RU2527054C1 - Spherical circular rotary preventer - Google Patents
Spherical circular rotary preventer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2527054C1 RU2527054C1 RU2013131333/03A RU2013131333A RU2527054C1 RU 2527054 C1 RU2527054 C1 RU 2527054C1 RU 2013131333/03 A RU2013131333/03 A RU 2013131333/03A RU 2013131333 A RU2013131333 A RU 2013131333A RU 2527054 C1 RU2527054 C1 RU 2527054C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- housing
- central
- sealing element
- cover
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Actuator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для герметизации устья нефтяных и газовых скважин при их строительстве, освоении и ремонте с целью обеспечения безопасности, предупреждения и ликвидации нефтегазоводопроявлений, охраны недр и окружающей среды.The invention relates to equipment for sealing the mouth of oil and gas wells during their construction, development and repair in order to ensure safety, prevention and elimination of oil and gas manifestations, protection of the subsoil and the environment.
Известен превентор кольцевой типа ПУ2 (Абубакиров В.Ф. и др. «Оборудование буровое, противовыбросовое и устьевое» Справ. пособ.: В 2 т. Т.1. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007, стр.499-500, рис.8.22 «б»), содержащий:The well-known annular type preventer PU2 (Abubakirov V.F. et al. “Drilling, blow-out and wellhead equipment” Reference book: V 2 vol. T.1. - M .: IRC Gazprom LLC, 2007, p. 499 -500, Fig.8.22 "b"), containing:
- корпус с центральным проходным отверстием и кольцевой расточкой,- a housing with a central bore and an annular bore,
- крышку с центральным проходным отверстием и сферической полостью,- a cover with a central passage hole and a spherical cavity,
- плунжер, подвижно установленный в кольцевой расточке корпуса,- a plunger movably mounted in the annular bore of the housing,
- уплотнитель, установленный на торце плунжера в сферической выемке крышки,- a seal installed on the end of the plunger in a spherical recess of the cover,
- планшайбу, расположенную между корпусом и крышкой,- faceplate located between the body and the cover,
- гидравлические каналы для связи кольцевой расточки корпуса с гидроприводом.- hydraulic channels for connecting the annular bore of the housing with a hydraulic actuator.
Недостатком известного превентора являются его ограниченные эксплуатационные возможности, исключающие возможность его применения при бурении с герметизированным устьем. Это обусловлено конструкцией превентора, в которой отсутствуют опоры качения, обеспечивающие возможность вращения уплотнителя совместно с бурильной колонной. Поэтому при необходимости ликвидации аварийной ситуации, например прихвата бурильной колонны, загерметизированная на устье бурильная труба, будучи обжата неподвижным относительно корпуса уплотнителем, может вращаться в нем только в режиме проворота с минимальными оборотами. При этом в контакте наружная поверхность трубы - внутренняя поверхность уплотнителя будет возникать трение скольжения, усилием от которого внутренняя поверхность уплотнителя будет подвергаться интенсивному абразивному износу, что сокращает срок службы уплотнителя и требует повышенных эксплуатационных затрат на его замену. Кроме того, повышенный износ уплотнителя снижает надежность работы известного устройства, т.к. неконтролируемый износ уплотнителя может привести к негерметичности зоны его контакта с герметизируемой трубой и, следовательно, к выбросу скважинной среды с возникновением аварийной ситуации.A disadvantage of the known preventer is its limited operational capabilities, excluding the possibility of its use when drilling with a sealed wellhead. This is due to the design of the preventer, in which there are no rolling bearings that allow the seal to rotate together with the drill string. Therefore, if it is necessary to liquidate an emergency situation, for example, a drill string sticking, the drill pipe sealed at the mouth, being squeezed by a sealant motionless relative to the body, can rotate in it only in the cranking mode with minimum revolutions. In this case, in contact the outer surface of the pipe — the inner surface of the seal — sliding friction will occur, the force from which the inner surface of the seal will undergo intensive abrasive wear, which reduces the life of the seal and requires increased operating costs for its replacement. In addition, increased wear of the seal reduces the reliability of the known device, because uncontrolled wear of the sealant can lead to leaks in the area of its contact with the pipe being sealed and, consequently, to the release of the borehole medium with an emergency.
Известен вращающийся универсальный гидравлический превентор (патент РФ №2208126, МПК E21B 33/06, опубликовано 10.07.2003), содержащий:Known rotating universal hydraulic preventer (RF patent No. 2208126, IPC E21B 33/06, published July 10, 2003), containing:
- корпус с центральным проходным отверстием и кольцевой расточкой,- a housing with a central bore and an annular bore,
- крышку с центральным проходным отверстием,- a cover with a central passage hole,
- гильзу, вращающуюся в подшипниках качения, размещенных в корпусе и крышке, и имеющую сферическую выемку,- a sleeve rotating in rolling bearings located in the housing and the cover, and having a spherical recess,
- поршень, подвижно установленный в кольцевой расточке корпуса,- a piston movably mounted in the annular bore of the housing,
- уплотнительный элемент, расположенный на торцевой поверхности поршня и взаимодействующий со сферической выемкой гильзы,- a sealing element located on the end surface of the piston and interacting with a spherical recess of the sleeve,
- планшайбу, выполненную в виде втулки, размещенную между поршнем и гильзой,- a faceplate made in the form of a sleeve located between the piston and the sleeve,
- гидравлические каналы для связи полостей крышки и корпуса с гидроприводом.- hydraulic channels for connecting the cavities of the lid and the housing with a hydraulic actuator.
Недостатком известного превентора являются повышенные эксплуатационные трудозатраты при его техническом обслуживании или ремонте, обусловленные особенностями конструкции, которая требует для замены уплотнительного элемента демонтажа крышки и гильзы, установленной на подшипниках качения. Обратная сборка гильзы предполагает операцию установки подшипников качения с регулировкой натягов и центрирования, что в полевых условиях выполнить невозможно. Поэтому для разборки известное устройство необходимо транспортировать в цех по ремонту оборудования, что увеличивает время простоя буровой установки.A disadvantage of the known preventer is the increased operational labor costs for its maintenance or repair, due to the design features, which require replacing the sealing element of the dismantling of the cover and sleeve mounted on rolling bearings. Reassembling the sleeve involves the operation of installing rolling bearings with adjustable interference and centering, which is impossible to perform in the field. Therefore, for disassembly, a known device must be transported to the equipment repair workshop, which increases the downtime of the drilling rig.
Недостатком известного превентора также является низкая надежность и безопасность работы в процессе эксплуатации. Это обусловлено тем, что поршень после закрытия уплотнительного элемента на загерметизированной трубе будет вращаться совместно с гильзой и при этом в контакте его внутренней поверхности и уплотнений с расточкой корпуса возникает трение скольжения. В результате будет происходить абразивный износ уплотнений с потерей их герметичности и пропуски жидкости от гидропривода при ее подаче на перемещение поршня для закрытия уплотнительного элемента, вследствие чего усилие поджатия уплотнительного элемента к герметизируемой трубе может быть недостаточным для противодействия давлению скважины на ее устье. Это обстоятельство приведет к пропускам скважинной жидкости в зоне контакта уплотнительного элемента с герметизируемой трубой, которые ввиду содержания твердой фазы и шлама в скважинной жидкости могут вызвать абразивный износ уплотнительного элемента и, в конечном счете, к выбросу скважинной среды с возникновением аварийной ситуации.A disadvantage of the known preventer is also the low reliability and safety during operation. This is due to the fact that the piston, after closing the sealing element on the sealed pipe, will rotate together with the sleeve and at the same time sliding friction occurs in contact of its inner surface and seals with the housing bore. As a result, abrasive wear of the seals will occur with a loss of their tightness and fluid leakage from the hydraulic drive when it is supplied to move the piston to close the sealing element, as a result of which the force of pressing the sealing element to the pipe to be sealed may be insufficient to counter the pressure of the well at its wellhead. This circumstance will lead to gaps in the borehole fluid in the zone of contact of the sealing element with the pipe being sealed, which, due to the solid phase and sludge content in the borehole fluid, can cause abrasive wear of the sealing element and, ultimately, to eject the wellbore fluid in an emergency.
Совокупность перечисленных обстоятельств увеличивает трудоемкость и эксплуатационные затраты на обслуживание известного превентора, сокращает межремонтный период, снижает надежность и безопасность его работы.The combination of these circumstances increases the complexity and operating costs of servicing a well-known preventer, reduces the overhaul period, reduces the reliability and safety of its operation.
Задачей изобретения является создание технического решения превентора, не обладающего перечисленными недостатками.The objective of the invention is to provide a technical solution to the preventer that does not have the above disadvantages.
Для обеспечения этого технического результата в известном превенторе, содержащемTo ensure this technical result in a known preventer containing
- корпус с центральным проходным отверстием и кольцевой расточкой,- a housing with a central bore and an annular bore,
- крышку с центральным резьбовым отверстием,- a cover with a central threaded hole,
- поршень, подвижно установленный в кольцевой расточке корпуса,- a piston movably mounted in the annular bore of the housing,
- полую гильзу, размещенную в корпусе и крышке с возможностью вращения на опорах качения,- a hollow sleeve placed in the housing and the cover with the possibility of rotation on the rolling bearings,
- сферическую выемку, расположенную под крышкой,- a spherical recess located under the lid,
- уплотнительный элемент, расположенный над торцевой поверхностью поршня и взаимодействующий со сферической выемкой,- a sealing element located above the end surface of the piston and interacting with a spherical recess,
- планшайбу, размещенную между поршнем и корпусом,- faceplate located between the piston and the housing,
- гидравлические каналы для связи надпоршневой и подпоршневой полостей кольцевой расточки корпуса с гидроприводом,- hydraulic channels for communication of the over-piston and under-piston cavities of the annular bore of the housing with a hydraulic actuator,
СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮACCORDING TO THE INVENTION
- дополнительно снабжен фланцем, выполненным с центральным проходным отверстием и герметично соединенным с крышкой,- additionally equipped with a flange made with a Central passage hole and hermetically connected to the cover,
- радиальным стопором гильзы, установленным в крышке,- radial sleeve stopper mounted in the cover,
- опорой верхней с центральным проходным отверстием, герметично соединенной с верхней частью полости гильзы и содержащей сферическую выемку,- supporting the top with a Central passage hole, hermetically connected to the upper part of the cavity of the sleeve and containing a spherical recess,
- опорой нижней с центральным проходным отверстием, герметично установленной на торце поршня с возможностью вращения на опорах качения и скольжения и герметично взаимодействующей с нижней частью гильзы,- a lower support with a central bore, hermetically mounted on the piston end with the possibility of rotation on the rolling and sliding bearings and hermetically interacting with the lower part of the sleeve,
- при этом уплотнительный элемент расположен между верхней и нижней опорами и взаимодействует с ними.- while the sealing element is located between the upper and lower supports and interacts with them.
Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
- на фиг.1 изображен общий вид превентора в разрезе, уплотнительный элемент открыт;- figure 1 shows a General view of the preventer in section, the sealing element is open;
- на фиг.2 - общий вид превентора в разрезе, уплотнительный элемент закрыт на спущенной в скважину трубе;- figure 2 is a General view of the preventer in section, the sealing element is closed on a pipe lowered into the well;
- на фиг.3 - общий вид превентора в разрезе, верхние детали демонтированы с целью замены уплотнительного элемента.- figure 3 is a General view of the preventer in the context, the upper parts are dismantled in order to replace the sealing element.
Заявляемый превентор кольцевой сферический роторный содержит корпус 1 (фиг.1) с расположенными в нижней части центральным проходным отверстием 2 для пропуска труб 3 и кольцевой расточкой 4, в которой размещен поршень 5 и установленная между поршнем 5 и корпусом 1 планшайба 6. В стенке кольцевой расточки 4 выполнены гидравлические каналы 7 и 8, связывающие ее полости с гидроприводом (не показан) для подачи или сброса гидравлического давления.The inventive annular spherical rotary preventer comprises a housing 1 (Fig. 1) with a central passage bore 2 located in the lower part for
На корпусе 1 сверху закреплена шпильками 9 и гайками 10 крышка 11 с установленным в ней стопором 12 и размещенным в ее центральном резьбовом отверстии 13 фланцем 14 с центральным проходным отверстием 15. В корпусе 1 установлена гильза 16, размещенная с возможностью вращения в опорах качения 17 и 18. В гильзе 16 выполнена полость 19, в которой посредством резьбового соединения закреплена опора верхняя 20, под которой расположена опора нижняя 21. Опора верхняя 20 имеет центральное отверстие 22 и сферическую выемку 23, взаимодействующую с верхней частью уплотнительного элемента 24. Опора нижняя 21 установлена на торце 25 поршня 5 с возможностью вращения на опорах качения 26 и скольжения 27. Нижней частью уплотнительный элемент 24 взаимодействует с торцевой поверхностью 28 опоры нижней 21. Для определения положения уплотнительного элемента 24 и оценки его износа превентор снабжен указателем 29. Герметичность поршня 5 и планшайбы 6 относительно корпуса 1 достигается уплотняющими манжетами 30, а крышка 11, фланец 14, опора верхняя 20 и опора нижняя 21 герметизируются уплотняющими манжетами 31.On the casing 1, the cover 11 is fixed on top with pins 9 and nuts 10 with a
Заявляемый превентор кольцевой сферический роторный работает следующим образом.The inventive annular spherical rotary preventer operates as follows.
Превентор устанавливают и закрепляют на устье скважины (посадочный фланец нижестоящего оборудования не показан).The preventer is installed and fixed at the wellhead (the landing flange of the downstream equipment is not shown).
При проведении спускоподъемных операций (фиг.1) колонну труб 3 опускают через центральное отверстие 15 фланца 14, уплотнительный элемент 24 и центральное проходное отверстие 2 корпуса 1. Превентор при этом открыт, т.е. уплотнительный элемент 24 не сомкнут на трубе 3, т.к. не поджат поршнем 5.When carrying out tripping operations (Fig. 1), the
Для осуществления герметизации устья скважины подают гидравлическую жидкость в гидравлический канал 7 корпуса 1 превентора для создания давления под поршнем 5. Под действием давления жидкости поршень 5 (фиг.2) поднимается вверх и через опору 21 воздействует снизу на уплотнительный элемент 24, перемещая его вверх по сферической выемке 23 опоры верхней 20 превентора. Уплотнительный элемент 24, упруго деформируясь при взаимодействии со сферической выемкой 23, смыкается, охватывая спущенную трубу 3, и перекрывает центральное отверстие 22 опоры верхней 20, тем самым герметизируя устье скважины. Далее открывают нижестоящий плашечный превентор (не показан) и под уплотнительным элементом 24, опорой нижней 21 и поршнем 5 возникает давление скважинной среды, воздействующее на поршень 5 и опору нижнюю 21, что увеличивает запас герметизации и повышает надежность работы заявляемого превентора.To carry out the sealing of the wellhead, hydraulic fluid is fed into the
Для проведения бурильных работ начинают вращение спущенной колонны труб 3, которое от нее благодаря силам трения, возникающим в результате поджатия материала уплотнительного элемента 24 в зонах контактов к герметизируемой поверхности, передается опоре нижней 21 и опоре верхней 20, и, далее, гильзе 16, начинающей вращение в подшипниках качения 17 и 18. В результате взаимодействия герметизирующих поверхностей уплотняющих манжет 30 и 31 с соответствующими герметизируемыми поверхностями появляются силы трения, создающие момент сопротивления, препятствующий вращению. Момент сопротивления зависит от усилия прижатия герметизирующего материала, а усилие прижатия зависит от площади контакта в зоне герметизации. Площадь контакта уплотняющих манжет 30 больше, чем площадь контакта уплотняющих манжет 31, вследствие их большего диаметра и количества, поэтому момент сопротивления вращению поршня 5 будет больше, чем момент сопротивления вращению опоры нижней 21, вследствие чего поршень 5 будет неподвижен относительно корпуса 1, а опора нижняя 21 будет вращаться относительно поршня 5 совместно с уплотнительным элементом 24 и гильзой 16.To carry out drilling operations, the rotation of the deflated
При необходимости открытия превентора гидравлическая жидкость подается в гидравлический канал 8 (фиг.1), поршень 5 под действием давления опускается вниз, уплотнительный элемент 24 под действием упругих свойств материала возвращается в исходное положение и освобождает колонну труб 3 для проведения необходимых работ.If it is necessary to open the preventer, the hydraulic fluid is supplied to the hydraulic channel 8 (Fig. 1), the
Таким образом, при работе заявляемого превентора уплотняющие манжеты 30 поршня 5 не вращаются с трением по герметизируемой поверхности, следовательно, меньше изнашиваются, уменьшается вероятность выхода их из строя, как менее нагруженных, что увеличивает общий межремонтный период превентора, снижает эксплуатационные расходы и повышает безопасность эксплуатации.Thus, during the operation of the inventive preventer, the sealing collars 30 of the
Указатель положения 29 уплотнительного элемента 24 перемещается вместе с поршнем 5 и уплотнительным элементом 24, сигнализирует об увеличении хода поршня 5, возникающем при износе рабочей кромки уплотнительного элемента 24, и позволяет оценить степень его износа для определения необходимости замены.The
При необходимости замены уплотнительного элемента 24 перекрывают внутренний канал спущенной колонны труб 3 шаровым краном (не показан) и закрывают на ней плашечный превентор (не показан). Для замены уплотнительного элемента 24 (фиг.3) демонтируют фланец 14 и опору верхнюю 20. Для фиксации гильзы 16 от вращения при вывинчивании опоры верхней 20 вворачивают в паз 32 гильзы 16 стопор 12. Демонтируют уплотнительный элемент 24, устанавливают сменный уплотнительный элемент, превентор собирают в обратной последовательности.If necessary, replace the sealing
Ускоренная и не требующая разборки превентора замена уплотнительного элемента 24 на устье скважины снижает время простоя буровой установки и предохраняет узлы, и детали от дополнительного износа, повышая тем самым надежность.The accelerated and non-disassembling of the preventer replacement of the sealing
Таким образом, использование заявляемого превентора обеспечивает увеличение общего межремонтного периода, повышение надежности и безопасности работы, а также снижение эксплуатационных расходов.Thus, the use of the inventive preventer provides an increase in the total overhaul period, increasing the reliability and safety of work, as well as reducing operating costs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131333/03A RU2527054C1 (en) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | Spherical circular rotary preventer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013131333/03A RU2527054C1 (en) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | Spherical circular rotary preventer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2527054C1 true RU2527054C1 (en) | 2014-08-27 |
Family
ID=51456353
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013131333/03A RU2527054C1 (en) | 2013-07-08 | 2013-07-08 | Spherical circular rotary preventer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2527054C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181499U1 (en) * | 2017-10-27 | 2018-07-17 | Сергей Олегович Киреев | Rotary annular preventer with piston braking device |
RU191857U1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-08-26 | Сергей Олегович Киреев | High reliability ring preventer |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU794188A1 (en) * | 1976-09-13 | 1981-01-07 | Восточный Научно-Исследовательскийнефтегазовый Институт По Техникебезопасности И Промсанитарии | Device for sealing wellhead |
RU2208126C2 (en) * | 2001-01-29 | 2003-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский механический завод" | Rotating universal hydraulic blowout preventer |
RU2238391C2 (en) * | 2000-06-29 | 2004-10-20 | Научно-исследовательское и проектное предприятие "Траектория" | Device for sealing well mouth and system for oiling and cooling bearings (variants) |
RU2398954C1 (en) * | 2009-08-17 | 2010-09-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Spherical circular preventer |
RU2445444C1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Preventer |
-
2013
- 2013-07-08 RU RU2013131333/03A patent/RU2527054C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU794188A1 (en) * | 1976-09-13 | 1981-01-07 | Восточный Научно-Исследовательскийнефтегазовый Институт По Техникебезопасности И Промсанитарии | Device for sealing wellhead |
RU2238391C2 (en) * | 2000-06-29 | 2004-10-20 | Научно-исследовательское и проектное предприятие "Траектория" | Device for sealing well mouth and system for oiling and cooling bearings (variants) |
RU2208126C2 (en) * | 2001-01-29 | 2003-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский механический завод" | Rotating universal hydraulic blowout preventer |
RU2398954C1 (en) * | 2009-08-17 | 2010-09-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Spherical circular preventer |
RU2445444C1 (en) * | 2010-09-07 | 2012-03-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" | Preventer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US 000RE38249 E1, 16.09.2003 . * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU181499U1 (en) * | 2017-10-27 | 2018-07-17 | Сергей Олегович Киреев | Rotary annular preventer with piston braking device |
RU191857U1 (en) * | 2018-04-19 | 2019-08-26 | Сергей Олегович Киреев | High reliability ring preventer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU182236U1 (en) | SWELLING SEALER IN A PACKER WITH A SHLIPS MECHANISM | |
MX2013010863A (en) | Sealing assembly. | |
CN104499993B (en) | Dual-flap-valve type downhole safety valve | |
CN107313737A (en) | Double glue core annular preventers | |
US8113544B2 (en) | Rotating fluid union | |
US8844617B1 (en) | Annular blowout container (ABOC) | |
RU2527054C1 (en) | Spherical circular rotary preventer | |
RU50590U1 (en) | ANTI-EMISSION ORIENTAL OIL SEAL | |
CA3006571A1 (en) | Rotating control device having a partition seal assembly | |
CN207245650U (en) | High-pressure mechanical seal oil-well rig floating punch pipe assembly | |
RU2347060C1 (en) | Estuarine rotary sealer | |
CN210217683U (en) | Follow-up type rotary annular blowout preventer | |
RU191857U1 (en) | High reliability ring preventer | |
US8694298B2 (en) | Drill string valve actuator with inflatable seals | |
RU2398954C1 (en) | Spherical circular preventer | |
RU181499U1 (en) | Rotary annular preventer with piston braking device | |
CN111536253A (en) | Ball valve with long service life | |
EP2607612B1 (en) | Hydrodynamic journal bearing flow control bushing for a rotating control device | |
RU2713057C2 (en) | Sealing device used in inspection of bottom-hole chamber of machine for shield penetration, and machine for shield penetration, containing such device | |
RU76961U1 (en) | ROTATING CONVECTOR | |
RU2270325C1 (en) | Well head sealing device | |
CN205858255U (en) | A kind of ultradeep well high pressure integrated blowout preventer | |
US2207199A (en) | Blowout preventer | |
RU2398953C1 (en) | Packing element of wellhead | |
RU2274728C1 (en) | Well head sealing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190709 |