RU2272124C1 - Well head sealing device - Google Patents

Well head sealing device Download PDF

Info

Publication number
RU2272124C1
RU2272124C1 RU2004131003/03A RU2004131003A RU2272124C1 RU 2272124 C1 RU2272124 C1 RU 2272124C1 RU 2004131003/03 A RU2004131003/03 A RU 2004131003/03A RU 2004131003 A RU2004131003 A RU 2004131003A RU 2272124 C1 RU2272124 C1 RU 2272124C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
faceplate
sealant
plug
sealing element
preventer
Prior art date
Application number
RU2004131003/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Легостаев (RU)
Андрей Михайлович Легостаев
Булат Юсупович Хайруллин (RU)
Булат Юсупович Хайруллин
зев Олег Леонидович Вит (RU)
Олег Леонидович Витязев
Original Assignee
Сибирское научно-производственное предприятие бурового машиностроения (ЗАО НПП "СибБурМаш")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирское научно-производственное предприятие бурового машиностроения (ЗАО НПП "СибБурМаш") filed Critical Сибирское научно-производственное предприятие бурового машиностроения (ЗАО НПП "СибБурМаш")
Priority to RU2004131003/03A priority Critical patent/RU2272124C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2272124C1 publication Critical patent/RU2272124C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: drilling and oil production equipment, particularly oil and gas well head sealing.
SUBSTANCE: device comprises ram preventer with upper flange and central through conical channel adapted for pipe receiving and provided with conical seat arranged in upper part thereof. Replaceable plugging means comprises body and base, as well as sealing member arranged in-between. The sealing member is shaped as truncated cone and cooperates with conical seat. The replaceable plugging means may be split along diametrical plane and consists of two halves hinged one to another. Each half of body and base of replaceable plugging means and sealing member are connected one to another by screw connection means provided with tightening nut. Extensions and depressions are formed on joint surfaces so that extensions and depressions are interengaged in working position. Fixing unit adapted to secure replaceable plugging means is made as faceplate with centering ring connected to upper preventer flange by pins. At least two pins have additional part extending over upper faceplate end. Longitudinal axes of main and additional parts are offset one relative another. The faceplate has screw supports cooperating with replaceable plugging means body and groove extending from central orifice to outer surface thereof. The groove has width exceeding pipe diameter.
EFFECT: increased operational capability and reliability.
4 dwg

Description

Изобретение относится к буровому и нефтепромысловому оборудованию и предназначено для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с целью предотвращения выбросов и открытых фонтанов при проведении спускоподъемных операций с трубами или геофизическими приборами, спускаемыми в скважину на бронированном геофизическом кабеле.The invention relates to drilling and oilfield equipment and is intended for sealing the mouth of oil and gas wells in order to prevent emissions and open fountains during tripping operations with pipes or geophysical instruments lowered into the well on an armored geophysical cable.

Известно устройство для герметизации устья скважины (SU 1786240 А1, Е 21 В 33/03, опубл.07.01.1993, бюл.№1), содержащее превентор, герметизирующую вставку и узел фиксации герметизирующей вставки [1].A device for sealing the wellhead (SU 1786240 A1, E 21 B 33/03, publ. 01/07/1993, bull.no.1), containing a preventer, a sealing insert and a fixation unit of the sealing insert [1].

Недостатком известного устройства является невозможность присоединения к верхнему фланцу превентора навесного противофонтанного оборудования с ответными фланцами стандартных размеров.A disadvantage of the known device is the inability to connect to the upper flange of the preventer mounted anti-fountain equipment with mating flanges of standard sizes.

Известно устройство герметизации устья скважины (RU 2212515 С1, Е 21 В 33/03, опубл. 20.09.2003), включающее:A device for sealing a wellhead (RU 2212515 C1, E 21 B 33/03, publ. 09/20/2003), including:

- плашечный превентор, в верхнем фланце корпуса которого выполнено конусное посадочное седло;- a ram preventer in the upper flange of the housing of which a tapered landing seat is made;

- взаимодействующую с конусным посадочным седлом герметизирующую вставку, содержащую корпус в виде усеченного конуса с верхним и нижним патрубками и уплотнительные манжеты,- a sealing insert interacting with the conical landing seat, comprising a truncated cone body with upper and lower nozzles and sealing cuffs,

- узел фиксации герметизирующей вставки в корпусе, выполненный в виде планшайбы с центровочным кольцом, установленной на верхний фланец и содержащей винтовые упоры, взаимодействующие с фигурной канавкой, выполненной на корпусе герметизирующей вставки.- fixation unit of the sealing insert in the housing, made in the form of a face plate with a centering ring mounted on the upper flange and containing screw stops interacting with a figured groove made on the housing of the sealing insert.

Недостатком известного устройства являются низкая монтажеспособность, связанная с повышенной трудоемкостью установки планшайбы на верхний фланец превентора, в случае если в скважине находится колонна труб, для чего необходимы как минимум следующие операции:A disadvantage of the known device is the low mounting ability associated with the increased complexity of installing the faceplate on the upper flange of the preventer, if there is a pipe string in the well, which requires at least the following operations:

- монтаж нижнего элеватора под муфту верхней трубы и спуск колонны спускаемых/поднимаемых труб с нижним элеватором с ее установкой на верхний фланец превентора;- installation of the lower elevator under the coupling of the upper pipe and the descent of the column of lowered / raised pipes with the lower elevator with its installation on the upper flange of the preventer;

- свинчивание с муфтой верхней трубы вспомогательного верхнего патрубка с муфтой;- make-up with the coupling of the upper pipe of the auxiliary upper branch pipe with the coupling;

- установку планшайбы на вспомогательный верхний патрубок,- installation of the faceplate on the auxiliary upper pipe,

- монтаж верхнего элеватора на вспомогательный верхний патрубок;- installation of the upper elevator on the auxiliary upper pipe;

- соединение крюкоблока буровой установки с верхним элеватором;- connection of the hook block of the drilling rig with the upper elevator;

- подъем колонны труб и демонтаж нижнего элеватора;- lifting the pipe string and dismantling the lower elevator;

- монтаж планшайбы на верхний фланец превентора;- mounting the faceplate on the upper flange of the preventer;

- установку на планшайбу нижнего элеватора и его вторичный монтаж под муфту верхней трубы;- installation on the faceplate of the lower elevator and its secondary installation under the coupling of the upper pipe;

- спуск колонны труб и ее установку на нижний элеватор;- descent of the pipe string and its installation on the lower elevator;

- отвинчивание от муфты верхней трубы вспомогательного верхнего- unscrewing from the coupling of the upper pipe of the auxiliary upper

патрубка с муфтой.branch pipe with the coupling.

Аналогично высокой трудоемкостью характеризуется эксплуатация известного устройства в случае необходимости герметизации устья скважины при возникновении выбросов бурового раствора и нефтегазопроявлениях. Это объясняется тем, что процесс установки герметизирующей вставки в корпус превентора при спущенных в скважину трубах включает выполнение следующих обязательных операций:A similarly high complexity is characterized by the operation of the known device in case of need to seal the wellhead in the event of drilling mud emissions and oil and gas occurrences. This is due to the fact that the process of installing a sealing insert in the preventer body with the pipes lowered into the well includes the following mandatory operations:

- установку нижнего элеватора на планшайбу и его монтаж под муфту верхней трубы;- installation of the lower elevator on the faceplate and its installation under the coupling of the upper pipe;

- спуск колонны спускаемых/поднимаемых труб с нижним элеватором с ее установкой на планшайбу;- descent of the column of lowered / raised pipes with the lower elevator with its installation on the faceplate;

- монтаж верхнего элеватора на верхнем патрубке герметизирующей вставки;- installation of the upper elevator on the upper pipe of the sealing insert;

- соединение крюкоблока буровой установки с верхним элеватором и подъем герметизирующей вставки,- connection of the hook block of the drilling rig with the upper elevator and the lifting of the sealing insert,

- свинчивание нижнего патрубка герметизирующей вставки с муфтой верхней трубы;- make-up of the lower pipe of the sealing insert with the coupling of the upper pipe;

- подъем колонны труб с герметизирующей вставкой и демонтаж нижнего элеватора, установленного на планшайбе;- lifting the pipe string with a sealing insert and dismantling the lower elevator mounted on the faceplate;

- спуск колонны труб с герметизирующей вставкой в конусное посадочное седло верхнего фланца превентора;- descent of the pipe string with a sealing insert into the conical landing seat of the upper preventer flange;

- закрепление герметизирующей вставки винтовыми упорами планшайбы.- fixing the sealing insert with screw stops of the faceplate.

Выполнение комплекса перечисленных операций, включающих операции по установке элеваторов, свинчиванию и спуску герметизирующей вставки требует значительных временных затрат, что в случае начавшегося перелива раствора и последующего нефтегазопроявления, где счет времени действий буровой бригады идет на минуты и даже секунды, не обеспечит оперативности герметизации устья и может привести к аварии в виде открытого фонтана.Performing a set of the above operations, including the operations of installing elevators, screwing and lowering the sealing insert, requires significant time expenditures, which, in the case of a started overflow of the solution and subsequent oil and gas manifestations, where the drilling crew’s action time is counted for minutes or even seconds, will not ensure the efficiency of sealing the mouth and may cause an accident in the form of an open fountain.

В этом случае, с целью ликвидации аварии, предусматривается установка противофонтанного навесного оборудования на верхний фланец превентора, для чего необходимо демонтировать планшайбу. Однако, если в скважине находится колонна труб, то демонтаж планшайбы по трудоемкости и временным затратам сравним с монтажом, а зачастую и невозможен, если из труб и затрубного устьевого пространства уже открыто фонтанируют скважинные флюиды.In this case, in order to eliminate the accident, it is envisaged to install counter-mounted attachments on the upper flange of the preventer, for which it is necessary to dismantle the faceplate. However, if there is a pipe string in the well, then dismantling the faceplate in terms of labor input and time costs is comparable to installation, and it is often impossible if well fluids are already flowing out of pipes and the annular wellhead.

Кроме того, известное устройство не обладает достаточной надежностью работы, так как оно будет неработоспособным в случае прихвата колонны спускаемых/поднимаемых труб. Это обусловлено тем, что при неподвижной колонне прихваченных труб будут невозможны операции по установке элеваторов, навинчиванию герметизирующей вставки и спуск колонны труб с герметизирующей вставкой в конусное посадочное седло превентора.In addition, the known device does not have sufficient reliability, since it will be inoperative in the event of a sticking of the column of descent / lift pipes. This is due to the fact that with a stationary column of stuck pipes, it will not be possible to install elevators, screw the sealing insert and lower the pipe string with the sealing insert into the cone seat of the preventer.

И, наконец, известное устройство обладает ограниченными эксплуатационными возможностями, так как на планшайбу возможны установка и крепление только одного типоразмера дополнительного оборудования, например гидроротора или механического ключа, у которых в основании расстояние между отверстиями для крепежных шпилек должно быть обязательно равно диаметру окружности расположения шпилек на планшайбе или, что то же самое - на верхнем фланце превентора.And finally, the known device has limited operational capabilities, since it is possible to install and mount only one type of additional equipment on the faceplate, for example, a hydraulic rotor or a mechanical key, in which the distance between the holes for the mounting studs at the base must be equal to the diameter of the circumference of the studs on faceplate or, equivalently, on the top flange of the preventer.

Задачей изобретения является создание устройства для герметизации устья скважины, лишенного перечисленных недостатков.The objective of the invention is to provide a device for sealing the wellhead, devoid of the above disadvantages.

Техническим результатом решения этой задачи является повышение монтажеспособности известного устройства, повышение надежности его работы и расширение эксплуатационных возможностей и, как следствие, повышение надежности герметизации устья скважины при проведении работ, связанных с выполнением спускоподъемных операций с колонной труб.The technical result of solving this problem is to increase the mounting capacity of the known device, increase the reliability of its operation and expand operational capabilities and, as a result, increase the reliability of sealing the wellhead during work related to hoisting operations with a pipe string.

Для обеспечения этих результатов в заявляемом устройстве для герметизации устья скважины, включающем:To ensure these results in the inventive device for sealing the wellhead, including:

- плашечный превентор с центральным сквозным каналом для пропуска труб, в верхней части которого выполнено конусное посадочное седло;- a ram preventer with a central through channel for passing pipes, in the upper part of which a conical landing seat is made;

- взаимодействующий с конусным посадочным седлом вставной герметизатор с центральным сквозным отверстием, содержащий корпус и уплотнительный элемент в виде усеченного конуса,- plug-in sealant interacting with a conical landing seat with a central through hole, comprising a housing and a sealing element in the form of a truncated cone,

- узел фиксации вставного герметизатора в корпусе, выполненный в виде планшайбы с центровочным кольцом, соединенной шпильками с верхним фланцем превентора и содержащей винтовые упоры, взаимодействующие с корпусом вставного герметизатора;- a fixation unit of the plug-in sealant in the housing, made in the form of a face plate with a centering ring connected by pins to the upper flange of the preventer and containing screw stops interacting with the plug-in sealant housing;

СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮACCORDING TO THE INVENTION

- вставной герметизатор дополнительно содержит основание, выполнен разъемным по диаметральной плоскости, состоит из двух половин, шарнирно соединенных между собой, и имеет центральное сквозное отверстие, диаметр которого не менее диаметра труб;- the plug-in sealant further comprises a base, made detachable along the diametrical plane, consists of two halves articulated between each other, and has a central through hole, the diameter of which is not less than the diameter of the pipes;

- уплотнительный элемент размещен между корпусом и основанием, и каждая половина корпуса, основания вставного герметизатора и уплотнительного элемента соединены между собой винтовым соединением с поджимной гайкой;- a sealing element is placed between the housing and the base, and each half of the housing, the base of the plug-in sealant and the sealing element are interconnected by a screw connection with a compression nut;

- на поверхности разъема одной половины уплотнительного элемента выполнены выступы и впадины, например, треугольной формы, совпадающие в рабочем положении с ответными впадинами и выступами, выполненными на поверхности разъема другой половины уплотнительного элемента;- on the surface of the connector of one half of the sealing element, protrusions and depressions, for example, of a triangular shape, coinciding in working position with mating depressions and protrusions made on the surface of the connector of the other half of the sealing element are made;

- в планшайбе от центрального отверстия до наружной поверхности выполнен паз, ширина которого превышает диаметр труб,- in the faceplate from the Central hole to the outer surface, a groove is made, the width of which exceeds the diameter of the pipes,

- при этом не менее чем две шпильки, соединяющие своей основной частью планшайбу с верхним фланцем превентора, имеют дополнительную часть, выступающую над верхним торцом планшайбы, причем продольные оси основной и дополнительной частей смещены относительно друг друга.- in this case, at least two studs connecting their main part to the faceplate with the upper flange of the preventer have an additional part protruding above the upper end face of the faceplate, and the longitudinal axes of the main and additional parts are offset relative to each other.

На фиг.1 показан общий вид заявляемого устройства в рабочем положении, на фиг.2 - вид сверху на заявляемое устройство, на фиг.3 - вид А на фиг.1, на фиг.4 - вид сверху на вставной герметизатор перед установкой на трубу.In Fig.1 shows a General view of the inventive device in the operating position, Fig.2 is a top view of the inventive device, Fig.3 is a view A in Fig.1, Fig.4 is a top view of the plug-in sealant before installation on the pipe .

Заявляемое устройство для герметизации устья скважины (фиг.1) включает плашечный превентор 1 с верхним фланцем 2 и центральным сквозным каналом 3 для пропуска труб 4, в верхней части которого выполнено конусное посадочное седло 5.The inventive device for sealing the wellhead (Fig. 1) includes a ram preventer 1 with an upper flange 2 and a central through channel 3 for passing pipes 4, in the upper part of which a conical landing seat 5 is made.

Вставной герметизатор 6 (фиг.1, 2 и 3) содержит корпус 7 и основание 8, между которыми расположен уплотнительный элемент 9 в виде усеченного конуса, взаимодействующий с конусным посадочным седлом 5. В корпусе 7, основании 8 и уплотнительном элементе 9 выполнено центральное сквозное отверстие 10, диаметр которого не менее диаметра труб 4. При этом вставной герметизатор 6 выполнен разъемным по диаметральной плоскости и состоит из двух половин 11 и 12, соединенных между собой шарнирами 13. Каждая половина корпуса 7, основания 8 и уплотнительного элемента 9 соединены между собой винтовым соединением 14 с поджимной гайкой 15. На поверхности разъема 16 половины 11 уплотнительного элемента 9 выполнены выступы и впадины 17, например, треугольной формы, совпадающие в рабочем положении с ответными впадинами и выступами, выполненными на плоскостях разъема 16 половины 12 уплотнительного элемента 9. Фиксация вставного герметизатора 6 в рабочем положении на трубе 4 осуществляется защелкой 18.The plug-in sealant 6 (FIGS. 1, 2 and 3) comprises a housing 7 and a base 8, between which a sealing element 9 in the form of a truncated cone is located, interacting with the conical seat 5. In the housing 7, the base 8 and the sealing element 9, a central through the hole 10, the diameter of which is not less than the diameter of the pipes 4. In this case, the plug-in sealant 6 is made detachable along the diametrical plane and consists of two halves 11 and 12, interconnected by hinges 13. Each half of the housing 7, the base 8 and the sealing element 9 interconnected by a screw connection 14 with a clamping nut 15. On the surface of the connector 16 of the half 11 of the sealing element 9 there are protrusions and depressions 17, for example, triangular in shape, coinciding in working position with the reciprocal depressions and protrusions made on the planes of the connector 16 of the half 12 of the sealing element 9. The fixing of the plug-in sealant 6 in the working position on the pipe 4 is carried out by the latch 18.

Узел фиксации вставного герметизатора 6 в конусном посадочном седле 5 превентора 1 выполнен в виде планшайбы 19 с центровочным кольцом 20, взаимодействующим с кольцевой канавкой 21, выполненной на верхнем фланце 2, и соединенной шпильками 22 с верхним фланцем 2. При этом не менее чем две шпильки 23, соединяющие своей основной частью планшайбу 19 с верхним фланцем 2, имеют дополнительную часть 24, выступающую над верхним торцом планшайбы 19, причем продольные оси основной 23 и дополнительной 24 частей шпилек смещены относительно друг друга. Фиксация вставного герметизатора 6 осуществляется винтовыми упорами 25, установленными в радиальных отверстиях планшайбы 19 и взаимодействующими с корпусом 7. В планшайбе 19 от центрального отверстия до наружной поверхности выполнен паз 26, ширина которого превышает диаметр труб 4.The fixation unit of the plug-in sealant 6 in the conical seat 5 of the preventer 1 is made in the form of a faceplate 19 with a centering ring 20 interacting with an annular groove 21 made on the upper flange 2 and connected by pins 22 with the upper flange 2. At the same time, at least two pins 23, connecting the faceplate 19 with the upper flange 2 with their main part, have an additional part 24 protruding above the upper end face of the faceplate 19, the longitudinal axes of the main 23 and the additional 24 parts of the studs being offset relative to each other. The insertion sealant 6 is fixed by screw stops 25 installed in the radial holes of the faceplate 19 and interacting with the housing 7. In the faceplate 19, a groove 26 is made from the central hole to the outer surface, the width of which exceeds the diameter of the pipes 4.

Заявляемое устройство для герметизации устья скважины работает следующим образом. Перед началом спускоподъемных операций с трубами 4 на верхний фланец устьевого оборудования (не показано) устанавливается нижним фланцем и закрепляется шпильками плашечный превентор 1, на верхний фланец 2 которого в кольцевую канавку 21 устанавливается центровочным кольцом 20 планшайба 19 и закрепляется шпильками 22 и 23. При этом планшайбу 19 можно установить и при наличии на устье спущенных в скважину труб 4 благодаря тому, что в ней от центрального отверстия до наружной поверхности выполнен паз 26, ширина которого превышает диаметр труб 4.The inventive device for sealing the wellhead works as follows. Before starting hoisting operations with the pipes 4, the ram preventer 1 is mounted on the upper flange of the wellhead equipment (not shown) and mounted with studs, the upper flange 2 of which is installed in the annular groove 21 by the centering ring 20 of the faceplate 19 and secured by the studs 22 and 23. In this case the faceplate 19 can also be installed if there are pipes 4 lowered into the well due to the fact that a groove 26 is made in it from the central hole to the outer surface, the width of which exceeds the diameter of the pipes 4.

Подготавливается вставной герметизатор 6 с центральным сквозным отверстием 10, диаметр которого не менее диаметра спускаемых/поднимаемых труб 4, после чего производят различные технологические операции в скважине, предполагающие и спуско-подъемные операции с колонной труб 4 через центральный сквозной канал 3 превентора 1.A plug-in sealant 6 is prepared with a central through hole 10, the diameter of which is not less than the diameter of the launched / raised pipes 4, after which various technological operations are performed in the well, involving and round-trip operations with the pipe string 4 through the central through channel 3 of the preventer 1.

При необходимости герметизации устья скважины в случае перерывов в работе или при возникновении из скважины перелива раствора или нефтегазопроявления спускаемую или поднимаемую трубу 4 оставляют в подвешенном состоянии на крюкоблоке буровой установки (не показан). Раздвинув на шарнирах 13 половины 11 и 12 вставного герметизатора 6, монтируют последний на трубе 4, фиксируя его в этом положении защелкой 18. При этом труба 4 размещается в центральном сквозном отверстии 10. После этого трубу 4 спускают вместе со вставным герметизатором 6 до его размещения в конусном посадочном седле 5 и фиксируют винтовыми упорами 25 до их взаимодействия с корпусом 7.If it is necessary to seal the wellhead in case of interruptions in operation or when a solution overflows from the well or oil and gas manifestations, the descent or lift pipe 4 is left suspended in the hook block of a drilling rig (not shown). Spread on the hinges 13 of the halves 11 and 12 of the plug-in sealant 6, mount the latter on the pipe 4, fixing it in this position with the latch 18. In this case, the pipe 4 is placed in the central through hole 10. After that, the pipe 4 is lowered together with the plug-in sealant 6 to its placement in the conical seat 5 and fix the screw stops 25 until they interact with the housing 7.

Причем установка вставного герметизатора 6 в конусное посадочное седло 5 возможна даже в случае прихвата колонны труб 4, так как, по сравнению с прототипом, не требует операций по установке элеваторов, свинчиванию вставного герметизатора 6 с трубой 4 и спуска колонны труб 4 со вставным герметизатором 6 в конусное посадочное седло 5 превентора 1. В этом случае вставной герметизатор 6, размещенный на трубе 4, перемещают по последней вниз до захода в конусное посадочное седло 5 превентора 1.Moreover, the installation of plug-in sealant 6 in the conical seat 5 is possible even if the pipe string 4 is stuck, since, in comparison with the prototype, it does not require installation of elevators, screwing plug-in sealant 6 with pipe 4 and lowering the pipe string 4 with plug-in sealant 6 into the conical landing seat 5 of the preventer 1. In this case, the plug-in sealant 6, placed on the pipe 4, is moved along the latter down to the entry into the conical landing saddle 5 of the preventer 1.

Благодаря взаимодействию уплотнительного элемента 9, выполненного в виде усеченного конуса, с конусным посадочным седлом 5, взаимодействию поверхности центрального сквозного отверстия 10 уплотнительного элемента 9 с поверхностью трубы 4 и взаимодействию поверхностей разъема 16 уплотнительного элемента 9 между собой осуществляется герметичное перекрытие устья скважины.Due to the interaction of the sealing element 9, made in the form of a truncated cone, with the conical seat 5, the interaction of the surface of the central through hole 10 of the sealing element 9 with the surface of the pipe 4 and the interaction of the surfaces of the connector 16 of the sealing element 9 with each other results in a tight shut-off of the wellhead.

При повышении давления на устье и возникновении пропусков скважинных флюидов вращением гаек 15 на винтовых соединениях 14 осуществляют стягивание корпуса 7 и основания 8 между собой, механически увеличивая давление на уплотнительный элемент 9, который, будучи выполненным из эластичного материала, уменьшает свою высоту. Одновременно с этим увеличивается наружный диаметр уплотнительного элемента 9 и уменьшается диаметр его центрального сквозного отверстия 10, герметизируются зазоры в контактах половин уплотнительного элемента 9 по поверхностям разъема 16 между собой и в контактах с трубой 4 и конусным посадочным седлом 5. Тем самым обеспечивается устранение пропусков скважинных флюидов и повышение надежности работы заявляемого устройства. Этому же способствует выполнение на поверхностях разъема 16 половин уплотнительного элемента 9 выступов и впадин 17, например, треугольной формы, совпадающих в рабочем положении между собой и увеличивающих площадь контакта на поверхностях разъема уплотнительного элемента 9.With increasing pressure at the mouth and gaps in the borehole fluid by rotating the nuts 15 on the screw connections 14, the housing 7 and the base 8 are pulled together, mechanically increasing the pressure on the sealing element 9, which, being made of an elastic material, reduces its height. At the same time, the outer diameter of the sealing element 9 increases and the diameter of its central through hole 10 decreases, the gaps in the contacts of the halves of the sealing element 9 are sealed along the surfaces of the connector 16 with each other and in contacts with the pipe 4 and the conical seat saddle 5. This eliminates the borehole gaps fluids and improving the reliability of the claimed device. The same contributes to the execution on the surfaces of the connector 16 of the halves of the sealing element 9 of the protrusions and depressions 17, for example, of a triangular shape, coinciding in the working position with each other and increasing the contact area on the surfaces of the connector of the sealing element 9.

Таким образом, вручную за время, необходимое для поворота гаек 15 на несколько оборотов, будет осуществлена первоначальная герметизация устья скважины. При этом нет необходимости завинчивать гайки 15 с достаточно большим усилием, т.к. после перекрытия конусного посадочного седла 5 центрального сквозного канала 3 вставным герметизатором 6 возникает эффект самоуплотнения. Это обусловлено тем, что при повышении устьевого давления увеличивается усилие, воздействующее на сжатые гайками 15 половины 11 и 12 уплотнительного элемента 9. Воздействие этого усилия, равное произведению величины площади отверстия конусного посадочного седла 5 на величину устьевого давления, вызывает более интенсивное сжатие уплотнительного элемента 9. Он, еще более уменьшая свою длину с одновременным увеличением наружного диаметра и уменьшением диаметра отверстия 10, более интенсивно и плотнее заполняет зазоры в контактах по поверхностям разъема 16, с трубой 4 и конусным посадочным седлом 5.Thus, manually for the time required to rotate the nuts 15 by several turns, the initial sealing of the wellhead will be carried out. There is no need to tighten the nuts 15 with a sufficiently large force, because after the conical seat saddle 5 of the central through passage 3 is closed by the plug-in sealant 6, a self-sealing effect occurs. This is due to the fact that with increasing wellhead pressure, the force acting on the halves 11 and 12 of the sealing element 9 compressed by the nuts 15 increases. The effect of this force, equal to the product of the opening area of the cone seat 5 and the wellhead pressure, causes a more intensive compression of the sealing element 9 . It, further reducing its length while increasing the outer diameter and decreasing the diameter of the hole 10, more intensively and densely fills the gaps in the contacts along the surface connector holes 16, with the pipe 4 and the conical valve seat 5.

При необходимости установки и крепления на планшайбе 19 дополнительного оборудования, например гидроротора или механического ключа, у которых в основании расстояние между отверстиями для крепежных шпилек не равно диаметру окружности расположения шпилек 22 на планшайбе 19 или, что то же самое - на верхнем фланце 2 превентора 1, осуществляют поворот основной части шпилек 23. При этом расстояние между двумя диаметрально расположенными осями дополнительных частей 24 шпилек 23, которые выполнены с осевым смещением относительно основной, будет изменяться в большую или меньшую сторону, по сравнению с диаметром окружности расположения шпилек 22 на планшайбе 19 на удвоенную величину осевого смещения. Это позволяет закрепить на планшайбе необходимое дополнительное оборудование.If it is necessary to install and fasten additional equipment, such as a hydraulic rotor or a mechanical key, on the faceplate 19, in which the distance between the holes for the mounting studs at the base is not equal to the diameter of the circumference of the studs 22 on the faceplate 19 or, which is the same, on the upper flange 2 of the preventer 1 rotate the main part of the studs 23. In this case, the distance between the two diametrically located axes of the additional parts 24 of the studs 23, which are made with axial displacement relative to the main, will be changed to a greater or lesser extent, compared with the diameter of the circumference of the location of the studs 22 on the faceplate 19 by twice the value of the axial displacement. This allows you to attach the necessary additional equipment to the faceplate.

При необходимости установки дополнительного противовыбросового оборудования на верхний фланец 2 превентора 1 при наличии на устье труб 4 осуществляется демонтаж планшайбы 19, для чего отсоединяются шпильки 22 и планшайба 19 демонтируется с верхнего фланца 2. При этом съем планшайбы 19 возможен благодаря пазу 26, выполненному в ней от центрального отверстия до наружной поверхности, ширина которого превышает диаметр труб 4.If it is necessary to install additional blowout preventer on the upper flange 2 of the preventer 1, if the mouth 4 is installed, the faceplate 19 is disassembled, for which the studs 22 are disconnected and the faceplate 19 is removed from the upper flange 2. In this case, the faceplate 19 can be removed thanks to the groove 26 made in it from the Central hole to the outer surface, the width of which exceeds the diameter of the pipes 4.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемое устройство обладает более высокой монтажеспособностью и меньшей трудоемкостью при подготовке к работе, так как установка планшайбы 19 не требует операций по свинчиванию и отвинчиванию вспомогательного патрубка, установку и снятие двух элеваторов, спуск и подъем колонны труб 4. В заявляемом устройстве за счет разъемной конструкции вставного герметизатора 6 значительно уменьшается время его монтажа на трубе 4. А благодаря пазу 26 в планшайбе 19 устройство обладает меньшей трудоемкостью демонтажа. Все это обеспечивает оперативность действий буровой бригады по герметизации устья скважины и позволяет предотвратить нефтегазопроявления из скважины или ликвидировать аварию в виде открытого фонтана.Thus, compared with the prototype of the claimed device has a higher mounting ability and less laborious in preparation for work, since the installation of the faceplate 19 does not require operations for screwing and unscrewing the auxiliary pipe, installing and removing two elevators, lowering and raising the pipe string 4. B The claimed device due to the detachable design of the plug-in sealant 6 significantly reduces the time of its installation on the pipe 4. And thanks to the groove 26 in the faceplate 19, the device has less laborious dem Ontage. All this ensures the prompt action of the drilling crew to seal the wellhead and prevents oil and gas manifestations from the well or to eliminate the accident in the form of an open fountain.

К тому же за счет размещения уплотнительного элемента 9 между корпусом 7 и основанием 8 обеспечивается возможность дополнительного сжатия уплотнительного элемента 9, что повышает надежность его работы. Этому же способствует и выполнение на поверхности разъемов 16 выступов и впадин17, совпадающих в рабочем положении между собой. А наличие дополнительных частей 24 на шпильках 23 расширяет эксплуатационные возможности устройства.In addition, by placing the sealing element 9 between the housing 7 and the base 8, it is possible to further compress the sealing element 9, which increases the reliability of its operation. The same contributes to the execution on the surface of the connectors 16 protrusions and depressions 17, coinciding in the working position with each other. And the presence of additional parts 24 on the studs 23 expands the operational capabilities of the device.

Claims (1)

Устройство для герметизации устья скважины, включающее плашечный превентор с центральным сквозным каналом для пропуска труб, в верхней части которого выполнено конусное посадочное седло; взаимодействующий с конусным посадочным седлом, вставной герметизатор с центральным сквозным отверстием, содержащий корпус и уплотнительный элемент в виде усеченного конуса; узел фиксации вставного герметизатора в корпусе, выполненный в виде планшайбы с центровочным кольцом, соединенной шпильками с верхним фланцем превентора и содержащей винтовые упоры, взаимодействующие с корпусом вставного герметизатора, отличающееся тем, что вставной герметизатор дополнительно содержит основание, выполнен разъемным по диаметральной плоскости, состоит из двух половин, шарнирно соединенных между собой, и имеет центральное сквозное отверстие, диаметр которого не менее диаметра труб; уплотнительный элемент размещен между корпусом и основанием, и каждая половина корпуса и основания вставного герметизатора и уплотнительного элемента соединены между собой винтовым соединением с поджимной гайкой; на поверхности разъема одной половины уплотнительного элемента выполнены выступы и впадины, например, треугольной формы, совпадающие в рабочем положении с ответными впадинами и выступами, выполненными на поверхности разъема другой половины уплотнительного элемента; в планшайбе от центрального отверстия до наружной поверхности выполнен паз, ширина которого превышает диаметр труб, при этом не менее чем две шпильки, соединяющие своей основной частью планшайбу с верхним фланцем превентора, имеют дополнительную часть, выступающую над верхним торцом планшайбы, причем продольные оси основной и дополнительной частей смещены относительно друг друга.A device for sealing a wellhead, including a ram preventer with a central through channel for passing pipes, in the upper part of which a conical landing seat is made; interacting with a conical seat, a plug-in sealant with a central through hole, comprising a housing and a sealing element in the form of a truncated cone; the assembly unit for fixing the plug-in sealant in the housing, made in the form of a face plate with a centering ring connected by pins to the upper flange of the preventer and containing screw stops interacting with the shell of the plug-in sealant, characterized in that the plug-in sealant further comprises a base made detachable along the diametrical plane, consists of two halves pivotally connected to each other, and has a central through hole, the diameter of which is not less than the diameter of the pipes; a sealing element is placed between the housing and the base, and each half of the housing and the base of the plug-in sealant and the sealing element are interconnected by a screw connection with a compression nut; on the surface of the connector of one half of the sealing element, protrusions and depressions are made, for example, triangular in shape, coinciding in working position with mating depressions and protrusions made on the surface of the connector of the other half of the sealing element; a groove is made in the faceplate from the central hole to the outer surface, the width of which exceeds the diameter of the pipes, with at least two studs connecting their faceplate with the upper preventer flange, have an additional part protruding above the face face of the faceplate, the longitudinal axis of the main and additional parts are offset relative to each other.
RU2004131003/03A 2004-10-21 2004-10-21 Well head sealing device RU2272124C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004131003/03A RU2272124C1 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Well head sealing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004131003/03A RU2272124C1 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Well head sealing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2272124C1 true RU2272124C1 (en) 2006-03-20

Family

ID=36117265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004131003/03A RU2272124C1 (en) 2004-10-21 2004-10-21 Well head sealing device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2272124C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616647C1 (en) * 2015-12-30 2017-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation
CN110029958A (en) * 2018-01-11 2019-07-19 中国石油天然气股份有限公司 Production tree port sealing device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2616647C1 (en) * 2015-12-30 2017-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation
CN110029958A (en) * 2018-01-11 2019-07-19 中国石油天然气股份有限公司 Production tree port sealing device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0093561B1 (en) Coupling device
RU2352756C1 (en) Bushing for insulating hydro-break
US6394187B1 (en) Flapper valve assembly apparatus and method
US8485262B1 (en) Modular, stackable wellhead system
CN110513095B (en) Oil and gas well fracturing transformation process adopting controllable delay opening toe end sliding sleeve
EP3292266B1 (en) Blowout-preventer-stack one-trip test tool and method
RU2534690C1 (en) Universal wellhead packer
WO2007071907A1 (en) Method and means to seal the casing-by-casing annulus at the surface for reverse circulation cement jobs
RU2272124C1 (en) Well head sealing device
RU2357067C1 (en) Method of well head pressurising and facility for implementation of this method
US11168532B2 (en) Method and apparatus for sacrificial wellhead protector and testing adapter
RU2230177C1 (en) Device for binding casing columns on well mouth (variants)
CN209083249U (en) A kind of split type oil pipe self-sealing blowout preventer
RU2272123C1 (en) Well head sealing device
RU2348791C2 (en) Column head
RU2346143C2 (en) Device used for installing casing liner in well
CN114645673A (en) Continuous circulation drilling system and process
RU151540U1 (en) DEVICE FOR SEALING OF THE WELL'S HOLE WHEN STOPPING THE LIFTING OPERATIONS OF THE PUMP BARS
CN213980745U (en) Operation blowout prevention thermal recovery wellhead four-way joint
RU2102579C1 (en) Blowout preventer
RU93453U1 (en) Wellhead packer
CN111706287A (en) Hydraulic annular wellhead casing flange quick installing device
RU2805701C1 (en) Method for installing preventer on support flange of wellhead assembly and constant tripping out two-lift arrangement of downhole equipment from well and device for its implementation
CN108798594B (en) Dedicated pressure relief device in Downhole Construction
CN114482905B (en) Blowout preventer for sealing outer cable oil pipe, static seal blowout preventer system for pressurized operation and pressurized construction method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191022