RU2198282C2 - Device for wellhead sealing - Google Patents
Device for wellhead sealing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2198282C2 RU2198282C2 RU2000116838/03A RU2000116838A RU2198282C2 RU 2198282 C2 RU2198282 C2 RU 2198282C2 RU 2000116838/03 A RU2000116838/03 A RU 2000116838/03A RU 2000116838 A RU2000116838 A RU 2000116838A RU 2198282 C2 RU2198282 C2 RU 2198282C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- sealing
- housing
- separator
- cover
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к бурению и эксплуатации скважин, преимущественно нефтегазовых, и предназначено для герметизации устья скважины с находящимся в нем инструментом, имеющим поступательное движение. The invention relates to the drilling and operation of wells, mainly oil and gas, and is intended for sealing the wellhead with a tool located therein, having translational motion.
Известно устройство для герметизации устья скважины, включающее корпус с полостью и центральным отверстием, крышку с полостью и центральным отверстием, поршень и конический уплотнительный элемент из эластичного материала, армированного жесткими вставками [Композит-каталог нефтегазового оборудования и услуг Gulf Publishing Company, Houston, Texas, USA. Перевод "Топливо и энергетика". 1993 - 94, т. 2, с. 1092. HYDRILL - универсальные противовыбросовые превенторы]. A device is known for sealing a wellhead, including a housing with a cavity and a central hole, a cover with a cavity and a central hole, a piston and a conical sealing element made of elastic material reinforced with rigid inserts [Composite catalog of oil and gas equipment and services of Gulf Publishing Company, Houston, Texas, USA Translation of "Fuel and Energy". 1993 - 94, v. 2, p. 1092. HYDRILL - universal blowout preventers].
Недостатком известного устройства является относительно большие масса и габариты, относительно низкий срок службы конического уплотнительного элемента, особенно при срабатывании на полное закрытие. A disadvantage of the known device is the relatively large mass and dimensions, the relatively low service life of the conical sealing element, especially when triggered for full closure.
Известно устройство для герметизации устья скважин, включающее корпус с полостью и центральным отверстием, крышку с полусферической полостью и отверстием, сферический уплотнительный элемент из эластичного материала, армированного жесткими вставками, поршень с плунжерным выступом и поверхностью для размещения уплотнительного элемента, уплотненный относительно корпуса и имеющий рабочую камеру и возвратную камеру, разделитель, размещенный между крышкой, корпусом и поршнем, гидравлические каналы для связи рабочей камеры и возвратной камеры с источником гидравлического давления [Композит-каталог нефтегазового оборудования и услуг Gulf Publishing Company, Houston, Texas, USA. Перевод "Топливо и энергетика". 1993 -1994, т. 3, ч. II, с. 1946. Shaffer Spherical BOPs]. A device is known for sealing a wellhead, including a housing with a cavity and a central hole, a cover with a hemispherical cavity and a hole, a spherical sealing element made of elastic material reinforced with rigid inserts, a piston with a plunger protrusion and a surface for accommodating the sealing element, sealed relative to the housing and having a working chamber and return chamber, a separator located between the cover, housing and piston, hydraulic channels for communication of the working chamber and return to measures with a source of hydraulic pressure [composite catalog of oil and gas equipment and services Gulf Publishing Company, Houston, Texas, USA. Translation of "Fuel and Energy". 1993 -1994, vol. 3, part II, p. 1946. Shaffer Spherical BOPs].
Недостатком известного устройства является относительно высокие масса и вертикальный габарит, что особенно существенно при капительном ремонте скважин с подвижных установок. A disadvantage of the known device is the relatively high mass and vertical dimension, which is especially significant for capital repairs of wells from mobile units.
Задача, стоящая при создании устройства для герметизации устья скважины, состоит в разработке конструкции, позволяющей уменьшить вертикальный габарит и массу до величин, позволяющих производить работы по капитальному ремонту без дополнительной подставки или мостков. The challenge in creating a device for sealing the wellhead is to develop a design that allows you to reduce the vertical dimension and weight to values that allow you to perform major repairs without an additional stand or bridges.
Достигаемый технический результат, получаемый в результате создания изобретения, состоит в том, что появляется возможность герметизировать устье с высоким рабочим давлением, характерным для универсальных превенторов, и при этом обеспечивать поступательное движение инструмента устройством существенно меньших габаритов и массы и при этом использовать долговечные М-образные уплотнения. The technical result achieved by the invention is that it becomes possible to seal the mouth with a high working pressure characteristic of universal preventers, and at the same time provide translational movement of the tool with a device of significantly smaller dimensions and mass and at the same time use durable M-shaped seals.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что устройство для герметизации устья скважины, включающее корпус с полостью и центральным отверстием, уплотнительный элемент из эластичного материала, армированный жесткими сегментными вставками, крышку, уплотненную относительно корпуса с центральным отверстием и полусферической полостью для размещения уплотнительного элемента, поршень с плунжерным выступом и поверхностью для размещения уплотнительного элемента, разделитель, уплотненный относительно корпуса и крышки, размещенный между крышкой, корпусом и поршнем, уплотнительными манжетами, уплотняющими поршень и разделитель относительно корпуса и друг друга и образующими таким образом рабочую и возвратную камеры, гидравлические каналы для связи рабочей и возвратной камер с источником гидравлического давления, снабжено внешним цилиндрическим удлинителем поршня, высота которого не менее величины хода поршня, уплотнительные манжеты разделителя разнесены друг относительно друга на поверхности разных диаметров так, что внутренняя контактирует с плунжерным выступом поршня, а внешняя контактирует с цилиндрическим удлинителем поршня, при этом в нижней части разделителя между манжетами выполнена кольцевая полость. The task and the technical result are achieved in that the device for sealing the wellhead, comprising a housing with a cavity and a central hole, a sealing element made of elastic material reinforced with rigid segment inserts, a cover sealed relative to the housing with a central hole and a hemispherical cavity for accommodating the sealing element, a piston with a plunger protrusion and a surface for accommodating the sealing element, a separator sealed relative to the housing and cover, located between the cover, the housing and the piston, the sealing cuffs, sealing the piston and the separator relative to the housing and each other and thus forming the working and return chambers, hydraulic channels for connecting the working and return chambers with a hydraulic pressure source, is equipped with an external cylindrical piston extension, the height of which not less than the piston stroke, the seal cuffs of the separator are spaced relative to each other on the surface of different diameters so that the inner one is in contact with the plunger with a piston ridge, and the outer one is in contact with the cylindrical piston extension, and an annular cavity is made between the cuffs in the lower part of the separator.
А также тем, что оно снабжено внутренним цилиндрическим удлинителем поршня, уплотнительные манжеты выполнены М-образными и для уплотнения внутреннего цилиндрического удлинителя поршня установлены так, что лепестки нижней манжеты направлены вниз, а верхней вверх, при этом лепестки манжет в нижней части разделителя направлены вверх. As well as the fact that it is equipped with an internal cylindrical piston extension, the sealing cuffs are made M-shaped and for sealing the internal cylindrical piston extension are installed so that the petals of the lower cuff are directed downward and the upper upward, while the petals of the cuffs in the lower part of the separator are directed upward.
А также тем, что оно снабжено гидравлическим каналом, связывающим кольцевую полость разделителя с возвратной камерой обратным клапаном, размещенным в гидравлическом канале для одностороннего пропуска жидкости или газа из кольцевой полости разделителя в возвратную камеру. And also the fact that it is equipped with a hydraulic channel connecting the annular cavity of the separator with a return chamber, a check valve located in the hydraulic channel for one-way passage of liquid or gas from the annular cavity of the separator into the return chamber.
А также тем, что оно снабжено, как минимум, одной гильзой, расположенной между корпусом и внутренним удлинителем поршня, установленной с возможностью продольного перемещения и уплотненной относительно корпуса и поршня, ограничителем продольного перемещения гильзы относительно поршня и ограничителем продольного перемещения гильзы относительно корпуса, выполненных, например, в виде шарикового замка, одна из канавок которого имеет ширину большую, чем диаметр шарика, или в виде пружинного разрезного кольца или штифта, при этом сумма ходов перемещений удлинителя поршня и всех гильз до их ограничителей не менее чем ход поршня. And also the fact that it is equipped with at least one sleeve located between the housing and the internal extension of the piston, mounted with the possibility of longitudinal movement and sealed relative to the housing and the piston, the limiter of the longitudinal movement of the sleeve relative to the piston and the limiter of the longitudinal movement of the sleeve relative to the housing, for example, in the form of a ball lock, one of the grooves of which has a width greater than the diameter of the ball, or in the form of a spring split ring or pin, while the sum of the moves displacements of the piston extension and all sleeves to their stops is not less than the piston stroke.
Заявителем не обнаружено технических решений, имеющих ту же совокупность существенных признаков, как в заявляемом изобретении, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна". The applicant has not found technical solutions having the same set of essential features as in the claimed invention, which allows us to conclude that the criterion of "novelty".
Наличие внешнего цилиндрического удлинителя поршня позволяет разнести уплотнительные манжеты разделителя на разные поверхности и таким образом уменьшить габаритную высоту на высоту одного пакета манжет и разделительной перегородки, что для малогабаритных превенторов для ремонта скважин составляет 10-15% габаритной высоты. The presence of an external cylindrical piston extension makes it possible to spread the seal cuffs of the separator onto different surfaces and thus reduce the overall height by the height of one pack of cuffs and the separation wall, which for small preventers for repairing wells is 10-15% of the overall height.
Наличие внутреннего цилиндрического удлинителя поршня дает возможность уплотнениям работать в условиях лучшего удаления твердых частиц и применять в качестве нижнего уплотнения манжетное уплотнение с лепестками манжет, направленными вниз, что снижает вероятность накопления на манжетах твердых частиц из скважинной среды. The presence of an internal cylindrical piston extension allows the seals to work under conditions of better removal of solid particles and use a lip seal with cuff petals as the bottom seal, which reduces the likelihood of solid particles accumulating on the cuffs from the wellbore.
Наличие М-образных манжет позволяет, как показали эксперименты, снизить трение в 3-4 раза, повысить долговечность уплотнения в 30 раз, а их расположение разделителя лепестками вверх позволяет при работе превентора удалять из полости излишки жидкости, попавшие в нее при износе уплотнений. The presence of M-shaped cuffs allows, as shown by experiments, to reduce friction by 3-4 times, to increase the durability of the seal by 30 times, and their location of the separator with the petals up allows during operation of the preventer to remove excess fluid from the cavity that got into it when the seals were worn.
Наличие гидравлического канала с обратным клапаном позволяет обеспечить работоспособность превентора при сильном износе уплотнений и больших утечках рабочей жидкости. The presence of a hydraulic channel with a non-return valve allows the preventer to operate with strong wear of the seals and large leaks of the working fluid.
Наличие гильзы между корпусом и поршнем в пространстве под уплотнительным элементом позволяет уменьшить габаритную высоту на 10-20%. The presence of a sleeve between the housing and the piston in the space under the sealing element allows to reduce the overall height by 10-20%.
Заявителем не обнаружено технических решений, имеющих совокупность существенных признаков, совпадающих или сходных с существенными признаками заявляемого изобретения и позволяющих получить тот же технический результат, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретательский уровень. The applicant has not found technical solutions that have a set of essential features that match or are similar to the essential features of the claimed invention and allow to obtain the same technical result, which allows us to conclude that the criterion of inventive step.
На фиг.1 показано устройство для герметизации устья скважины с совокупностью существенных признаков, соответствующих п.1, 2, 3, 4, формулы изобретения. На фиг.2 показано то же устройство в закрытом положении. Figure 1 shows a device for sealing the wellhead with a set of essential features corresponding to claim 1, 2, 3, 4 of the claims. Figure 2 shows the same device in the closed position.
Устройство для герметизации устья скважин включает корпус 1 с полостью и центральным отверстием, уплотнительный элемент 2 из эластичного материала, армированный жесткими сегментными вставками, крышку 3, уплотненную относительно корпуса 1 с центральным отверстием и полусферической полостью для размещения уплотнительного элемента, поршень 4 с плунжерным выступом 5 и поверхностью для размещения уплотнительного элемента 2, разделитель 6, уплотненный относительно корпуса 1 и крышки 3, размещенный между крышкой 3, корпусом 1 и поршнем 4, уплотнительными манжетами 7, 8, 9, 10, 11, уплотняющими поршень 4 и разделитель 6 относительно корпуса 1 и друг друга и образующими таким образом рабочую 12 и возвратную 13 камеры, гидравлические каналы 14 и 15 для связи рабочей 12 и возвратной 13 камер с источником гидравлического давления, внешний цилиндрический удлинитель 16 поршня 4, высота которого не менее величины хода поршня 4, уплотнительные манжеты 8 и 9 разделителя 6, разнесенные друг относительно друга на поверхности разных диаметров так, что внутренняя 9 контактирует с плунжерным выступом 5 поршня 4, а внешняя 8 контактирует с цилиндрическим удлинителем 16 поршня 4, при этом в нижней части разделителя 6 между манжетами 8 и 9 выполнена кольцевая полость 17. The device for sealing the wellhead includes a
Устройство включает внутренний цилиндрический удлинитель 18 поршня 4, уплотнительные манжеты 7, 8, 9, 10, 11, выполненные М-образными и для уплотнения внутреннего цилиндрического удлинителя 18 поршня 4 установленные так, что лепестки нижней манжеты направлены вниз, а верхней вверх, при этом лепестки манжет 8 и 9 в нижней части разделителя 6 направлены вверх. The device includes an internal cylindrical extension 18 of the
Устройство имеет гидравлический канал 19, связывающий кольцевую полость 17 разделителя 6 с возвратной камерой 13, обратный клапан 20, размещенный в гидравлическом канале 19 для одностороннего пропуска жидкости или газа из кольцевой полости 17 разделителя 6 в возвратную камеру 13. The device has a
Устройство включает, как минимум, одну гильзу 21, расположенную между корпусом 1 и внутренним удлинителем 18 поршня 4, установленную с возможностью продольного перемещения и уплотненную относительно корпуса 1 и поршня 4, ограничитель 22 продольного перемещения гильзы 21 относительно поршня 4, и ограничитель 23 продольного перемещения гильзы 21 относительно корпуса 1, выполненные, например, в виде шарикового замка, одна из канавок которого имеет ширину большую, чем диаметр шарика, или в виде пружинного разрезного кольца или штифта, при этом сумма ходов перемещений внутреннего удлинителя 18 поршня 4 и всех гильз 21 до их ограничителей 22 и 23 не менее чем ход поршня 4. The device includes at least one
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
При необходимости герметизации устья скважины с возможностью подачи инструмента гидравлическое давление от источника давления (насос с гидроаккумулятором) подается в гидравлический канал 14. При этом поршень 4 под действием давления в рабочей камере 12 движется вверх, сжимая уплотнительный элемент 2, который вследствие сужающейся формы полости крышки 3 выдвигается в центральное отверстие корпуса 1, плотно охватывая и уплотняя инструмент, находящийся там (на чертеже не показан), или полностью перекрывая сечение устья в случае отсутствия инструмента. Осевое усилие от воздействия поршня 4 и устьевого давления в скважине на уплотнительный элемент 2 и инструмент передается на крышку. При движении поршня 4 вверх его ограничитель 22 заставляет перемещаться вверх гильзу 21. При наличии излишков жидкости в полости 17 они выдавливаются через направленные вверх лепестки уплотнения 8 и 9 или через гидравлический канал 19 при открытии обратного клапана 20. Регулируя давление в рабочей камере 12, изменяют величину усилия сопротивления протаскиванию труб с муфтами различных размеров. If it is necessary to seal the wellhead with the possibility of supplying a tool, hydraulic pressure from the pressure source (pump with a hydraulic accumulator) is supplied to the hydraulic channel 14. In this case, the
При открывании устройства (разгерметизации устья скважины) убирается гидравлическое давление из гидравлического канала 14 и подается гидравлическое давление в гидравлический канал 15, а оттуда в возвратную камеру 13. Поршень 4 под действием возникающего усилия опускается, освобождая уплотнительный элемент 2, который под действием сил упругости эластичного материала возвращается в исходное положение, освобождая инструмент. When the device is opened (depressurization of the wellhead), the hydraulic pressure is removed from the hydraulic channel 14 and the hydraulic pressure is supplied to the hydraulic channel 15, and from there to the return chamber 13. The
Устройство реализовано в конструкциях универсальных превенторов ПГУM 350•70; ПГУМ 425•21 и ПГУМ 540•21, рассчитанных на рабочее давление до 21,0 МПа и 70,0 МПа и имеющих сферические уплотнительные элементы со стальными вкладышами. The device is implemented in the construction of universal preventers PGUM 350 • 70; PGUM 425 • 21 and PGUM 540 • 21, designed for operating pressures up to 21.0 MPa and 70.0 MPa and having spherical sealing elements with steel liners.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000116838/03A RU2198282C2 (en) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Device for wellhead sealing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000116838/03A RU2198282C2 (en) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Device for wellhead sealing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000116838A RU2000116838A (en) | 2002-05-20 |
RU2198282C2 true RU2198282C2 (en) | 2003-02-10 |
Family
ID=20236913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000116838/03A RU2198282C2 (en) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | Device for wellhead sealing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2198282C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2489265A (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-26 | Managed Pressure Operations | Annular Blow-out Preventer |
US9004178B2 (en) | 2012-03-12 | 2015-04-14 | Managed Pressure Operations Pte Ltd. | Blowout preventer assembly |
EP3122987A1 (en) * | 2014-03-28 | 2017-02-01 | National Oilwell Varco, L.P. | Spherical blowout preventer with energizeable packer seal and method of using same |
US9605502B2 (en) | 2012-04-11 | 2017-03-28 | Managed Pressure Operations Pte Ltd | Method of handling a gas influx in a riser |
US10309191B2 (en) | 2012-03-12 | 2019-06-04 | Managed Pressure Operations Pte. Ltd. | Method of and apparatus for drilling a subterranean wellbore |
-
2000
- 2000-06-29 RU RU2000116838/03A patent/RU2198282C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Композит-каталог нефтегазового оборудования и услуг. Топливо и энергетика. - М., 1993-94, т.3, ч.II, с.1946. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9212532B2 (en) | 2010-04-13 | 2015-12-15 | Managed Pressure Operations PTE, Limited | Blowout preventer assembly |
GB2489265A (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-26 | Managed Pressure Operations | Annular Blow-out Preventer |
US9488031B2 (en) | 2011-03-23 | 2016-11-08 | Managed Pressure Operations Pte. Ltd. | Blow out preventer |
US9605504B2 (en) | 2011-03-23 | 2017-03-28 | Managed Pressure Operations Pte Ltd | Sealing assembly |
GB2489265B (en) * | 2011-03-23 | 2017-09-20 | Managed Pressure Operations | Blow out preventer |
US9004178B2 (en) | 2012-03-12 | 2015-04-14 | Managed Pressure Operations Pte Ltd. | Blowout preventer assembly |
US10309191B2 (en) | 2012-03-12 | 2019-06-04 | Managed Pressure Operations Pte. Ltd. | Method of and apparatus for drilling a subterranean wellbore |
US9605502B2 (en) | 2012-04-11 | 2017-03-28 | Managed Pressure Operations Pte Ltd | Method of handling a gas influx in a riser |
EP3122987A1 (en) * | 2014-03-28 | 2017-02-01 | National Oilwell Varco, L.P. | Spherical blowout preventer with energizeable packer seal and method of using same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3614111A (en) | Tool joint stripping stationary blowout preventer with a retrievable packing insert | |
CA1073810A (en) | Annular blowout preventer | |
US6158505A (en) | Blade seal for a shearing blind ram in a ram type blowout preventer | |
US3735828A (en) | Accelerator for fishing jars | |
US6834680B2 (en) | Method of purging liquids from piston accumulators | |
US4576235A (en) | Downhole relief valve | |
JPH01280197A (en) | Accelerator for fishing jar with hydrostatic auxiliary equipment | |
RU2198282C2 (en) | Device for wellhead sealing | |
CN206707659U (en) | A kind of negative pressure unfreezing antiscale hydraulic anchor | |
CN111502587B (en) | Remotely opened stratum isolation tool for deep well | |
CN209586645U (en) | A kind of spray-proof device of oil-well pump | |
CN110905442B (en) | Empty cement paste of sleeve pipe outer loop fills packer | |
NO171234B (en) | INJECTION VALVE FOR CHEMICALS IN A BROWN | |
US4360186A (en) | Swivel joint | |
CN111379536B (en) | Packer (CN) | |
RU202002U1 (en) | ACTIVATION VALVE | |
CN114645688B (en) | Packer while drilling for sealing and isolating high-pressure stratum overflow in well | |
RU96910U1 (en) | PACKER SUSPENSION | |
RU12702U1 (en) | DEVICE FOR TESTING A WELL MOUTH | |
CN203239271U (en) | Annular preventer | |
RU46036U1 (en) | PACKING AND TESTING DEVICE FOR THE ADDITIONAL CASING | |
SU1321808A1 (en) | Gas-lift valve | |
CN210343292U (en) | Backflow-preventing packer | |
CN102828731A (en) | Oil field water injection well dual-pressure cavity anti-blowout operation technology | |
SU969888A1 (en) | Blowout preventer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20020630 |