RU219466U1

RU219466U1 - DOUBLE-CROSS RAM PREVENTOR

Info

Publication number: RU219466U1
Application number: RU2023106128U
Authority: RU
Inventors: Владимир Валерьевич Звонарев; Эдуард Николаевич Гура
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Машпром-Калуга"
Filing date: 2023-03-15
Publication date: 2023-07-19

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, к классу сдвоенных превенторов, применяемых при герметизации устья скважин и предотвращения нефтегазовых проявлений в виде открытых фонтанов при бурении и ремонте скважин. Превентор плашечный сдвоенно-крестовой, содержащий корпус со сквозным центральным каналом, плашечные узлы, оснащенные четырьмя парами плашек, расположенные попарно в торцевых частях корпуса в плашечных каналах, расположенных горизонтально в двух параллельных плоскостях и перпендикулярно оси сквозного центрального канала, отличается тем, что содержит грузозахватные элементы, приводы для перемещения плашек, два фланца, расположенных в верхней и нижней частях корпуса, при этом в плашечных каналах, расположенных под верхним фланцем, установлены две пары трубных плашек, в плашечных каналах, расположенных над нижним фланцем, установлена одна пара трубных и одна пара глухих плашек, пары плашечных каналов при этом находятся в одной плоскости, корпус превентора выполнен в виде одной монолитной детали с восемью плашечными каналами, имеющими в поперечном сечении прямоугольную форму, вдоль боковых сторон каждого из плашечных каналов выполнено от одного и более выступа прямоугольной формы, выполненных в виде направляющих, расположенных параллельно и симметрично продольной оси плашечного канала. Первый конец каждого из выступов совпадает со входом в плашечный канал. Второй конец каждого из выступов совпадает со входом в сквозной центральный канал корпуса. Все плашки выполнены с возможностью перемещения по направляющим, посредством приводов, каждый из которых зафиксирован на корпусе с помощью крышки. В корпусе выполнены каналы подогрева. Предложенная конструкция сдвоенно-крестового плашечного превентора, имеющего минимальные вертикальные габаритные размеры, позволяет повысить эффективность работы превентора и увеличить ресурс его работы, за счет улучшенной технологичности (ремонтопригодности) превентора, так как не требует разборки превентора для замены плашек при переходе с одного диаметра труб на другой. 1 з.п. ф-лы, 12 ил. The utility model relates to the oil and gas industry, to the class of dual preventers used for sealing wellheads and preventing oil and gas manifestations in the form of open fountains during drilling and workover of wells. Double-cross ram preventer containing a body with a through central channel, ram units equipped with four pairs of rams located in pairs in the end parts of the body in ram channels located horizontally in two parallel planes and perpendicular to the axis of the through central channel, characterized in that contains load-gripping elements, drives for moving rams, two flanges located in the upper and lower parts of the body, while two pairs of pipe rams are installed in the ram channels located under the upper flange, one pair of pipe rams and one pair of blind rams are installed in the ram channels located above the lower flange, pairs of ram channels are in the same plane, the preventer body is made in the form of one monolithic part with eight ram channels having a rectangular cross section shaped, along the lateral sides of each of the ram channels is made from one or more ledges of a rectangular shape, made in the form of guides, located parallel and symmetrically to the longitudinal axis of the ram channel. The first end of each of the protrusions coincides with the entrance to the ram channel. The second end of each of the protrusions coincides with the entrance to the through central channel of the body. All dies are made with the ability to move along the guides by means of drives, each of which is fixed on the body with a cover. Heating channels are made in the body. The proposed design of a double-cross ram preventer with minimum vertical overall dimensions makes it possible to increase the efficiency of the preventer and increase its service life due to the improved manufacturability (repairability) of the preventer, since it does not require disassembly of the preventer to replace the rams when changing from one pipe diameter to another. 1 w.p. f-ly, 12 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, а именно к классу сдвоенных превенторов, применяемых при герметизации устья скважин и предотвращения нефтегазовых проявлений в виде открытых фонтанов при бурении и ремонте скважин.The utility model relates to the oil and gas industry, namely to the class of dual preventers used for sealing wellheads and preventing oil and gas manifestations in the form of open fountains during drilling and workover of wells.

Известен сдвоенно-крестовой плашечный превентор (см. RU 95354, E21B 33/06, опубл. 27.06.2010), содержащий корпус, оснащенный грузозахватными элементами, сквозным центральным каналом, двумя фланцами, расположенными с противоположных сторон и установленной вставкой, с каждой из двух других сторон выполнены пары замкнутых плашечных пазов, расположенных в плоскостях параллельных и с эксцентриситетом по отношению друг к другу, перпендикулярных оси сквозного центрального канала, в каждом плашечном пазе размещены с возможностью перемещения по направляющим, плашки, посредством приводов, каждый из последних зафиксирован в корпусе с помощью крышки, корпус и каждая из четырех крышек, закрепленная на корпусе, выполнены литьем по газифицируемым моделям, при этом каждая из крышек выполнена за одно целое со стаканом, кроме того в плашечных пазах, расположенных ближе к фланцу, в котором размещена вставка, установлена пара трубных плашек, а в другой паре плашечных пазов установлены глухие плашки, каждая из которых совмещена с ножом для обрубки геофизического кабеля, расположенного в сквозном отверстии вставки и с одного конца оснащенным геофизическим оборудованием. Кроме того, на корпусе превентора с двух сторон выполнены камеры для его подогрева, оснащенные соединительными элементами для подачи пара, которые закреплены на дополнительных крышках и имеют пары штуцеров. Конструкция превентора позволяет сократить время проведения ремонтных работ трубопровода за счет совмещения в конструкции трубных и глухих плашек, а также улучшить условия его эксплуатации, путем уменьшения габаритов конструкции по высоте.A double-cross ram preventer is known (see RU 95354, E21B 33/06, publ. 06/27/2010), containing a housing equipped with load-gripping elements, a through central channel, two flanges located on opposite sides and an insert installed, pairs of closed ram grooves are made on each of the other two sides, located in planes parallel and with eccentricity relative to each other. to each other, perpendicular to the axis of the through central channel, in each ram groove are placed with the possibility of moving along the guides, rams, by means of drives, each of the latter is fixed in the body with a cover, the body and each of the four covers fixed on the body are made by casting according to gasified models, each of the covers is made in one piece with the glass, in addition, a pair of pipe dies is installed in the ram grooves located closer to the flange in which the insert is placed, and in the other pair of rams The blind dies are installed in the grooves, each of which is combined with a knife for cutting the geophysical cable, located in the through hole of the insert and equipped with geophysical equipment at one end. In addition, chambers for its heating are made on the preventer body on both sides, equipped with connecting elements for steam supply, which are fixed on additional covers and have pairs of fittings. The design of the preventer makes it possible to reduce the time of repairing the pipeline due to the combination of pipe and blind rams in the design, as well as to improve its operating conditions by reducing the height dimensions of the structure.

Недостатком известного превентора является то, что такая конструкция превентора способна за один раз обеспечить герметизацию трубы только одного диаметра.A disadvantage of the known preventer is that such a design of the preventer is capable of sealing a pipe of only one diameter at a time.

Наиболее близким к заявляемому является сдвоенно-крестовой плашечный превентор (см. US 2020/0318454 A1, E 21B 33/062, 33/063, опубл. 08.10.2020), BOP (blowout preventor - противовыбросовый превентор) с пересекающимися плоскостями, содержащий корпус, с центральным каналом, плашечные узлы, оснащенные четырьмя парами плашек, расположенные попарно в торцевых частях корпуса в плашечных каналах, расположенных горизонтально в двух параллельных плоскостях и перпендикулярно оси сквозного центрального канала. При этом первая полость, пересекающая центральный канал, и содержит первую центральную ось, и вторая полость, пересекающая центральный канал, и содержит вторую центральную ось. Первая центральная ось и вторая центральная ось непараллельны, а первая полость и вторая полость частично перекрываются вдоль вертикальной оси ВОР. Closest to the claimed is a double-cross ram preventer (see US 2020/0318454 A1, E 21B 33/062, 33/063, publ. 10/08/2020), BOP (blowout preventor - blowout preventer) with intersecting planes, containing a housing, with a central channel, ram units equipped with four pairs of rams, located in pairs in the end parts of the housing in the ram channels located horizontally in two parallel planes and perpendicular to the axis of the through central channel. In this case, the first cavity crossing the central channel contains the first central axis, and the second cavity crossing the central channel contains the second central axis. The first central axis and the second central axis are non-parallel, and the first cavity and the second cavity partially overlap along the vertical axis of the BOP.

В некоторых вариантах осуществления превентора вертикально прилегающие полости и вертикально прилегающие плашки могут перекрываться примерно на 5-45%, от 10 до 40%, от 15 до 35% или от 20 до 30%. В некоторых вариантах осуществления вертикально прилегающие полости и вертикально смежные плашки могут перекрываться на величину, равную или меньшую, чем приблизительно 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10 или 5%. In some embodiments of the preventer, the vertically adjacent cavities and vertically adjacent rams may overlap by about 5% to 45%, 10% to 40%, 15% to 35%, or 20% to 30%. In some embodiments, vertically adjacent cavities and vertically adjacent slabs may overlap by an amount equal to or less than about 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, or 5%.

Такая конструкция превентора экономит место по высоте и облегчает его изготовление и/или техническое обслуживание (замену детали). Однако, несмотря на сокращенные размеры превентора, габариты по высоте по-прежнему остаются значительными. This design of the preventer saves space in height and facilitates its manufacture and/or maintenance (replacement of a part). However, despite the reduced size of the preventer, the height dimensions are still significant.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является создание сдвоенно-крестового плашечного превентора минимального вертикального габарита, с возможностью обеспечить герметизацию устья скважины со спущенной колонной труб 3-х различных диаметров трубными герметизирующими плашками, без процедуры замены герметизирующих трубных плашек, и для герметизации скважины без спущенной колонны труб глухими плашками, что позволяет создать улучшенные условия эксплуатации и увеличивает ресурс работы превентора. The technical task solved by a useful model is the creation of a dual-cross-sized dress surge of the minimum vertical dimensional, with the ability to seal the mouth of the well with a lowered column of 3 different diameters with tubular sealing dies, without the procedure for replacing sealing tube dies, and for sealing the well without a lowered columnar. Deaf dies, which allows you to create improved operating conditions and increases the transient resource.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы превентора и увеличении ресурса его работы за счет улучшенной технологичности (ремонтопригодности) превентора, так как такая конструкция превентора не требует его разборки для замены плашек при переходе с одного диаметра труб на другой, и последующей опрессовки превентора (опрессовывание водой на рабочее давление, указанное в техническом паспорте превентора, опрессовывание на пробное давление, дополнительная опрессовка на величину давления испытания обсадной колонны) в условиях мастерских, после замены плашек.The technical result consists in increasing the efficiency of the preventer and increasing its service life due to improved manufacturability (repairability) of the preventer, since such a design of the preventer does not require its disassembly to replace the rams when changing from one pipe diameter to another, and subsequent pressure testing of the preventer (pressure testing with water to the working pressure specified in the technical data sheet of the preventer, pressure testing to test pressure, additional pressure testing to the value of the casing string test pressure) in workshops, after replacement dice.

Поставленная задача решается тем, что превентор плашечный сдвоенно-крестовой, содержащий корпус со сквозным центральным каналом, плашечные узлы, оснащенные четырьмя парами плашек, расположенные попарно в торцевых частях корпуса в плашечных каналах, расположенных горизонтально в двух параллельных плоскостях и перпендикулярно оси сквозного центрального канала, отличается тем, что содержит грузозахватные элементы, приводы для перемещения плашек, два фланца, расположенных в верхней и нижней частях корпуса, при этом в плашечных каналах, расположенных под верхним фланцем, установлены две пары трубных плашек, в плашечных каналах, расположенных над нижним фланцем установлена одна пара трубных и одна пара глухих плашек, пары плашечных каналов при этом находятся в одной плоскости, корпус превентора выполнен в виде одной монолитной детали с восемью плашечными каналами, имеющими в поперечном сечении прямоугольную форму, вдоль боковых сторон каждого из плашечных каналов выполнено от одного и более выступа прямоугольной формы, выполненных в виде направляющих, расположенных параллельно и симметрично продольной оси плашечного канала, первый конец каждого из выступов совпадает со входом в плашечный канал, второй конец каждого из выступов совпадает со входом в сквозной центральный канал корпуса, все плашки выполнены с возможностью перемещения по направляющим, посредством приводов, каждый из которых зафиксирован на корпусе с помощью крышки. The problem is solved by the fact that a double-cross ram preventer containing a body with a through central channel, ram units equipped with four pairs of rams located in pairs in the end parts of the body in ram channels located horizontally in two parallel planes and perpendicular to the axis of the through central channel, differs in that it contains load-gripping elements, drives for moving the rams, two flanges located in the upper and lower parts of the body, while in the ram channels located under the upper flange, two pairs of pipe rams are installed, one pair of pipe rams and one pair of blind rams are installed in the ram channels located above the lower flange, the pairs of ram channels are in the same plane, the preventer body is made in the form of one monolithic part with eight ram channels having a rectangular cross-section, along the sides of each of the ram channels there is one or more rectangular ledges made in the form of guides arranged parallel and symmetrically to the longitudinal axis of the ram channel, the first end of each of the protrusions coincides with the entrance to the ram channel, the second end of each of the protrusions coincides with the entrance to the through central channel of the body, all dies are made with the possibility of moving along the guides by means of drives, each of which is fixed on the body with the help of a cover.

Кроме того, корпус превентора может быть выполнен литым или кованым, и в нем выполнены каналы подогрева. In addition, the body of the preventer can be cast or forged, and it has heating channels.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, на которых представлены: The claimed utility model is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - общий вид превентора, в собранном виде (готовом для использования); figure 1 - General view of the preventer, assembled (ready for use);

на фиг.2 - вид превентора спереди (с обозначенными стрелками сечений А-А, Б-Б, В-В, в скобках рядом с номерами позиций указано количество используемых одинаковых деталей); figure 2 - front view of the preventer (marked with arrows sections a-a, b-b, c-c, in brackets next to the position numbers indicate the number of identical parts used);

на фиг.3 - вид превентора сверху; figure 3 - top view of the preventer;

на фиг.4 - сечение А-А ;figure 4 - section A-A;

на фиг.5 - сечение Б-Б ;figure 5 - section B-B;

на фиг.6 - сечение В-В ;figure 6 - section B-B;

на фиг.7 - аксонометрическая проекция монолитного корпуса превентора ;figure 7 is an axonometric projection of the monolithic body of the preventer;

на фиг.8 - вид спереди корпуса превентора, с обозначенными стрелками сечений Ж-Ж, З-З, И-И;figure 8 is a front view of the body of the preventer, with the arrows of the sections W-W, W-W, I-I;

на фиг.9 - поперечное сечение Ж-Ж корпуса превентора;figure 9 is a cross-section F-F housing preventer;

на фиг.10 - поперечное сечение З-З корпуса превентора;figure 10 is a cross-section of the 3-W body of the preventer;

на фиг.11 - сечение И-И корпуса превентора, с показанными каналами подогрева; Fig. 11 is a cross-section of the I-I of the preventer housing, with the heating channels shown;

на фиг.12 - дополнительный вид Л-Л.Fig.12 - additional view of L-L.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Превентор плашечный сдвоенно-крестовой, содержит монолитный корпус 8, с верхним фланцем 22 и нижним фланцем 23. В корпусе 8 выполнен центральный канал 25 для прохода насосно-компрессорной или бурильной трубы и восемь плашечных каналов 26 прямоугольной формы, расположенных попарно с каждого торца, для размещения в них плашечных узлов. Вдоль всей поверхности по трем сторонам каждого из плашечных каналов, выполнены прямоугольные выступы-направляющие 21. Каждый плашечный узел состоит из плашки 1, 2, 3, 4 прямоугольной формы и привода 5. Каждая плашка представляет собой сменный внутренний элемент превентора, являющийся по своей сути запорной частью конструкции, служащими для закрытия скважины. В процессе работы превентора регулирование плашек осуществляется не синхронно, вручную и/или при участии гидравлических приводов. Четыре монтажных комплекта РВД (рукав высокого давления) 6, 7 предназначены для подключения приводов гидростанции управления. Втулка 9, установленная на корпусе, предназначена для крепления каждого из приводов к корпусу превентора. Плашки 1, 2, 3, 4, размещенные в плашечных узлах, представлены тремя комплектами трубных плашек 1, 2, 3 и одним комплектом глухих плашек 4, закрывающим скважину в то время, когда в ней отсутствует бурильная труба. Поступление теплоносителя (тосол, масло или пар) в корпус 8 превентора осуществляется по каналам подогрева 24, выполненным в корпусе, с использованием штуцера 11 и ниппеля 14, уплотнительного кольца 18. Заглушка 13 закрывает лишние технологические отверстия на корпусе, образовавшиеся при формировании каналов подогрева. Табличка (обогрев) 19 предназначена для указания места подключения теплоносителя. Рым-болты 15, установленные в верхней части корпуса, являются грузозахватными элементами, и предназначены для строповки превентора, при проведении монтажных и погрузо-разгрузочных работ. The double-cross ram preventer contains a monolithic body 8, with an upper flange 22 and a lower flange 23. The body 8 has a central channel 25 for the passage of a tubing or drill pipe and eight rectangular ram channels 26 arranged in pairs at each end to accommodate ram units in them. Along the entire surface on three sides of each of the ram channels, rectangular protrusions-guides 21 are made. Each ram assembly consists of a rectangular ram 1, 2, 3, 4 and a drive 5. Each ram is a replaceable internal element of the preventer, which is essentially a shut-off part of the structure, serving to close the well. During the operation of the preventer, the rams are adjusted non-synchronously, manually and/or with the participation of hydraulic drives. Four mounting kits of HPH (high pressure hose) 6, 7 are designed to connect the drives of the hydraulic control station. Sleeve 9, mounted on the body, is designed to fasten each of the drives to the preventer body. Rams 1, 2, 3, 4, placed in ram units, are represented by three sets of pipe rams 1, 2, 3 and one set of blind rams 4, which closes the well when there is no drill pipe in it. The flow of coolant (antifreeze, oil or steam) into the body 8 of the preventer is carried out through the heating channels 24, made in the body, using the fitting 11 and the nipple 14, the sealing ring 18. The plug 13 closes the extra process holes on the body formed during the formation of the heating channels. Plate (heating) 19 is designed to indicate the place of connection of the coolant. Eye bolts 15, installed in the upper part of the body, are load-handling elements, and are intended for slinging the preventer during installation and loading and unloading operations.

Работа превентора. Preventer work.

Превентор плашечный сдвоенно-крестовой возможно использовать как в ручном, так и в гидравлическом режимах управления. Давление со станции управления для плашек находится в интервале от 10 до 14 мПа. При приведении в действие механизмов привода 5 плашечных узлов, пары трубных плашек 1, 2, 3 передвигаются по направляющим 21 плашечных каналов корпуса 8 независимо друг от друга и герметизируют насосно-компрессорную трубу по наружному диаметру, при этом глухие плашки 4 перекрывают стволовой проход превентора при отсутствии в скважине трубы. Каждая пара трубных плашек 1, 2, 3 герметизирует заданный диаметр трубы, проходящей через центральный канал 25. Превентор работает с колоннами труб, имеющими диаметры (в мм) : 33, 38, 42, 44, 48, 60, 73, 89, 102, 114, 127. The double cross ram preventer can be used both in manual and hydraulic control modes. The pressure from the control station for the dies is in the range from 10 to 14 MPa. When the drive mechanisms 5 of the ram units are actuated, the pairs of pipe rams 1, 2, 3 move along the guides 21 of the ram channels of the housing 8 independently of each other and seal the tubing along the outer diameter, while the blind rams 4 block the preventer borehole in the absence of a pipe in the well. Each pair of pipe rams 1, 2, 3 seals a given diameter of the pipe passing through the central channel 25. The preventer works with pipe strings having diameters (in mm): 33, 38, 42, 44, 48, 60, 73, 89, 102, 114, 127.

Для обеспечения непрерывной работы превентора при низкой температуре воздуха, по расположенным в корпусе каналам подогрева 24 подается теплоноситель (тосол, масло или пар). Вход и выход теплоносителя осуществляется через установленные на корпусе штуцеры 11.To ensure continuous operation of the preventer at low air temperature, a heat carrier (antifreeze, oil or steam) is supplied through the heating channels 24 located in the housing. The inlet and outlet of the coolant is carried out through fittings 11 installed on the body.

Предложенная полезная модель проста в обслуживании и позволяет предупредить выбросы и открытые фонтаны нефтяных и газовых скважин.The proposed utility model is easy to maintain and helps to prevent blowouts and open fountains of oil and gas wells.

Предложенный превентор изготавливается на ООО «Машпром-Калуга» в соответствии с ТУ и ГОСТами.The proposed preventer is manufactured at Mashprom-Kaluga LLC in accordance with specifications and state standards.

Claims

1. Double-cross ram preventer containing a body with a through central channel, ram units equipped with four pairs of rams with drives for their movement, located in pairs in the end parts of the body in ram channels located horizontally in two parallel planes and perpendicular to the axis of the through central channel, characterized in that it contains lifting elements in the form of eyebolts installed in the upper part of the body, two flanges located in the upper and lower parts of the body, while in the ram two pairs of pipe rams are installed in the ram channels located under the upper flange, in the ram channels located above the lower flange, one pair of pipe rams and one pair of blind rams are installed, while the pairs of ram channels are in the same plane, each pair of pipe rams seals its diameter of the pipe passing through the central channel of the preventer, the preventer body is made in the form of one monolithic part with eight ram channels having a rectangular cross section along the sides and the bottom of each of the ram channels is made of ledges of rectangular shape made in the form of guides arranged parallel and symmetrically to the longitudinal axis of the ram channel, the first end of each of the ledges coincides with the entrance to the ram channel, the second end of each of the ledges coincides with the entrance to the through central channel of the body, all dies are made with the possibility of moving along the guides, by means of drives, each of which is fixed on the body with the help of a cover.

2. Double-cross ram preventer according to claim 1, characterized in that heating channels are made in the body.