reinforcement at the time of installation of a sealing insert with longitudinal fixation due to the rotation of the side protrusions and their engagement with the annular groove of the valve body.

Арматура содержит корпус 1, канал сообщения с затрубным пространством 2 с запорным вентилем 3, канал сообщения с полостью насосно-компрессорных труб (НКТ) 4 с запорным вентилем 5, канал сообщения затрубного пространства с полостью НКТ 6 через вентиль-клапан 7, патрубок 8 с крышкой 9 для присоединения глубиномерных акустических приборов, манометры 10, устанавливаемые в корпус 1 при помощи штуцеров 11, интегральный пробоотборник 12, устьевой сальник 13 для уплотнения штока подвески штангового глубинного насоса, планшайбу 14 для подвески НКТ (фиг. 1 и 2). Кроме того, арматура содержит герметизирующую вставку, содержащую ствол 15 для подвески НКТ 16 и установки шарового крана 17 или другого запорного органа, уплотнительный элемент 18, поворотную втулку 19 с упорами 20 (фиг. 3), взаимодействующими с фигурными пазами 21 арматуры. От осевого смещения поворотная втулка 19 зафиксирована кольцевой шпонкой 22 и жестко соединена с кронштейном 23 при помощи болтов 24. На кронштейне 23 смонтированы фиксаторы 25, выполненные в виде подвижного штока 26, подпружиненного пружиной 27, приводимого в действие при помощи рукоятки 28 (фиг. 6, 7). Для поворота кронштейна 23 имеется втулка 29 с отверстием для ввода в него цилиндрического стержня (не показано). The valve includes a housing 1, a communication channel with an annulus 2 with a shutoff valve 3, a communication channel with a cavity of tubing 4 with a shutoff valve 5, a communication channel of the annulus with a tubing 6 through a valve-valve 7, a pipe 8 s a cover 9 for attaching depth-measuring acoustic instruments, pressure gauges 10 installed in the housing 1 using fittings 11, an integral sampler 12, a wellhead stuffing box 13 for sealing the suspension rod of the sucker rod pump, a faceplate 14 for hanging the tubing (Fig. 1 and 2). In addition, the reinforcement comprises a sealing insert containing a barrel 15 for hanging the tubing 16 and installing a ball valve 17 or other locking element, a sealing element 18, a rotary sleeve 19 with stops 20 (Fig. 3) interacting with the figured grooves 21 of the reinforcement. From axial displacement, the rotary sleeve 19 is fixed by an annular key 22 and is rigidly connected to the bracket 23 by means of bolts 24. On the bracket 23 are mounted latches 25, made in the form of a movable rod 26, spring-loaded spring 27, actuated by the handle 28 (Fig. 6 , 7). To rotate the bracket 23, there is a sleeve 29 with an opening for introducing a cylindrical rod (not shown) into it.

Работает арматура следующим образом. The fittings are as follows.

После демонтажа планшайбы 14 и извлечения НКТ с глубиннонасосным оборудованием производится спуск НКТ 16 и проведение различных работ, связанных с подземным ремонтом скважины. При возникновении необходимости срочного перекрытия ствола скважины, а это может быть при возникновении аварийной ситуации или в связи с длительным перерывом в работе, на колонну НКТ 16 устанавливают герметизатор (фиг. 3) и ориентируют его поворотную втулку 19 таким образом, чтобы его упоры 20 расположились напротив соответствующих фигурных пазов 21 арматуры. Далее перемещают компоновку вниз до упора конических поверхностей ствола 15 в соответствующие конические поверхности корпуса 1 арматуры, поворачивают втулку 19 на 90 градусов, вводя упоры 20 в зацепление с канавкой корпуса 1 (фиг. 8), а подпружиненные фиксаторы располагаются в фигурном пазе 21 и стопорят поворотную втулку 19 от вращения. Уплотнительный элемент 18 герметично перекрывает кольцевое (межтрубное) пространство скважины, а запорный орган 17 перекрывает внутреннюю полость НКТ 16. Таким образом полость скважины оказывается герметично перекрыта от контакта с окружающей средой. After dismantling the faceplate 14 and removing the tubing with the deep pumping equipment, the tubing 16 is lowered and various operations related to the underground well repair are performed. If there is a need for an urgent shutoff of the wellbore, and this may be in case of an emergency or in connection with a long interruption in operation, a sealant is installed on the tubing string 16 (Fig. 3) and its rotary sleeve 19 is oriented so that its stops 20 are located opposite the corresponding curly grooves of 21 fittings. Next, the arrangement is moved down to the stop of the conical surfaces of the barrel 15 into the corresponding conical surfaces of the valve body 1, the sleeve 19 is rotated 90 degrees, the stops 20 are engaged with the groove of the body 1 (Fig. 8), and the spring-loaded clamps are located in the figured groove 21 and lock the rotary sleeve 19 from rotation. The sealing element 18 hermetically closes the annular (annular) space of the well, and the shut-off element 17 overlaps the internal cavity of the tubing 16. Thus, the cavity of the well is hermetically closed from contact with the environment.

Разгерметизация скважины производится путем принудительного вывода фиксаторов 25 из фигурного паза 21 арматуры, поворота втулки 19 в обратном направлении на 90 градусов подъема герметизатора за пределы внутренней полости арматуры. The depressurization of the well is carried out by forcing the clamps 25 out of the figured groove 21 of the reinforcement, turning the sleeve 19 in the opposite direction by 90 degrees of lifting the sealant outside the inner cavity of the reinforcement.

По завершении ремонтных работ, производят монтаж глубиннонасосного оборудования, устанавливают планшайбу 14 с устьевым сальником 13 и вводят арматуру в обычный режим эксплуатации. Upon completion of the repair work, the installation of the deep-pumping equipment is carried out, the faceplate 14 with the wellhead gland 13 is installed and the fittings are brought into normal operation.

Эксплуатация нефтяных скважин с помощью заявленной арматуры позволит осуществлять герметизацию скважины в период проведения подземного ремонта без применения специальных превенторов или других герметизирующих устройств. The exploitation of oil wells using the declared fittings will allow the well to be sealed during the period of underground repairs without the use of special preventers or other sealing devices.

Claims

1. The sealant assembly comprising a housing with a central hole for the passage of technological equipment, communication channels for the pipe and annular space of the well with shut-off devices installed in these channels, an annular groove, curly grooves in the central hole, and a sealing insert in the form of a contact with the sealing surface the housing through the sealing element of the coupling for hanging the tubing string, characterized in that it has a face plate rigidly connected to uftoy and wellhead stuffing box for sealing the shaft suspension sucker rod pump.

2. A sealant assembly comprising a housing with a central hole for the passage of technological equipment, communication channels for the pipe and annular space of the well with locking devices installed in these channels, an annular groove, curly grooves in the central hole, and a sealing insert in the form of a contact with the sealing surface housing through the sealing element of the coupling for suspension of the tubing string, characterized in that the coupling is connected from above to the locking element to overlap the cavity of the tubing and is equipped with a swivel sleeve, the lateral protrusions of which are located in the curly groove of the central hole of the housing, while the swivel sleeve is equipped with spring-loaded clamps, which in a fixed position are also located in the curly groove of the central hole of the housing, and the lateral protrusions of the rotary sleeve for This is located inside the annular groove of the housing and are in force contact from pressure from the side of the well.

3. The valve-sealer according to claim 2, characterized in that a ball valve is used as a shut-off element.