RU2162929C2

RU2162929C2 - Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells

Info

Publication number: RU2162929C2
Application number: RU99106325/03A
Authority: RU
Inventors: А.И. Часовских; А.В. Бондарь; В.В. Сашенко; А.Х. Авилов; А.Е. Белоусов; В.Д. Гриценко; И.В. Медведев; В.А. Балашов; Л.А. Зайцева
Original assignee: Воронежский механический завод
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry, well- head equipment. SUBSTANCE: suspension of tubing string is joined to pipe head and adapter flange. It has frame. Lower package of seals is made of supporting bushing and elastic ring, middle package of seals is composed of supporting rings, sealing H-shaped rings, two-way wedge-type expanding bushing, lower and upper wedge-type expanding rings. Upper package of seals consists of supporting rings, sealing H-shaped ring, upper and lower wedge-type expanding rings. Suspension frame has ring cavities on outside in point of mounting of sealing H-shaped rings. Number of supporting rings in upper and middle packages of seals should be two as minimum. EFFECT: invention ensures multiple usage of sealing rings if tubing string is arranged anew, increased operational reliability of suspension, reduced cost of usage of suspension. 1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности устьевому оборудованию фонтанных арматур. The invention relates to the oil and gas industry, in particular wellhead equipment for fountain valves.

Известна подвеска насосно-компрессорных труб (НКТ) фонтанной арматуры, контактирующая с трубной головкой и адаптерным фланцем, состоящая из корпуса подвески НКТ и уплотнений (Композит- каталог нефтяного оборудования и услуг, II выпуск 1995-96 г., т.2, раздел G-Z, стр. 678, издательство GULF PUBLISHING COMPANY HOUSTON TEXAS, USA). Недостатком данного технического решения является невозможность повторного использования уплотнений при многократной установке подвески НКТ. Known suspension of tubing of a fountain fitting in contact with a pipe head and adapter flange, consisting of a housing of a tubing suspension and seals (Composite catalog of oil equipment and services, II edition 1995-96, v.2, section GZ , p. 678, GULF PUBLISHING COMPANY HOUSTON TEXAS, USA). The disadvantage of this technical solution is the inability to reuse the seals with repeated installation of the tubing suspension.

Известна подвеска НКТ фонтанной арматуры, контактирующая с трубной головкой и адаптерным фланцем, состоящая из корпуса подвески НКТ, пакета уплотнений, включающего металлическую манжету, разжимные и опорные кольца (Композит-каталог нефтяного оборудования и услуг, II выпуск 1995-96 гг., т. 1, раздел А-Г, стр. 434, издательство GULF PUBLISHING COMPANY HOUSTON TEXAS, USA). Недостатком данного технического решения является использование манжет только для одного монтажа подвески НКТ. Known tubing pendant for fountain fittings in contact with the pipe head and adapter flange, consisting of a tubing suspension housing, a pack of seals including a metal sleeve, expansion and support rings (Composite catalog of oil equipment and services, II edition 1995-96, t. 1, section A-D, p. 434, GULF PUBLISHING COMPANY HOUSTON TEXAS, USA). The disadvantage of this technical solution is the use of cuffs for only one installation of the tubing suspension.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы подвески, многократное использование уплотнений при переустановке подвески НКТ. The technical task of the invention is to increase the reliability of the suspension, the repeated use of seals when reinstalling the tubing suspension.

Данная техническая задача решается за счет наличия нижнего пакета уплотнений, состоящего из опорной втулки и эластичного кольца, среднего пакета уплотнений, состоящего из опорных колец, уплотнительных колец Н-образной формы, двусторонней клиновидной разжимной втулки, нижнего и верхнего клиновидных разжимных колец, верхнего пакета уплотнений, состоящего из опорных колец, уплотнительного кольца Н-образной формы и верхнего и нижнего клиновидных разжимных колец, причем корпус подвески по наружной поверхности имеет кольцевые полости в месте установки уплотнительных колец Н-образной формы, а количество опорных колец для среднего и верхнего пакета уплотнений должно быть не менее двух. Опорные кольца для среднего и верхнего пакета уплотнений одновременно являются и компенсационными для обеспечения размера от торца верхнего фланца трубной головки до верхнего торца верхнего пакета уплотнений. This technical problem is solved due to the presence of a lower seal package consisting of a support sleeve and an elastic ring, an average seal package consisting of support rings, H-shaped sealing rings, a two-sided wedge-shaped expansion sleeve, a lower and an upper wedge-shaped expansion ring, an upper seal package consisting of support rings, an H-shaped o-ring and upper and lower wedge-shaped expandable rings, the suspension housing having annular cavities on the outer surface per month Those installations of H-shaped o-rings, and the number of support rings for the middle and upper seals must be at least two. Support rings for the middle and upper pack of seals are at the same time compensatory to ensure the size from the end of the upper flange of the tube head to the upper end of the upper pack of seals.

После монтажа подвески НКТ в трубной головке, установки пакетов уплотнений на корпусе подвески НКТ, соединения ее с адаптерным фланцем происходит сжатие уплотнений в осевом направлении. Для компенсации изменения линейных размеров уплотнений, уменьшения сжатия их на наружной поверхности корпуса подвески НКТ для каждого пакета уплотнений в месте установки уплотнительных колец Н-образной формы имеется кольцевая полость, размеры которой (глубина и ширина) являются расчетными. Кроме того, деформация уплотнений зависит от веса НКТ, длина которых может быть различна. Для компенсации изменения положения корпуса подвески НКТ относительно верхнего торца трубной головки для надежной работы подвески служат опорные кольца. Их должно быть не менее двух, т.к. два кольца обеспечивают в сумме большую вариантность размеров при меньшем количестве колец. Уплотнительные кольца с кольцевыми канавками на торцевых поверхностях имеют Н-образное поперечное сечение и в совокупности с клиновидными разжимными кольцами, создающими расклинивающий эффект, осуществляют поджатие уплотнений, обеспечивая герметичность. After mounting the tubing suspension in the tubing head, installing seal packs on the tubing suspension housing, connecting it to the adapter flange, the seals are compressed in the axial direction. To compensate for the change in the linear dimensions of the seals, to reduce their compression on the outer surface of the tubing suspension housing, for each pack of seals in the place of installation of the H-shaped sealing rings there is an annular cavity, the dimensions of which (depth and width) are calculated. In addition, the deformation of the seals depends on the weight of the tubing, the length of which can be different. To compensate for the change in the position of the tubing suspension housing relative to the upper end of the tube head, support rings are used for reliable operation of the suspension. There should be at least two, because two rings provide in total a greater variation in sizes with fewer rings. O-rings with annular grooves on the end surfaces have an H-shaped cross section and, together with wedge-shaped expanding rings that create a wedging effect, compress the seals, ensuring tightness.

На чертеже показана подвеска НКТ в разрезе. The drawing shows the suspension of tubing in the context.

Подвеска насосно-компрессорных труб, входящая в комплект фонтанной арматуры, соединенная с трубной головкой 1 и адаптерным фланцем 2, состоит из корпуса подвески 3, нижнего пакета уплотнений, состоящего из опорной втулки 4, эластичного кольца 5; среднего пакета уплотнений, состоящего из опорных колец 6 и 7, уплотнительных колец 8 Н-образной формы, двусторонней клиновидной разжимной втулки 9, нижнего 10 и верхнего 11 клиновидных разжимных колец; верхнего пакета уплотнений, состоящего из опорных колец 12 и 13, уплотнительного кольца 14 Н-образной формы, нижнего 15 и верхнего 16 клиновидных разжимных колец. Для компенсации избыточного сжатия колец в корпусе подвески НКТ 3 для каждого уплотнительного кольца в месте установки имеются кольцевые канавки 17 и 18, размеры которых являются расчетными. В нижней части корпуса подвески НКТ 3 устанавливается стопорное кольцо 19, удерживающее кольцо 20. Между адаптерным фланцем и трубной головкой имеется металлическое уплотнение 21. The suspension of tubing included in the set of fountain fittings, connected to the pipe head 1 and adapter flange 2, consists of a suspension housing 3, a lower seal package consisting of a support sleeve 4, an elastic ring 5; the middle pack of seals, consisting of support rings 6 and 7, O-rings 8 H-shaped, two-sided wedge-shaped expansion sleeve 9, lower 10 and upper 11 wedge-shaped expansion rings; the upper pack of seals, consisting of support rings 12 and 13, the O-ring 14 is H-shaped, the lower 15 and the upper 16 are wedge-shaped expansion rings. To compensate for the excessive compression of the rings in the housing of the tubing 3 for each sealing ring at the installation site there are annular grooves 17 and 18, the dimensions of which are calculated. A snap ring 19 is installed in the lower part of the tubing suspension housing 3, holding the ring 20. Between the adapter flange and the pipe head there is a metal seal 21.

Монтаж подвески НКТ осуществляют следующим образом. В центральное отверстие трубной головки 1 устанавливают корпус подвески НКТ 3 с закрепленными на ней с помощью стопорного кольца 19, удерживающего кольца 20, опорной втулки 4 и эластичного кольца 5. Корпус подвески НКТ 3 фиксируют в осевом направлении винтами (не показаны). Затем устанавливают опорное кольцо 6 и подбором опорных колец 7 (высота которых отличается друг от друга на 0,05 мм) обеспечивают выступание их над торцем верхнего фланца трубной головки 1 на 0,05. ..0,15 мм, т.е. на расчетный размер, обеспечивающий герметичность. Опорных колец в наборе 10 штук. Кольца пронумерованы, дана таблица сочетаний номеров колец, дающих определенный размер в сумме. Затем устанавливают клиновидное кольцо 10, уплотнительное кольцо 8, двустороннюю клиновидную разжимную втулку 9, уплотнительное кольцо 8 и клиновидное кольцо 11. После этого монтируют верхний пакет уплотнений - устанавливают опорное кольцо 12, подбирают опорное кольцо 13, обеспечивая расчетный размер от верхнего торца трубной головки до верхней поверхности опорного кольца 13; устанавливают клиновидное кольцо 15, уплотнительное кольцо 14, клиновидное кольцо 16, адаптерный фланец 2, закрепляя его с помощью шпилек (не показаны) с трубной головкой 1. При закреплении адаптерного фланца 2 на трубной головке 1 усилие сжатия манжет может быть различным из-за допусков деталей, входящих в пакет уплотнений. Для компенсации изменения линейных размеров уплотнительных колец Н-образной формы при их сжатии в месте их установки имеются полости в корпусе подвески НКТ 3 17, 18. Подвеска НКТ готова к эксплуатации. Installation of the tubing suspension is as follows. In the central hole of the tube head 1, the tubing suspension housing 3 is mounted with the retaining ring 19 fixed thereon, the retaining ring 20, the support sleeve 4 and the elastic ring 5. The tubing suspension housing 3 is fixed axially with screws (not shown). Then set the support ring 6 and the selection of support rings 7 (whose height differs from each other by 0.05 mm) ensure that they protrude above the end face of the upper flange of the pipe head 1 by 0.05. ..0.15 mm, i.e. on the estimated size, ensuring tightness. Support rings in a set of 10 pieces. The rings are numbered, given a table of combinations of ring numbers giving a certain size in total. Then, a wedge-shaped ring 10, an o-ring 8, a double-sided wedge-shaped expansion sleeve 9, a sealing ring 8 and a wedge-shaped ring 11 are installed. After that, the upper pack of seals is mounted - the support ring 12 is installed, the support ring 13 is selected, providing the design size from the upper end of the pipe head to the upper surface of the support ring 13; install a wedge-shaped ring 15, a sealing ring 14, a wedge-shaped ring 16, an adapter flange 2, fixing it with studs (not shown) with a pipe head 1. When fixing the adapter flange 2 on the pipe head 1, the compression force of the cuffs may be different due to tolerances parts included in the seal package. To compensate for the change in the linear dimensions of the H-shaped o-rings when they are compressed, there are cavities in the place of installation of the tubing 3 17, 18 at the installation site. The tubing suspension is ready for operation.

При необходимости переустановки подвески НКТ разъединяют адаптерный фланец 2 с трубной головкой 1, поднимают подвеску НКТ и демонтируют уплотнение. Подвеску вновь можно установить с теми же уплотнениями. Такое техническое решение не допускает чрезмерного сжатия манжет, позволяет многократное использование подвески НКТ без замены уплотнений, обеспечивая надежность работы, снижая себестоимость ее эксплуатации, что особенно необходимо при пусконаладочных работах. If it is necessary to reinstall the tubing suspension, disconnect the adapter flange 2 with the pipe head 1, raise the tubing suspension and dismantle the seal. The suspension can again be installed with the same seals. This technical solution does not allow excessive compression of the cuffs, allows multiple use of the tubing suspension without replacing the seals, ensuring reliable operation, reducing the cost of its operation, which is especially necessary during commissioning.

Claims

1. Suspension of tubing pipes for fountain fittings for gasdynamic research of exploratory wells in contact with the pipe head and adapter flange, consisting of a suspension housing, lower, middle and upper seal packs, characterized in that the lower seal pack consists of a support sleeve and elastic ring, the middle pack of seals consists of support rings, H-shaped o-rings, double-sided wedge-shaped expansion sleeve, lower and upper wedge-shaped expansion rings, upper sealing package composed of the supporting rings, the sealing ring H-shaped, the upper and lower expander wedge-shaped rings, the body suspension on the outer surface has an annular cavity in the place of installation of the sealing rings of H-shaped.

2. Suspension of tubing of a fountain for gas-dynamic research of exploratory wells according to claim 1, characterized in that the middle and upper packs of seals have at least two support rings.