RU2616647C1 - Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation - Google Patents

Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation Download PDF

Info

Publication number
RU2616647C1
RU2616647C1 RU2015157260A RU2015157260A RU2616647C1 RU 2616647 C1 RU2616647 C1 RU 2616647C1 RU 2015157260 A RU2015157260 A RU 2015157260A RU 2015157260 A RU2015157260 A RU 2015157260A RU 2616647 C1 RU2616647 C1 RU 2616647C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insert
housing
sealing
clamp
sliders
Prior art date
Application number
RU2015157260A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Легостаев
Булат Юсупович Хайруллин
Олег Леонидович Витязев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "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 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "СибБурМаш"
Priority to RU2015157260A priority Critical patent/RU2616647C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2616647C1 publication Critical patent/RU2616647C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to equipment for wellhead sealing during drilling by turbine method. The device comprises a housing with an upper base and a lower flange. The through axial passage of the housing has an insert. The insert comrpises a sealing unit consisting of a clamp, a support, and a sealing cup between them, all are joined by studs and nuts. The insert consists of two halves with diametrical slot, which are pivotally joined to each other, and in the closed position are fixed with the latch. The clamp, the support and the cup have a central square hole. The insert fixing assembly in the housing is designed as movable slides with a screw drive arranged in upper radial holes in the base. The insert fixing assembly (to avoid rotation in the housing) is implemented in the form of two support shoulders arranged on the conical clamping surface and interacting with the sliders. The upper base of the housing is designed as a flange with holes for studs and with the circular groove for the sealing ring.
EFFECT: invention provides improved reliability, safety and ease of use, decreased complexity and time-consumption, as well as increased operational capabilities.
5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для герметизации устья скважины при бурении турбинным способом.The invention relates to equipment for sealing a wellhead during turbine drilling.

Известно устройство герметизации устья скважины (патент РФ №2272123, МПК Е21В 33/03, опубл. 20.03.2006), содержащее:A wellhead sealing device is known (RF patent No. 2272123, IPC ЕВВ 33/03, publ. March 20, 2006), containing:

- корпус с центральным сквозным каналом конической формы для пропуска труб, содержащий верхний и нижний фланцы,- a housing with a Central through-channel conical shape for the passage of pipes containing upper and lower flanges,

- вставной герметизатор, состоящий из двух половин с диаметральным разъемом и содержащий верхний и нижний диски, соединенные посредством винтового соединения с поджимной гайкой, между которыми расположен уплотнительный элемент, имеющий сквозное продольное отверстие,- plug-in sealant, consisting of two halves with a diametrical connector and containing the upper and lower disks connected by screw connection to the compression nut, between which there is a sealing element having a through longitudinal hole,

- узел фиксации вставного герметизатора в корпусе, выполненный в виде подвижных цилиндров с винтовым приводом, размещенных в радиальных отверстиях верхнего фланца корпуса.- the fixation unit of the plug-in sealant in the housing, made in the form of movable cylinders with a screw drive, located in the radial holes of the upper flange of the housing.

Недостатком известного устройства являются ограниченные эксплуатационные возможности, не позволяющие использовать его при проведении бурильных работ с применением турбобура. Это обусловлено тем, что турбинный способ бурения предполагает использование ведущей трубы квадратного сечения, удерживаемой ротором для восприятия через колонну бурильных труб реактивного момента от турбобура, а известное устройство, предназначенное лишь для герметизации труб цилиндрического сечения с кабелем, не обеспечивает ни удержания ведущей трубы от вращения, ни герметизации ее квадратного сечения на устье скважины.A disadvantage of the known device is the limited operational capabilities that do not allow it to be used when conducting drilling operations using a turbodrill. This is due to the fact that the turbine method of drilling involves the use of a square leading pipe held by the rotor to receive the reactive moment from the turbodrill through the drill pipe string, and the known device, which is intended only for sealing cylindrical pipes with a cable, does not provide for holding the leading pipe from rotation nor sealing its square section at the wellhead.

Известен герметизатор устья скважины и вставка для восприятия реактивного момента ведущей трубы и передачи его на основание устья скважины с одновременной герметизацией устья скважины (ПМ РФ №68053, МПК Е21В 33/03, опубл. 10.11.2007), содержащий:Known sealant wellhead and an insert for perceiving the reactive moment of the lead pipe and transmitting it to the base of the wellhead with simultaneous sealing of the wellhead (PM RF No. 68053, IPC EV 33/03, publ. 10.11.2007), containing:

- корпус герметизатора, с верхним основанием и нижним фланцем, в котором выполнен сквозной осевой канал для пропуска труб, при этом средний участок сквозного осевого канала имеет форму круглого усеченного конуса, расширяющегося вверх,- a sealant body, with an upper base and a lower flange, in which a through axial channel for passing pipes is made, the middle section of the through axial channel having the shape of a round truncated cone, expanding upwards,

- вставку, содержащую полый корпус, нижняя часть которого взаимодействует с коническим участком сквозного осевого канала корпуса герметизатора, а верхняя часть расположена над верхним основанием и снабжена прижимной гайкой, причем в цилиндрической расточке полости верхней части корпуса вставки выполнен уступ,- an insert containing a hollow body, the lower part of which interacts with the conical section of the through axial channel of the housing of the sealant, and the upper part is located above the upper base and is equipped with a clamping nut, and a step is made in the cylindrical bore of the cavity of the upper part of the insert body,

- при этом нижняя часть корпуса вставки снаружи имеет форму круглого усеченного конуса, расширяющегося вверх, и снабжена кольцевым эластичным уплотнением,- while the lower part of the insert body on the outside has the shape of a round truncated cone, expanding upwards, and is equipped with an elastic ring seal,

- а в полости верхней части корпуса вставки на уступе установлен герметизирующий блок, состоящий из двух половин с диаметральным разъемом и включающий соединенные посредством стяжек с гайками цилиндрические опору и прижим, взаимодействующий с прижимной гайкой,- and in the cavity of the upper part of the insert body on the ledge, a sealing block is installed, consisting of two halves with a diametrical connector and including a cylindrical support connected by means of couplers with nuts and a clamp interacting with the clamping nut,

- между опорой и прижимом расположена уплотнительная манжета, выполненная в форме цилиндра, при этом в прижиме, опоре и уплотнительной манжете выполнено осевое квадратное отверстие,- between the support and the clamp is located a sealing cuff made in the form of a cylinder, while in the clamp, support and sealing cuff an axial square hole is made,

- узел фиксации герметизирующего блока от проворота в корпусе вставки выполнен в виде выступов, расположенных на нижнем торце опоры и взаимодействующих с ответными пазами, выполненными в уступе в полости верхней части корпуса вставки,- the unit for fixing the sealing block from turning in the insert body is made in the form of protrusions located on the lower end of the support and interacting with mating grooves made in a ledge in the cavity in the upper part of the insert body,

- узел фиксации вставки в корпусе герметизатора выполнен в виде подвижных ползунов с ручными винтовыми приводами, размещенных в радиальных отверстиях верхнего основания и взаимодействующих с кольцевой канавкой, выполненной на наружной поверхности верхней части корпуса вставки.- insert fixation unit in the sealant housing is made in the form of movable sliders with manual screw drives located in radial holes of the upper base and interacting with an annular groove made on the outer surface of the upper part of the insert housing.

Недостатком известного устройства является трудоемкость и травмоопасность его установки и подготовки к эксплуатации, предполагающей выполнение следующих операций:A disadvantage of the known device is the complexity and the risk of its installation and preparation for operation, involving the following operations:

- перед началом бурильных работ и в процессе их проведения после каждого цикла бурения необходим демонтаж вставки из сквозного осевого канала корпуса герметизатора для установки слайдера с подвешенной на нем бурильной трубой, с которой должна свинчиваться ведущая труба, что обусловлено расположением корпуса вставки над верхним основанием;- before starting drilling operations and during their implementation after each drilling cycle, it is necessary to dismantle the insert from the through axial channel of the sealant body to install a slider with a drill pipe suspended on it, with which the lead pipe should be screwed, due to the location of the insert body above the upper base;

- разборку вставки перед началом работы для установки ее на ведущую трубу;- disassembling the insert before starting work to install it on the lead pipe;

- установку корпуса вставки нижней частью в конический участок сквозного осевого канала корпуса герметизатора;- installing the insert body with the lower part in the conical section of the through axial channel of the sealant body;

- предварительное навинчивание прижимной гайки на верхнюю часть корпуса вставки;- pre-screwing the clamping nut onto the top of the insert body;

- ввод подвешенной на крюкоблоке ведущей трубы вначале в проходное отверстие прижимной гайки, а затем корпуса вставки;- the input of the lead pipe suspended on the hook block at first into the passage hole of the clamping nut, and then the insert body;

- свинчивание прижимной гайки с верхней части корпуса вставки, подъем и удерживание прижимной гайки в поднятом положении;- screwing the clamping nut from the upper part of the insert body, lifting and holding the clamping nut in a raised position;

- сборку и установку вокруг ведущей трубы половин герметизирующего блока, включающих опору, уплотнительную манжету, прижим и соединяющие их стяжки с гайками;- assembly and installation around the lead pipe of the halves of the sealing block, including the support, the sealing collar, the clamp and the couplers connecting them to the nuts;

- установку половин герметизирующего блока в полость верхней части корпуса вставки с совмещением выступов опоры с ответными пазами уступа;- installation of the halves of the sealing block in the cavity of the upper part of the insert body with the alignment of the projections of the support with the reciprocal grooves of the ledge;

- окончательное свинчивание прижимной гайки с верхней частью корпуса вставки до взаимодействия с прижимом.- final make-up of the clamping nut with the upper part of the insert body before interacting with the clamp.

Операция ввода подвешенной на крюкоблоке ведущей трубы в проходное отверстие корпуса вставки с прижимной гайкой ввиду незначительной разницы диаметра ее отверстия с диаметром нижнего переводника ведущей трубы требует ручного удерживания и центрирования ведущей трубы для соблюдения соосности ее продольной оси с центром проходного отверстия корпуса вставки, что трудоемко и небезопасно для обслуживающего персонала при раскачивании ведущей трубы с вертлюгом и крюкоблоком от ветровой нагрузки, вследствие чего повышается травмоопасность эксплуатации известного герметизатора. Кроме того, выполнение комплекса перечисленных операций требует значительных затрат времени, а выполнение такой операции, как удерживание корпуса вставки и прижимной гайки на ведущей трубе с одновременной установкой половин герметизирующего блока в полость верхней части корпуса вставки с совмещением выступов опоры с ответными пазами уступа и последующее навинчивание прижимной гайки требует привлечения дополнительного персонала.The operation of introducing the lead pipe suspended on the hook block into the bore of the insert body with the clamping nut, due to the insignificant difference in the diameter of its hole with the diameter of the lower sub of the lead pipe, requires manual holding and centering of the lead pipe in order to maintain alignment of its longitudinal axis with the center of the bore of the insert body, which is laborious and unsafe for maintenance personnel when swinging the lead pipe with swivel and hook block from wind load, resulting in increased risk of injury s operation known dock. In addition, the implementation of the complex of these operations requires a significant investment of time, and the performance of such operations as holding the insert body and the clamping nut on the lead pipe while installing the halves of the sealing block in the cavity of the upper part of the insert body with the alignment of the projections of the support with the reciprocal grooves of the step and subsequent screwing clamping nut requires additional staff.

Другим недостатком известного герметизатора является неоперативность его перенастройки для проведения следующего цикла бурильных работ. Это обусловлено тем, что для проведения следующего цикла герметизации вставку необходимо переместить по ведущей трубе в исходное положение над нижним переводником, а выполнить это оперативно вручную невозможно, так как уплотнительная манжета на ведущей трубе зажата стяжками между опорой и прижимом. Поэтому для перемещения вставки известного устройства по ведущей трубе необходимо вначале ослабить стяжку уплотнительной манжеты герметизирующего блока до появления зазора между герметизируемыми поверхностями. Но поскольку квадратные поверхности ведущей трубы не могут быть гладкими, т.к. на них неизбежно присутствуют задиры и царапины с большой высотой вершин шероховатости от взаимодействия с плашками ключа или ротора, рабочие поверхности уплотнительной манжеты, даже при наличии зазора, неминуемо будут подвергаться износу от воздействия задиров и царапин ведущей трубы при перемещении вставки по ведущей трубе, что приведет к ускоренному износу уплотнительной манжеты, ее неработоспособности и необходимости замены. Для полного исключения износа рабочих поверхностей уплотнительной манжеты при перемещении по ведущей трубе вставку необходимо разобрать для извлечения герметизирующего блока, но это значительно увеличит время простоя процесса бурения, что, в свою очередь, может привести к аварии, т.к. неподвижную бурильную колонну, подвешенную на клиньях слайдера, может прихватить в скважине во время простоя с целью осуществления этих операций.Another disadvantage of the known sealant is the inoperability of its reconfiguration for the next cycle of drilling operations. This is due to the fact that for the next sealing cycle, the insert must be moved along the lead pipe to its original position above the lower sub, and this cannot be done quickly manually, since the sealing sleeve on the lead pipe is clamped between the support and the clamp. Therefore, to move the insert of the known device along the lead pipe, it is first necessary to loosen the screed of the sealing collar of the sealing block until a gap appears between the sealing surfaces. But since the square surfaces of the lead pipe cannot be smooth, because they will inevitably have scuffs and scratches with a high height of roughness peaks due to interaction with the dies of the key or rotor, the working surfaces of the sealing collar, even if there is a gap, will inevitably be subject to wear due to scoring and scratches of the lead pipe when moving the insert along the lead pipe, which will result accelerated wear of the sealing collar, its inoperability and the need for replacement. To completely eliminate wear on the working surfaces of the sealing collar when moving along the lead pipe, the insert must be disassembled to remove the sealing block, but this will significantly increase the downtime of the drilling process, which, in turn, can lead to an accident, as a stationary drill string suspended on slider wedges can be caught in the well during idle time in order to carry out these operations.

К недостаткам известного герметизатора также следует отнести низкую надежность выполнения эксплуатационных функций из-за того, что передача крутящего момента с корпуса вставки на корпус герметизатора осуществляется только за счет сил трения. Это обусловлено конструкцией герметизатора, в которой канавка для захода ползунов в корпусе вставки выполнена кольцевой, вследствие чего усилие фиксации корпуса вставки от вращения относительно корпуса герметизатора будет определяться лишь силой трения, возникающей при взаимодействии поверхностей ползунов и кольцевой канавки, чего может быть недостаточно для надежной фиксации от проворота корпуса вставки в корпусе герметизатора.The disadvantages of the known sealant also include the low reliability of the performance of operational functions due to the fact that the transmission of torque from the insert body to the sealant body is carried out only due to friction forces. This is due to the design of the sealant, in which the groove for the access of the sliders in the insert body is made annular, as a result of which the force of fixing the insert body against rotation relative to the case of the sealant will be determined only by the friction force arising from the interaction of the surfaces of the sliders and the annular groove, which may not be sufficient for reliable fixation from turning the insert body in the sealant body.

Кроме того, известный герметизатор обладает ограниченными эксплуатационными возможностями ввиду того, что на верхнее основание корпуса герметизатора невозможно установить дополнительное герметизирующее оборудование, поскольку верхнее основание выполнено сплошным, не имеет отверстий под шпильки и канавки под уплотнительное кольцо, а также вследствие того, что верхняя часть корпуса вставки расположена над поверхностью верхнего основания корпуса герметизатора и ее наружные габариты как по диаметру, так и по высоте могут не позволить установить какое-либо дополнительное герметизирующее оборудование, имеющее диаметр проходного отверстия меньше наружного диаметра верхней части корпуса вставки. Невозможность установки такого дополнительного герметизирующего оборудования при начавшемся нефтегазопроявлении ввиду негерметичности устья может привести к открытому фонтану, ликвидация которого потребует значительных затрат.In addition, the known sealant has limited operational capabilities due to the fact that it is impossible to install additional sealing equipment on the upper base of the sealant case, since the upper base is solid, has no holes for studs and grooves for the sealing ring, and also because the upper part of the housing the insert is located above the surface of the upper base of the sealant housing and its outer dimensions both in diameter and in height may not allow becoming any additional sealing equipment having the orifice diameter smaller than the outer diameter of the upper part of the insert body. The inability to install such additional sealing equipment at the beginning of oil and gas development due to leakage of the mouth can lead to an open fountain, the elimination of which will require significant costs.

Совокупность перечисленных обстоятельств снижает удобство, надежность и безопасность, повышает трудоемкость и временные затраты при эксплуатации, а также ограничивает эксплуатационные возможности известного герметизатора устья скважины.The combination of these circumstances reduces the convenience, reliability and safety, increases the complexity and time costs during operation, and also limits the operational capabilities of the well-known sealant wellhead.

Задачей изобретения является создание технического решения герметизатора ведущей трубы на устье скважины, лишенного перечисленных недостатков.The objective of the invention is to provide a technical solution for the sealing of the lead pipe at the wellhead, devoid of the above disadvantages.

Техническим результатом решения этой задачи является повышение надежности, безопасности и удобства эксплуатации, расширение эксплуатационных возможностей, а также снижение трудоемкости и временных затрат при использовании герметизатора устья скважины.The technical result of solving this problem is to increase the reliability, safety and ease of operation, expanding operational capabilities, as well as reducing the complexity and time costs when using a wellhead sealant.

Для обеспечения этого результата известный герметизатор ведущей трубы на устье скважины с восприятием реактивного момента от вращения турбобура, содержащий:To ensure this result, the known lead pipe sealant at the wellhead with the perception of the reactive moment from the rotation of the turbodrill, containing:

- корпус, с верхним основанием и нижним фланцем, в котором выполнен сквозной осевой канал для пропуска труб, нижний участок которого под верхним основанием имеет форму круглого усеченного конуса, расширяющегося вверх,- a housing with an upper base and a lower flange in which a through axial channel for passing pipes is made, the lower portion of which under the upper base has the shape of a round truncated cone, expanding upwards,

- установленную в сквозном осевом канале корпуса вставку в виде герметизирующего блока, состоящего из двух половин с диаметральным разъемом и содержащего прижим, опору и расположенную между ними уплотнительную манжету, соединенные посредством шпилек с гайками,- an insert installed in the through axial channel of the housing in the form of a sealing block consisting of two halves with a diametrical connector and containing a clamp, a support and a sealing collar located between them, connected by means of studs and nuts,

- причем в прижиме, опоре и уплотнительной манжете выполнено центральное квадратное отверстие, а наружная поверхность манжеты выполнена конусной и взаимодействует с конусной поверхностью сквозного осевого канала корпуса,- moreover, in the clamp, support and sealing cuff, a central square hole is made, and the outer surface of the cuff is conical and interacts with the conical surface of the through axial channel of the housing,

- узел фиксации вставки в корпусе, выполненный в виде подвижных ползунов с винтовым приводом, размещенных в радиальных отверстиях верхнего основания и взаимодействующих со вставкой без возможности ее осевого перемещения,- node fixing the insert in the housing, made in the form of movable sliders with a screw drive, located in the radial holes of the upper base and interacting with the insert without the possibility of its axial movement,

- узел фиксации вставки от проворота в корпусе.- node fixing the insert from rotation in the housing.

СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮACCORDING TO THE INVENTION

- верхнее основание корпуса выполнено в виде фланца с отверстиями под шпильки и с кольцевой канавкой под уплотнительное кольцо,- the upper base of the body is made in the form of a flange with holes for the studs and with an annular groove for the o-ring,

- диаметрально разъемные половины вставки шарнирно связаны между собой, а в сомкнутом состоянии соединены защелкой,- diametrically detachable halves of the insert are pivotally interconnected, and in the closed state are connected by a latch,

- верхняя часть вставки в виде прижима расположена ниже верхней поверхности основания и взаимодействует с ползунами конусной поверхностью, выполненной на верхнем торце прижима,- the upper part of the insert in the form of a clip is located below the upper surface of the base and interacts with the sliders with a conical surface made on the upper end of the clip,

- при этом взаимодействующий с прижимом торец ползунов имеет форму ответной конусной поверхности,- while interacting with the clamp the end face of the sliders has the shape of a mating conical surface,

- а узел фиксации вставки от проворота в корпусе выполнен в виде двух диаметрально противоположных опорных выступов, расположенных на конусной поверхности прижима и взаимодействующих с ползунами.- and the unit for fixing the insert from turning in the housing is made in the form of two diametrically opposite supporting protrusions located on the conical surface of the clip and interacting with the sliders.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

- на фиг. 1 изображен заявляемый герметизатор в рабочем положении;- in FIG. 1 shows the inventive sealant in operating position;

- на фиг. 2 - вид А на фиг. 1;- in FIG. 2 is a view A in FIG. one;

- на фиг. 3 - вид сверху на разомкнутую вставку, демонтированную с ведущей трубы;- in FIG. 3 is a plan view of an open insert disassembled from a lead pipe;

- на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1;- in FIG. 4 is a section BB in FIG. one;

- на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1.- in FIG. 5 is a cross-section BB in FIG. one.

Заявляемый герметизатор содержит корпус 1 (фиг. 1), в котором выполнен сквозной осевой канал 2, нижний участок 3 которого имеет форму круглого усеченного конуса, расширяющегося вверх, верхнее основание 4, нижний фланец 5 для присоединения к устью скважины, вставку 6, узел фиксации 7 вставки 6 в корпусе 1, выполненный в виде ползунов 8 с конусной поверхностью 9 и винтовых приводов 10 с рукоятками управления 11, размещенных в радиальных отверстиях 12 верхнего основания 4, и узел фиксации 13 вставки 6 от проворота в корпусе 1. Верхнее основание 4 (фиг. 2) для установки дополнительного герметизирующего оборудования выполнено в виде фланца с отверстиями 14 под шпильки (не показаны) и с кольцевой канавкой 15 под уплотнительное кольцо (не показано).The inventive sealant comprises a housing 1 (Fig. 1), in which a through axial channel 2 is made, the lower portion 3 of which has the shape of a round truncated cone expanding upward, the upper base 4, the lower flange 5 for attachment to the wellhead, insert 6, fixation unit 7 insert 6 in the housing 1, made in the form of sliders 8 with a tapered surface 9 and screw drives 10 with control handles 11 located in the radial holes 12 of the upper base 4, and the fixing unit 13 of the insert 6 from turning in the housing 1. The upper base 4 ( Fig. 2) for mustache The installation of additional sealing equipment is made in the form of a flange with holes 14 for studs (not shown) and with an annular groove 15 for a sealing ring (not shown).

Вставка 6 (фиг. 1) включает герметизирующий блок, состоящий из прижима 16 с конусной поверхностью 17, опоры 18 и расположенной между прижимом 16 и опорой 18 уплотнительной манжеты 19 с конусной поверхностью 20, и выполненный из двух половин с линиями разъемов 21, 22, 23. Линия разъема 22 манжеты 19 для повышения герметичности выполнена в виде выступов и ответных впадин. Прижим 16 расположен ниже верхней поверхности основания 4 и взаимодействует с ползунами 8.The insert 6 (Fig. 1) includes a sealing block, consisting of a clamp 16 with a conical surface 17, a support 18 and located between the clamp 16 and the support 18 of the sealing collar 19 with a conical surface 20, and made of two halves with lines of connectors 21, 22, 23. The line of the connector 22 of the cuff 19 to increase the tightness is made in the form of protrusions and mating depressions. The clamp 16 is located below the upper surface of the base 4 and interacts with the sliders 8.

Узел фиксации 13 вставки 6 от проворота в корпусе 1 выполнен в виде двух диаметрально противоположных опорных выступов 24, расположенных на конусной поверхности 17 прижима 16, взаимодействующих с ползунами 8.The fixing unit 13 of the insert 6 from turning in the housing 1 is made in the form of two diametrically opposite supporting projections 24 located on the conical surface 17 of the clamp 16, interacting with the sliders 8.

Соединение прижима 16, уплотнительной манжеты 19 и опоры 18 осуществляется шпильками 25 и гайками 26. При этом (фиг. 2) в прижиме 16, манжете 19 и опоре 18 выполнено центральное квадратное отверстие 27. Разъемные половины прижима 16, а следовательно, уплотнительной манжеты 19 и опоры 18, шарнирно соединены между собой посредством осей 28. Для фиксации разъемных половин вставки 6 в сомкнутом состоянии на ведущей трубе 29 прижим 16 снабжен защелкой 30 (фиг. 3).The connection of the clamp 16, the sealing collar 19 and the support 18 is carried out by the studs 25 and the nuts 26. In this case (Fig. 2), the central square hole 27 is made in the clamp 16, the cuff 19 and the support 18. The split halves of the clamp 16, and therefore the sealing collar 19 and supports 18 are pivotally interconnected by means of axes 28. To fix the detachable halves of the insert 6 in the closed state on the lead pipe 29, the clip 16 is provided with a latch 30 (Fig. 3).

Ползуны 8 в передней части, взаимодействующей с прижимом 16, имеют в сечении прямоугольную форму 31 (фиг. 4), а в задней части - цилиндрическую форму 32 (фиг. 5). Соответственно отверстия 33, фиксирующие ползуны 8 от проворота, имеют ответную прямоугольную форму 34 в передней части и цилиндрическую форму 35 в задней части.The sliders 8 in the front part interacting with the clamp 16 have a rectangular shape 31 in cross section (Fig. 4), and in the rear part they have a cylindrical shape 32 (Fig. 5). Accordingly, the holes 33 securing the sliders 8 from the rotation have a reciprocal rectangular shape 34 in the front and a cylindrical shape 35 in the rear.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.

Корпус 1 герметизатора (фиг. 1) монтируют и закрепляют на устьевом фланце (не показан), после чего в сквозной осевой канал 2 спускают ведущую трубу 29 с присоединенной к ней компоновкой бурильной колонны, включающей бурильные трубы, турбобур и породоразрушающий инструмент (не показаны).The housing 1 of the sealant (Fig. 1) is mounted and fixed on the wellhead flange (not shown), after which the lead pipe 29 is lowered into the through axial channel 2 with the drill string assembly attached to it, including drill pipes, a turbodrill and a rock cutting tool (not shown) .

При необходимости герметизации устья предварительно производят монтаж вставки 6 на ведущей трубе 29, для чего отжимают защелку 30, разъемные половины вставки 6 разводят (фиг. 3) и сводят вокруг ведущей трубы 29 до срабатывания защелки 30 для закрепления вставки 6 на ведущей трубе 29 (фиг. 2).If it is necessary to seal the mouth, the insert 6 is preliminarily mounted on the lead pipe 29, for which the latch 30 is squeezed out, the detachable halves of the insert 6 are parted (Fig. 3) and brought around the lead pipe 29 until the latch 30 works to fix the insert 6 on the lead pipe 29 (Fig. . 2).

По сравнению с прототипом эта операция у заявляемого герметизатора менее трудоемка, поскольку для установки необходимо только охватить ведущую трубу 29 разъемными половинами вставки 6 и зафиксировать защелку 30, более безопасна, поскольку монтаж вставки 6 на ведущей трубе 29 не требует ручного удерживания и центрирования ведущей трубы 29 для соблюдения соосности ее продольной оси с центром квадратного отверстия 27 вставки 6 и менее продолжительна, что снижает время простоя процесса бурения.Compared with the prototype, this operation of the inventive sealant is less time-consuming, since for installation it is only necessary to cover the lead pipe 29 with the detachable halves of insert 6 and fix the latch 30, it is safer since installing insert 6 on the lead pipe 29 does not require manual holding and centering of the lead pipe 29 to comply with the alignment of its longitudinal axis with the center of the square hole 27 of insert 6 or less, which reduces the downtime of the drilling process.

После этого смонтированную на ведущей трубе 29 вставку 6 (фиг. 1) путем спуска ведущей трубы 29 устанавливают в сквозной осевой канал 2 до контакта уплотнительной манжеты 19 с конусным участком 3 сквозного осевого канала 2 и закрепляют в корпусе 1 вращением рукояток 11. При установке вставки 6 визуально контролируют расположение опорных выступов 24 относительно ползунов 8, обеспечивая проворот опорных выступов 24 относительно направления перемещения ползунов 8 с целью гарантированного контакта конусных поверхностей 9 ползунов 8 с конусными поверхностями 17 прижима 16. При закреплении вставки 6 в корпусе 1 винтовые приводы 10 перемещают ползуны 8, которые, взаимодействуя конусными поверхностями 9 с конусными поверхностями 17 прижима 16, перемещают вставку 6 вниз, утапливая уплотнительную манжету 19 в конусном участке 3 сквозного осевого канала 2 с одновременным обжатием уплотнительной манжетой 19 наружной квадратной поверхности ведущей трубы 29, обеспечивая надежную герметизацию устья скважины. При этом фиксация ползунов 8 от проворота в отверстиях 33 (фиг. 4 и 5) обеспечивается прямоугольной формой 31 сечения ползунов 8 и аналогичной формой 34 сечения отверстий 33.After that, the insert 6 mounted on the lead pipe 29 (Fig. 1) is installed in the through axial channel 2 by lowering the lead pipe 29 until the sealing collar 19 contacts the conical section 3 of the through axial channel 2 and fixed in the housing 1 by rotation of the handles 11. When installing the insert 6 visually control the location of the support protrusions 24 relative to the sliders 8, ensuring the rotation of the support protrusions 24 relative to the direction of movement of the sliders 8 with the aim of guaranteed contact of the conical surfaces 9 of the sliders 8 with the conical the rests 17 of the clamp 16. When fixing the insert 6 in the housing 1, the screw drives 10 move the sliders 8, which, interacting with the conical surfaces 9 with the conical surfaces 17 of the clamp 16, move the insert 6 down, recessing the sealing collar 19 in the conical section 3 of the through axial channel 2 s simultaneously compressing the sealing sleeve 19 of the outer square surface of the lead pipe 29, providing reliable sealing of the wellhead. In this case, the fixation of the sliders 8 from the rotation in the holes 33 (Figs. 4 and 5) is ensured by the rectangular cross-sectional shape 31 of the sliders 8 and the similar cross-sectional shape 34 of the holes 33.

Комплекс операций необходимых для установки и подготовки к эксплуатации заявляемого герметизатора менее трудоемок и требует существенно меньших затрат времени по сравнению с прототипом, поскольку исключается выполнение нескольких операций и не требуется привлечения усилий дополнительного персонала, чем также обеспечивается удобство эксплуатации заявляемого герметизатора.The set of operations necessary for the installation and preparation for operation of the inventive sealant is less time-consuming and requires significantly less time in comparison with the prototype, since it eliminates the implementation of several operations and does not require the involvement of additional personnel, which also ensures the ease of operation of the inventive sealant.

После установки вставки 6 в корпус 1 начинают процесс бурения скважины с подачей под давлением бурового раствора. Ведущая труба 29 перемещается вдоль уплотнительной манжеты 19 вставки 6, реактивный момент от турбобура передается на прижим 16 вставки 6 и, далее, с опорных выступов 24 на ползуны 8 и корпус 1 герметизатора. Передача крутящего момента с опорных выступов 24 на ползуны 8 посредством упора повышает надежность фиксации вставки 6 от проворота.After inserting insert 6 into the housing 1, the process of drilling a well begins with the supply of drilling fluid under pressure. The lead pipe 29 moves along the sealing collar 19 of the insert 6, the reactive moment from the turbodrill is transmitted to the clamp 16 of the insert 6 and, further, from the support protrusions 24 to the sliders 8 and the housing 1 of the sealant. The transmission of torque from the support projections 24 to the sliders 8 by means of a stop increases the reliability of fixing the insert 6 from rotation.

При возникновении пропусков в процессе бурения, в случае износа рабочей поверхности уплотнительной манжеты 19, вращением гаек 26 на шпильках 25 обеспечивается более плотный обжим герметизирующего материала манжеты 19 вокруг поверхности ведущей трубы 29.If gaps occur during drilling, in case of wear of the working surface of the sealing collar 19, rotation of the nuts 26 on the studs 25 provides a more tight crimp of the sealing material of the collar 19 around the surface of the drive pipe 29.

После проведения цикла бурения с целью последующего наращивания бурильной колонны, проведения спускоподъемных операций и перемещения вставки 6 по ведущей трубе 29 в исходное положение над нижним переводником, что необходимо для проведения следующего цикла герметизации, сбрасывают давление, вращением рукояток 11 разводят ползуны 8, вставку 6 подъемом ведущей трубы 29 извлекают из осевого канала 2 и снимают с ведущей трубы 29 посредством открытия защелки 30 (фиг. 3).After conducting a drilling cycle with the aim of further building up the drill string, carrying out tripping operations and moving the insert 6 along the lead pipe 29 to its original position above the lower sub, which is necessary for the next sealing cycle, depressurize, rotate the cranks 11 to slide the sliders 8, insert 6 by lifting the lead pipe 29 is removed from the axial channel 2 and removed from the lead pipe 29 by opening the latch 30 (Fig. 3).

По сравнению с прототипом эта операция у заявляемого герметизатора менее трудоемка, поскольку для снятия вставки 6 с ведущей трубы 29 необходимо только расфиксировать защелку 30, развести и снять с ведущей трубы 29 разъемные половины вставки 6, при этом необходимость в разборке вставки 6 отсутствует. Кроме того, эта операция более безопасна по сравнению с прототипом, поскольку снятие вставки 6 с ведущей трубы 29 не требует ручного удерживания ведущей трубы 29, и менее продолжительна, что снижает время простоя процесса бурения и вероятность прихвата в скважине неподвижной бурильной трубы, подвешенной на клиньях слайдера, чем предотвращается возникновение аварийной ситуации.Compared with the prototype, this operation of the inventive sealant is less time-consuming, since to remove the insert 6 from the lead pipe 29, it is only necessary to unlock the latch 30, separate and remove the detachable halves of the insert 6 from the lead pipe 29, while there is no need to disassemble the insert 6. In addition, this operation is safer than the prototype, since removing the insert 6 from the lead pipe 29 does not require manual retention of the lead pipe 29, and is shorter, which reduces the downtime of the drilling process and the likelihood of a stationary drill pipe hanging on the wedges in the well slider, which prevents the occurrence of an emergency.

Благодаря демонтажу вставки 6 с ведущей трубы 29 исключается абразивное воздействие наружной квадратной поверхности ведущей трубы 29 на квадратное отверстие 27 уплотнительной манжеты 19 и ее абразивный износ.Thanks to the dismantling of the insert 6 from the lead pipe 29, the abrasive effect of the outer square surface of the lead pipe 29 on the square hole 27 of the sealing collar 19 and its abrasive wear are eliminated.

Благодаря тому, что верхнее основание 4 корпуса 1 выполнено в виде фланца с отверстиями 14 под шпильки и с кольцевой канавкой 15 под уплотнительное кольцо (фиг. 2), а прижим 16 расположен ниже верхней поверхности основания 4 (фиг. 1), обеспечивается при необходимости возможность установки дополнительного герметизирующего оборудования, что повышает безопасность применения заявляемого герметизатора и расширяет его эксплуатационные возможности.Due to the fact that the upper base 4 of the housing 1 is made in the form of a flange with holes 14 for the studs and with an annular groove 15 for the sealing ring (Fig. 2), and the clamp 16 is located below the upper surface of the base 4 (Fig. 1), it is provided if necessary the ability to install additional sealing equipment, which increases the safety of the inventive sealant and expands its operational capabilities.

Таким образом, использование заявляемого устройства обеспечивает удобство эксплуатации, повышение надежности, безопасности работы, снижение трудоемкости и временных затрат при использовании, а также расширение эксплуатационных возможностей по сравнению с аналогом и прототипом.Thus, the use of the inventive device provides ease of use, increasing reliability, safety, reducing the complexity and time costs when using, as well as expanding operational capabilities compared to the analogue and prototype.

Claims (12)

Герметизатор ведущей трубы на устье скважины с восприятием реактивного момента от вращения турбобура, содержащий:The lead pipe sealant at the wellhead with the perception of the reactive moment from the rotation of the turbodrill, containing: - корпус, с верхним основанием и нижним фланцем, в котором выполнен сквозной осевой канал для пропуска труб, нижний участок которого под верхним основанием имеет форму круглого усеченного конуса, расширяющегося вверх,- a housing with an upper base and a lower flange in which a through axial channel for passing pipes is made, the lower portion of which under the upper base has the shape of a round truncated cone, expanding upwards, - установленную в сквозном осевом канале корпуса вставку в виде герметизирующего блока, состоящего из двух половин с диаметральным разъемом и содержащего прижим, опору и расположенную между ними уплотнительную манжету, соединенные посредством шпилек с гайками,- an insert installed in the through axial channel of the housing in the form of a sealing block consisting of two halves with a diametrical connector and containing a clamp, a support and a sealing collar located between them, connected by means of studs and nuts, - причем в прижиме, опоре и уплотнительной манжете выполнено центральное квадратное отверстие, а наружная поверхность манжеты выполнена конусной и взаимодействует с конусной поверхностью сквозного осевого канала корпуса,- moreover, in the clamp, support and sealing cuff, a central square hole is made, and the outer surface of the cuff is conical and interacts with the conical surface of the through axial channel of the housing, - узел фиксации вставки в корпусе, выполненный в виде подвижных ползунов с винтовым приводом, размещенных в радиальных отверстиях верхнего основания и взаимодействующих со вставкой без возможности ее осевого перемещения,- node fixing the insert in the housing, made in the form of movable sliders with a screw drive, located in the radial holes of the upper base and interacting with the insert without the possibility of its axial movement, - узел фиксации вставки от проворота в корпусе,- node fixing the insert from rotation in the housing, отличающийся тем, чтоcharacterized in that - верхнее основание корпуса выполнено в виде фланца с отверстиями под шпильки и с кольцевой канавкой под уплотнительное кольцо,- the upper base of the body is made in the form of a flange with holes for the studs and with an annular groove for the o-ring, - диаметрально разъемные половины вставки шарнирно связаны между собой, а в сомкнутом состоянии соединены защелкой,- diametrically detachable halves of the insert are pivotally interconnected, and in the closed state are connected by a latch, - верхняя часть вставки в виде прижима расположена ниже верхней поверхности основания и взаимодействует с ползунами конусной поверхностью, выполненной на верхнем торце прижима,- the upper part of the insert in the form of a clip is located below the upper surface of the base and interacts with the sliders with a conical surface made on the upper end of the clip, - при этом взаимодействующий с прижимом торец ползунов имеет форму ответной конусной поверхности,- while interacting with the clamp the end face of the sliders has the shape of a mating conical surface, - а узел фиксации вставки от проворота в корпусе выполнен в виде двух диаметрально противоположных опорных выступов, расположенных на конусной поверхности прижима и взаимодействующих с ползунами.- and the unit for fixing the insert from turning in the housing is made in the form of two diametrically opposite supporting protrusions located on the conical surface of the clip and interacting with the sliders.
RU2015157260A 2015-12-30 2015-12-30 Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation RU2616647C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157260A RU2616647C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015157260A RU2616647C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2616647C1 true RU2616647C1 (en) 2017-04-18

Family

ID=58642464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015157260A RU2616647C1 (en) 2015-12-30 2015-12-30 Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2616647C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798241C1 (en) * 2022-12-27 2023-06-20 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Wellhead cable gland compression unit

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142552C1 (en) * 1998-03-16 1999-12-10 Абрамов Александр Федорович Device for wellhead sealing
RU2270325C1 (en) * 2004-08-30 2006-02-20 Сибирское научно-производственное предприятие бурового машиностроения (ЗАО НПП "СибБурМаш") Well head sealing device
RU2272124C1 (en) * 2004-10-21 2006-03-20 Сибирское научно-производственное предприятие бурового машиностроения (ЗАО НПП "СибБурМаш") Well head sealing device
RU55854U1 (en) * 2006-03-23 2006-08-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Сибтехноцентр" SQUARE HOLE SEALER AND INSERT FOR SQUARE PIPES SQUARE SECTION
RU68053U1 (en) * 2007-06-28 2007-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научный конструкторский центр "Сибнефтегазпроект" WELL MOUNT SEALER AND INSERT FOR THE PERFORMANCE OF THE REACTIVE MOMENT OF THE LEAD PIPE AND TRANSFER IT ON THE BASIS OF THE WELL'S HOLE WITH SIMULTANEOUS WELL SEALING
RU68581U1 (en) * 2007-06-28 2007-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научный конструкторский центр "Сибнефтегазпроект" HOUSING ROTARY SEALER
US7635034B2 (en) * 2007-08-27 2009-12-22 Theresa J. Williams, legal representative Spring load seal assembly and well drilling equipment comprising same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2142552C1 (en) * 1998-03-16 1999-12-10 Абрамов Александр Федорович Device for wellhead sealing
RU2270325C1 (en) * 2004-08-30 2006-02-20 Сибирское научно-производственное предприятие бурового машиностроения (ЗАО НПП "СибБурМаш") Well head sealing device
RU2272124C1 (en) * 2004-10-21 2006-03-20 Сибирское научно-производственное предприятие бурового машиностроения (ЗАО НПП "СибБурМаш") Well head sealing device
RU55854U1 (en) * 2006-03-23 2006-08-27 Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Сибтехноцентр" SQUARE HOLE SEALER AND INSERT FOR SQUARE PIPES SQUARE SECTION
RU68053U1 (en) * 2007-06-28 2007-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научный конструкторский центр "Сибнефтегазпроект" WELL MOUNT SEALER AND INSERT FOR THE PERFORMANCE OF THE REACTIVE MOMENT OF THE LEAD PIPE AND TRANSFER IT ON THE BASIS OF THE WELL'S HOLE WITH SIMULTANEOUS WELL SEALING
RU68581U1 (en) * 2007-06-28 2007-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научный конструкторский центр "Сибнефтегазпроект" HOUSING ROTARY SEALER
US7635034B2 (en) * 2007-08-27 2009-12-22 Theresa J. Williams, legal representative Spring load seal assembly and well drilling equipment comprising same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798241C1 (en) * 2022-12-27 2023-06-20 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Wellhead cable gland compression unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10544642B2 (en) Adjustable lock-out ram for production BOP applications
RU2560460C2 (en) Device and methods of control over tubular elements
RU121025U1 (en) DEVICE FOR PIPELINE SEALING WHEN REPAIRING A BALL VALVE UNDER PRESSURE
US10480694B2 (en) Clamp
CN107984427A (en) A kind of aero-engine is with disassembling bushing device and application method in blind hole
RU174332U1 (en) Wellhead rotary sealant
RU2616647C1 (en) Kelly sealant on wellhead with perception of reactive torque from turbodrill rotation
CN106703735B (en) Well head ball injector
CN110608919B (en) Oil extracting device for mutual inductor
CN207739969U (en) A kind of well head hydraulic quick connecting device
CN110469286A (en) A kind of combined pressure wellhead assembly for pressure break with pressure
CN111734350B (en) Separating valve capable of being opened and closed repeatedly
CN209083249U (en) A kind of split type oil pipe self-sealing blowout preventer
RU2483189C1 (en) Rotary ram-type well head stripper
CN204984336U (en) Integral type ram -type preventer
US2888079A (en) Plugging tool for a well pipe
CN108343778B (en) General valve operating rod
CN108104753B (en) Integrated high-efficiency sidetrack drilling tool
CN107842336B (en) Lifting type oil pipe channel blowout preventer
CN201396101Y (en) Hydraulic control device of thermal production casing head
AU2014333614B2 (en) Connector
CN213980745U (en) Operation blowout prevention thermal recovery wellhead four-way joint
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
RU2272124C1 (en) Well head sealing device
CN204299502U (en) Wellhead casing pipe pipe nipple unscrewing device