RU2695734C1 - Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string - Google Patents

Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string Download PDF

Info

Publication number
RU2695734C1
RU2695734C1 RU2018142208A RU2018142208A RU2695734C1 RU 2695734 C1 RU2695734 C1 RU 2695734C1 RU 2018142208 A RU2018142208 A RU 2018142208A RU 2018142208 A RU2018142208 A RU 2018142208A RU 2695734 C1 RU2695734 C1 RU 2695734C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pusher
conductor
sealing
seals
stage
Prior art date
Application number
RU2018142208A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Леонардович Амфилохиев
Владимир Анатольевич Калаев
Геннадий Львович Рыбаков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ")
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 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ")
Priority to RU2018142208A priority Critical patent/RU2695734C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2695734C1 publication Critical patent/RU2695734C1/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
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/04Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: borehole combined sealant relates to a sealing downhole device used for sealing of annular gaps between a conductor and a technical pipe string installed in it when working on a shelf. Enhanced sealer comprises housing 3, pusher 7, three-stage seal 11, 12, 15, 16, including first stage – membranes 11, 12 of metal of hard alloys, second stage – double-row chevron seals 15 of polymer materials, third stage – thrust-bearing sealing ring 16 from metal of soft alloys. Membranes 11, 12 are arranged on pusher 7 to interact with conductor 2 and process pipe 1. Seals 15 are fixed on pusher 7, provide its interaction with conductor 2 and pipe 1. Ring 16 is installed in lower groove 13 of pusher 7, fixed by axis 17 and has the possibility of performing three functions. Thrust function provides the thrust of the sealant when body 3 moves relative to pusher 7 with membranes 11, 12. Support function provides support of pusher 7 with seals 15. Sealing function ensures sealing of conductor 2 and pipe 1. Ring 16 on inner edge has chamfer 18 with non-self-braking angle 19 of not less than 23 degrees, and in end part of ring 16 there is groove 21 with conical wall 23 with self-braking angle 24 not more than 5 degrees, providing the possibility of sealing conductor 2 and pipe 1.EFFECT: technical solution makes it possible to improve sealing of conductor and technical pipe, to provide for enhanced operation of seals of combined sealant and to simplify process operations.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к уплотняющему скважинному устройству, используемому для герметизации кольцевых зазоров между кондуктором и установленной в нем технической колонной труб при работе на шельфе и содержащему уплотнения разной формы, вида и материала усиленного действия.The invention relates to a sealing downhole device used to seal annular gaps between the conductor and the technical pipe string installed in it when working on the shelf and containing seals of different shapes, types and materials of reinforced action.

Известно устройство герметизации межколонного пространства на устье скважины, содержащее цилиндрический корпус, центратор внутренней обсадной колонны в виде цилиндрической втулки со сквозными осевыми каналами, узел герметизации, RU №2560452 С1, Е21В 33/04, 20.08.2015.A device for sealing annular space at the wellhead containing a cylindrical body, a centralizer of the inner casing in the form of a cylindrical sleeve with through axial channels, sealing unit, RU No. 2560452 C1, EV 33/04, 08/20/2015.

Известно использование в устьевом оборудовании скважин упругих уплотнителей, содержащих резиновые манжеты различной формы и размеров, RU№2435931 C1, Е21В 33/04, 10.12.2011; RU №2162929 С2, Е21В 33/04, 10.02.2001.Known use in wellhead equipment for wells of elastic seals containing rubber cuffs of various shapes and sizes, RU№2435931 C1, ЕВВ 33/04, 12/10/2011; RU No. 2162929 C2, ЕВВ 33/04, 02/10/2001.

Известна подвеска насосно-компрессорных труб устьевой арматуры с уплотнением металл-металл, установленная в корпусе трубной головки, состоящая из корпуса, уплотнений, имеющая уплотнения затрубного пространства в виде опорного, стопорного колец и металлической манжеты с конической внутренней и цилиндрической наружной поверхностями, RU №2171358 С2, Е21В 33/04, 27.07.2001.Known suspension of tubing of wellhead valves with metal-to-metal seals installed in the housing of the pipe head, consisting of a housing, seals, having annulus seals in the form of support, retaining rings and metal cuffs with conical inner and cylindrical outer surfaces, RU No. 2171358 C2, E21B 33/04, 07/27/2001.

Известно устройство для герметизации межколонного пространства устья нефтегазодобывающей скважины между кондуктором и эксплуатационной колонной, RU №2249093 C1, Е21В 33/04, 27.03.2005.A device is known for sealing the annulus of the mouth of an oil and gas producing well between a conductor and a production string, RU No. 2290393 C1, EV 33/04, 03/27/2005.

В известных устройствах герметизации межколонного пространства скважин признаков тождественных заявляемому изобретению не обнаружено.In known devices for sealing annular space of wells, there are no signs identical to the claimed invention.

Известен комбинированный уплотнитель, содержащий корпус, толкатель (устройство передачи усилия), уплотнения металлические и полимерные, опорное кольцо, US 2013/0000920 A1 Е21В 33/035, Е21В 33/00, Е21В 33/128, 03.01.2013.Known combined sealant containing a housing, a pusher (force transmission device), metal and polymer seals, support ring, US 2013/0000920 A1 EV 33/035, EV 33/00, EV 33/128, 03/03/2013.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.This technical solution is made as the closest analogue of the present invention.

Уплотнитель ближайшего аналога содержит шевронные уплотнения из разного металла, которые устанавливаются силовым давлением сверху, расплющиваются, герметизируя трубы.The nearest analog sealant contains chevron seals made of different metal, which are installed by force pressure from above, are flattened, sealing the pipes.

Кроме того, уплотнитель ближайшего аналога, в случае необходимости его подъема, невозможно снять для замены.In addition, the seal of the closest analogue, if it is necessary to lift it, cannot be removed for replacement.

Кроме того, опорное кольцо ближайшего аналога выполняет только функцию опорную.In addition, the support ring of the closest analogue performs only the support function.

Иные конструктивные особенности для надежности герметизации при его эксплуатации в ближайшем аналоге не предусмотрены.Other design features for the reliability of sealing during its operation in the closest analogue are not provided.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить надежность герметизации кондуктора и технической трубы, обеспечить усиленный режим эксплуатации уплотнений комбинированного уплотнителя и упростить технологические операции.The present invention is based on the solution of the problem, which allows to increase the reliability of sealing of the conductor and technical pipe, to provide an enhanced mode of operation of the seals of the combined seal and to simplify technological operations.

Технический результат настоящего изобретения заключается в надежности герметизации кольцевых зазоров между кондуктором и технической трубой за счет выполнения уплотнителя с трехступенчатыми уплотнениями и конструктивных особенностей каждой ступени, в обеспечении уплотнениям усиленного действия за счет конструкции толкателя и упорно-опорного уплотняющего кольца и в упрощении монтажных операций при установке и подъеме уплотнителя за счет конструктивного выполнения упорно-опорного уплотняющего кольца.The technical result of the present invention lies in the reliability of sealing annular gaps between the conductor and the technical pipe by performing a seal with three-stage seals and the design features of each stage, in providing reinforced seals due to the design of the pusher and thrust bearing ring and in simplifying installation operations during installation and lifting the seal due to the structural design of the thrust support sealing ring.

Согласно изобретению скважинный комбинированный уплотнитель усиленного действия для кондуктора и технической колонны труб содержит корпус, толкатель (устройство передачи усилия), уплотнения металлические и полимерные, опорное кольцо.According to the invention, a reinforced combined borehole seal for a conductor and a technical pipe string comprises a housing, a pusher (force transmission device), metal and polymer seals, a support ring.

Уплотнения имеют три ступени.Seals have three steps.

Каждая ступень уплотнений отличается по форме, размерам и материалу.Each stage of the seal differs in shape, size and material.

Первая ступень содержит мембраны из металла твердых сплавов. Мембраны расположены на толкателе.The first stage contains membranes from metal of hard alloys. The membranes are located on the pusher.

Толкатель выполнен с коническими поверхностями для взаимодействия с корпусом.The pusher is made with conical surfaces for interaction with the housing.

На корпусе закреплено срезное кольцо. Корпус расположен в верхнем пазу толкателя.A shear ring is fixed to the body. The housing is located in the upper groove of the pusher.

Мембраны обеспечивают взаимодействие толкателя с кондуктором и технической трубой.Membranes provide the interaction of the pusher with the conductor and the technical pipe.

Мембраны герметизируют кондуктор и техническую трубу.Membranes seal the conductor and technical pipe.

Вторая ступень выполнена из двухрядных шевронных уплотнений из полимерных материалов.The second stage is made of double-row chevron seals made of polymer materials.

Двухрядные шевронные уплотнения закреплены на толкателе.Double row chevron seals mounted on the push rod.

Двухрядные шевронные уплотнения имеют возможность взаимодействия с кондуктором и технической трубой.Double-row chevron seals have the ability to interact with the conductor and technical pipe.

Третья ступень содержит упорно-опорное уплотняющее кольцо.The third stage contains a thrust supporting sealing ring.

Упорно-опорное уплотняющее кольцо выполнено из металла мягких сплавов.The thrust bearing sealing ring is made of soft alloy metal.

Упорно-опорное уплотняющее кольцо установлено в нижнем пазу толкателя и фиксировано осью.The thrust-bearing sealing ring is installed in the lower groove of the pusher and is fixed by the axis.

Ось закреплена на упорно-опорном уплотняющем кольце.The axis is mounted on a thrust bearing seal ring.

Третья ступень имеет возможность выполнения трех функций, а именно упорной, опорной и уплотняющей.The third stage has the ability to perform three functions, namely persistent, support and sealing.

Упорная функция обеспечивает упор уплотнителя при смещении корпуса относительно толкателя с мембранами.The thrust function provides a seal stop when the housing is displaced relative to the pusher with membranes.

Опорная функция обеспечивает опору толкателя с шевронными уплотнениями.The support function provides support for the pusher with chevron seals.

Уплотняющая функция обеспечивает герметизацию кондуктора и технической трубы.The sealing function provides sealing of the conductor and technical pipe.

Кроме того, упорно-опорное уплотняющее кольцо на внутренней кромке имеет фаску с не самотормозящим углом не меньше 23 градусов.In addition, the thrust bearing sealing ring on the inner edge has a chamfer with a non-self-braking angle of at least 23 degrees.

Наружная кромка упорно-опорного уплотняющего кольца выполнена цилиндрической формы.The outer edge of the thrust bearing sealing ring is cylindrical.

Кроме того, в торцевой части упорно-опорного уплотняющего кольца выполнена канавка.In addition, a groove is made in the end part of the thrust bearing sealing ring.

У канавки одна стенка - цилиндрическая.The groove has one wall - cylindrical.

Другая стенка канавки - коническая с самотормозящим углом не больше 5 градусов, обеспечивающим возможности герметизации кондуктора и технической трубы.The other wall of the groove is conical with a self-braking angle of not more than 5 degrees, providing the possibility of sealing the conductor and technical pipe.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичную настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified sources containing information on technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.Due to the implementation of the distinguishing features of the invention (in conjunction with the features indicated in the restrictive part of the formula), important new properties of the object are achieved.

Выполнение уплотнителя с тремя ступенями уплотнений: мембраны - первая ступень, шевронные уплотнения - вторая ступень, упорно-опорное уплотняющее кольцо - третья ступень, повышает надежность герметизации зазора между кондуктором и технической трубой.The performance of the sealant with three stages of seals: membranes - the first stage, chevron seals - the second stage, the thrust bearing seal ring - the third stage, increases the reliability of sealing the gap between the conductor and the technical pipe.

Конструктивное выполнение толкателя, расположение шевронных уплотнений на толкателе и наличие у упорно-опорного уплотняющего кольца трех функций обеспечивает усиленный режим эксплуатации уплотнений комбинированного уплотнителя.The design of the pusher, the location of the chevron seals on the pusher and the presence of the thrust bearing sealing ring with three functions provides an enhanced operating mode of the seals of the combined seal.

Выполнение упорно-опорного уплотняющего кольца с не самотормозящим и самотормозящим углами упрощает монтажные операции при установке и подъеме уплотнителя и повышает надежность эксплуатации.The implementation of the thrust-bearing sealing ring with non-self-braking and self-braking angles simplifies installation operations during installation and lifting of the seal and increases the reliability of operation.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of any publications that would contain information on the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. In this regard, according to the applicant, it can be concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг. 1 - Скважинный комбинированный уплотнитель усиленного действия, разрез;in FIG. 1 - Combined downhole reinforced sealant, cut;

на фиг. 2 - Узел А на фиг. 1;in FIG. 2 - Node A in FIG. one;

на фиг. 3 - Узел Б на фиг. 1;in FIG. 3 - Node B in FIG. one;

на фиг. 4 - Узел В на фиг. 1.in FIG. 4 - Node B in FIG. one.

на фиг. 5 - Упорно-опорное уплотняющее кольцо, разрез по оси симметрии.in FIG. 5 - Thrust-bearing sealing ring, a cut along the axis of symmetry.

Технические трубы - 1,Technical pipes - 1,

Кондуктор - 2,Conductor - 2,

Корпус - 3,Case - 3,

срезное кольцо (на корпусе 3) - 4.shear ring (on case 3) - 4.

Фиксатор (в корпусе 3 для взаимодействия с трубами 1) - 5.Lock (in case 3 for interaction with pipes 1) - 5.

Фиксатор (в корпусе 3 для взаимодействия с кондуктором 2) - 6.The latch (in the housing 3 for interaction with the conductor 2) - 6.

Толкатель - 7.Pusher - 7.

Верхний паз (в толкателе 7 для установки корпуса 3) - 8.The upper groove (in the pusher 7 for installing the housing 3) - 8.

Коническая поверхность (верхняя для взаимодействия толкателя 7 с корпусом 3) - 9,Conical surface (upper for the interaction of the pusher 7 with the housing 3) - 9,

коническая поверхность (нижняя для взаимодействия толкателя 7 с корпусом 3) - 10.conical surface (lower for the interaction of the pusher 7 with the housing 3) - 10.

Мембрана (для взаимодействия толкателя 7 с трубами 1) - 11,Membrane (for the interaction of the pusher 7 with the pipes 1) - 11,

мембрана (для взаимодействия толкателя 7 с кондуктором 2) - 12.membrane (for the interaction of the pusher 7 with the conductor 2) - 12.

Нижний паз (в толкателе 7) - 13.Lower groove (in pushrod 7) - 13.

Коническая поверхность (толкателя 7) - 14.Conical surface (pusher 7) - 14.

Шевронные уплотнения двухрядные (установлены на толкателе 7 для взаимодействия с упорно-опорным уплотняющим кольцом 16, трубами 1 и кондуктором 2) - 15.Chevron seals are double-row (installed on the pusher 7 for interaction with the support-bearing sealing ring 16, pipes 1 and conductor 2) - 15.

Упорно-опорное уплотняющее кольцо из металла мягких сплавов (установлено в пазу 13) - 16.Thrust-bearing sealing ring made of soft alloy metal (installed in groove 13) - 16.

Ось (закреплена на кольце 16 для фиксирования толкателя 7) - 17.The axis (mounted on the ring 16 for fixing the pusher 7) - 17.

Фаска (на внутренней кромке кольца 16) - 18,Chamfer (on the inner edge of the ring 16) - 18,

не самотормозящий угол не меньше 23 градусов (фаски 18) - 19.not self-braking angle not less than 23 degrees (chamfers 18) - 19.

Цилиндрическая поверхность (на наружной кромке кольца 16) - 20.The cylindrical surface (on the outer edge of the ring 16) is 20.

Канавка (в торцевой части кольца 16) - 21,Groove (in the end of the ring 16) - 21,

стенка цилиндрическая (канавки 21)- 22,cylindrical wall (grooves 21) - 22,

стенка коническая (канавки 21) - 23,conical wall (grooves 21) - 23,

самотормозящий угол не больше 5 градусов (конической стенки 23) - 24.self-braking angle not more than 5 degrees (conical wall 23) - 24.

Скважинный комбинированный уплотнитель усиленного действия для кондуктора и технической колонны труб содержит корпус 3, толкатель (устройство передачи усилия) 7, уплотнения металлические 11, 12, 16 и полимерные 15, опорное кольцо.The reinforced combined downhole seal for the conductor and the technical pipe string comprises a housing 3, a pusher (force transmission device) 7, metal seals 11, 12, 16 and polymer 15, a support ring.

Уплотнения 11 и 12, 15, 16 имеют три ступени.Seals 11 and 12, 15, 16 have three stages.

Каждая ступень уплотнений 11 и 12, 15, 16 отличается по форме, размерам и материалу.Each stage of the seals 11 and 12, 15, 16 differs in shape, size and material.

Первая ступень содержит мембраны 11, 12 из металла твердых сплавов. Мембраны 11, 12 расположены на толкателе 7.The first stage contains membranes 11, 12 of metal of hard alloys. Membranes 11, 12 are located on the pusher 7.

Толкатель 7 выполнен с коническими поверхностями 9, 10 для взаимодействия с корпусом 3.The pusher 7 is made with conical surfaces 9, 10 for interaction with the housing 3.

На корпусе 3 закреплено срезное кольцо 4.A shear ring 4 is fixed to the housing 3.

Корпус 3 расположен в верхнем пазу 8 толкателя 7.The housing 3 is located in the upper groove 8 of the pusher 7.

Мембраны 11,12 обеспечивают взаимодействие толкателя 7 с кондуктором 2 и технической трубой. 1.Membranes 11,12 provide the interaction of the pusher 7 with the conductor 2 and the technical pipe. one.

Мембраны 11,12 герметизируют кондуктор 2 и техническую трубу 1.Membranes 11,12 seal the conductor 2 and the technical pipe 1.

Вторая ступень выполнена из двухрядных шевронных уплотнений 15 из полимерных материалов.The second stage is made of double-row chevron seals 15 made of polymer materials.

Двухрядные шевронные уплотнения 15 закреплены на толкателе 7.Double-row chevron seals 15 are mounted on the pusher 7.

Двухрядные шевронные уплотнения 15 имеют возможность взаимодействия с кондуктором 2 и технической трубой 1.Double-row chevron seals 15 are able to interact with the conductor 2 and the technical pipe 1.

Третья ступень содержит упорно-опорное уплотняющее кольцо 16.The third stage contains a thrust supporting sealing ring 16.

Упорно-опорное уплотняющее кольцо 16 выполнено из металла мягких сплавов.The thrust bearing sealing ring 16 is made of soft alloy metal.

Упорно-опорное уплотняющее кольцо 16 установлено в нижнем пазу 13 толкателя 7 и фиксировано осью 17.The thrust supporting sealing ring 16 is installed in the lower groove 13 of the pusher 7 and fixed by the axis 17.

Ось 17 закреплена на упорно-опорном уплотняющем кольце 16.The axis 17 is mounted on a support supporting sealing ring 16.

Третья ступень имеет возможность выполнения трех функций, а именно упорной, опорной и уплотняющей.The third stage has the ability to perform three functions, namely persistent, support and sealing.

Упорная функция обеспечивает упор уплотнителя при смещении корпуса 3 относительно толкателя 7 с мембранами 11, 12.The thrust function provides an emphasis on the seal when the housing 3 is displaced relative to the pusher 7 with the membranes 11, 12.

Опорная функция обеспечивает опору толкателя 7 с шевронными уплотнениями 15.The support function provides support for the pusher 7 with chevron seals 15.

Уплотняющая функция обеспечивает герметизацию кондуктора 2 и технической трубы 1.The sealing function provides sealing of the conductor 2 and technical pipe 1.

При этом упорно-опорное уплотняющее кольцо 16 на внутренней кромке имеет фаску 18 с не самотормозящим углом 19 не меньше 23 градусов.In this case, the thrust bearing sealing ring 16 on the inner edge has a chamfer 18 with a non-self-braking angle 19 of at least 23 degrees.

Наружная кромка упорно-опорного уплотняющего кольца 16 выполнена цилиндрической формы 20.The outer edge of the thrust bearing sealing ring 16 is made of a cylindrical shape 20.

В торцевой части упорно-опорного уплотняющего кольца 16 выполнена канавка 21.A groove 21 is made in the end part of the support-bearing sealing ring 16.

У канавки 21 одна стенка - цилиндрическая 22.Groove 21 has one wall - cylindrical 22.

Другая стенка канавки 21 - коническая 23 с самотормозящим углом 24 не больше 5 градусов, обеспечивающим возможности герметизации кондуктора 2 и технической трубы 1.The other wall of the groove 21 is conical 23 with a self-braking angle 24 of not more than 5 degrees, which provides the ability to seal the conductor 2 and the technical pipe 1.

Установку скважинного комбинированного уплотнителя осуществляют следующим образом. Уплотнитель спускают в скважину на инструменте, удерживая его за корпус 3.Installation borehole combined seal is as follows. The sealant is lowered into the well on the tool, holding it by the housing 3.

На фиг.1 показан уплотнитель, когда его упорно-опорное уплотняющее кольцо 16 касается кондуктора 2.Figure 1 shows the seal when its thrust bearing sealing ring 16 touches the conductor 2.

При последующем спуске инструмента в скважину корпус 3 через срезное кольцо 4 на толкателе 7 прижимает его к упорно-опорному уплотняющему кольцу 16 конической поверхностью 14, при этом деформирует и прижимает упорно-опорное уплотняющее кольцо 16 к технической трубе 1, увеличивая давление на кондуктор 2.When the tool is subsequently lowered into the well, the housing 3, through a shear ring 4 on the pusher 7, presses it against the support-bearing sealing ring 16 with a conical surface 14, while deforming and pressing the support-support sealing ring 16 against the technical pipe 1, increasing the pressure on the conductor 2.

Когда усилие нажима превысит усилие среза срезного кольца 4, корпус 3 начнет перемещаться вниз относительно толкателя 7 и взаимодействовать с конической поверхностью 10, создавая осевую нагрузку вниз и перпендикулярную нагрузку на кондукторе 2, прижимая мембрану 12 к кондуктору 2.When the pressing force exceeds the shear force of the shear ring 4, the housing 3 will begin to move downward relative to the pusher 7 and interact with the conical surface 10, creating an axial load downward and a perpendicular load on the conductor 2, pressing the membrane 12 against the conductor 2.

Дальнейшее движение корпуса 3 вниз позволяет начать взаимодействие с конической поверхностью 10 на толкателе 7, передавая усилие нажима перпендикулярно технической трубе 1 на мембрану 11.Further movement of the housing 3 down allows you to start interacting with the conical surface 10 on the pusher 7, transmitting the pressure force perpendicular to the technical pipe 1 to the membrane 11.

Окончанием перемещения корпуса 3 вниз станет выпадение фиксаторов 5 и 6 в канавки на технической трубе 1 и кондукторе 2.The end of the movement of the housing 3 down will be the loss of the latches 5 and 6 into the grooves on the technical pipe 1 and the conductor 2.

Уплотнитель установлен.The seal is installed.

Движением вверх инструмент отсоединяется от уплотнителя и поднимается на устье.Moving up the tool is disconnected from the seal and rises to the mouth.

В процессе работы, когда давление флюида сверху сумеет преодолеть уплотнительный пояс из мембран 11 и 12, заработают шевронные уплотнения 15, которые не только уплотнят зазоры между технической трубой 1 и кондуктором 2, но и, перемещаясь вниз на упорно-опорное уплотняющее кольцо 16, будут сильнее прижимать его к стенкам технической трубы 1 и кондуктора 2.In the process, when the fluid pressure from above is able to overcome the sealing belt from the membranes 11 and 12, chevron seals 15 will work, which will not only seal the gaps between the technical pipe 1 and the conductor 2, but also, moving down to the support-bearing sealing ring 16, will press it harder against the walls of the technical pipe 1 and conductor 2.

Заявляемый скважинный комбинированный уплотнитель, включающий три ступени уплотнений: мембраны из металла твердых сплавов, шевронные уплотнения из полимерных материалов и упорно-опорное уплотняющее кольцо из металла мягких сплавов с конструктивной проработкой его геометрических форм, является надежным герметизирующим устройством усиленного действия.The inventive borehole combined seal including three stages of seals: membranes made of hard alloy metal, chevron seals made of polymeric materials and an abutment-support sealing ring made of soft alloy metal with a constructive study of its geometric shapes, is a reliable sealing device of enhanced action.

Предложенный «Скважинный комбинированный уплотнитель усиленного действия для кондуктора и технической колонны труб» может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждают проектно-конструкторские и технологические проработки основных прочностных характеристик в конструктивных узлах, а испытания опытных образцов, изучение и обоснование эксплуатационных режимов предложенного технического решения обусловливает, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».The proposed "Combined reinforced downhole compactor for the conductor and technical pipe string" can be manufactured industrially, which is confirmed by the design and technological studies of the main strength characteristics in the structural units, and testing of prototypes, studying and substantiating the operating conditions of the proposed technical solution determines according to the applicant, compliance with his criterion of "industrial applicability".

Предложенное техническое решение позволяет повысить надежность герметизации кондуктора и технических труб, обеспечить усиленный режим эксплуатации уплотнений комбинированного уплотнителя, упростить технологические операции.The proposed technical solution allows to increase the reliability of the sealing of the conductor and technical pipes, to provide an enhanced mode of operation of the seals of the combined seal, to simplify technological operations.

Claims (1)

Скважинный комбинированный уплотнитель усиленного действия для кондуктора и технической колонны труб, содержащий корпус, толкатель (устройство передачи усилия), уплотнения металлические и полимерные, опорное кольцо, отличающийся тем, что уплотнения имеют три ступени, каждая ступень которых отличается по форме, размерам и материалу, так первая ступень содержит мембраны из металла твердых сплавов, которые расположены на толкателе, выполненном с коническими поверхностями для взаимодействия с корпусом, с закрепленным на нем срезным кольцом, расположенным в верхнем пазу толкателя, и обеспечивают взаимодействие толкателя с кондуктором и технической трубой, герметизируя их, вторая ступень выполнена из двухрядных шевронных уплотнений из полимерных материалов, которые закреплены на толкателе и имеют возможность взаимодействия с кондуктором и технической трубой, а третья ступень содержит упорно-опорное уплотняющее кольцо, выполненное из металла мягких сплавов, которое установлено в нижнем пазу толкателя и фиксировано осью, закрепленной на упорно-опорном уплотняющем кольце, причем третья ступень имеет возможность выполнения трех функций, а именно упорной, опорной и уплотняющей, при этом упорная функция обеспечивает упор уплотнителя при смещении корпуса относительно толкателя с мембранами, опорная функция обеспечивает опору толкателя с шевронными уплотнениями, уплотняющая функция обеспечивает герметизацию кондуктора и технической трубы, кроме того, упорно-опорное уплотняющее кольцо на внутренней кромке имеет фаску с несамотормозящим углом не меньше 23 градусов, а наружная кромка его выполнена цилиндрической формы, кроме того, в торцевой части упорно-опорного уплотняющего кольца выполнена канавка, у которой одна стенка - цилиндрическая, а другая - коническая с самотормозящим углом не больше 5 градусов, обеспечивающим возможности герметизации кондуктора и технической трубы.Reinforced combined downhole seal for a conductor and technical pipe string, comprising a housing, a pusher (force transmission device), metal and polymer seals, a support ring, characterized in that the seals have three stages, each stage of which differs in shape, size and material, So the first stage contains membranes made of metal of hard alloys, which are located on the pusher, made with conical surfaces for interaction with the body, with a shear ring mounted on it m, located in the upper groove of the pusher, and ensure the interaction of the pusher with the conductor and the technical pipe, sealing them, the second stage is made of double-row chevron seals made of polymer materials that are mounted on the pusher and can interact with the conductor and the technical pipe, and the third stage contains thrust-bearing sealing ring made of soft alloy metal, which is installed in the lower groove of the pusher and is fixed by an axis fixed to the thrust-bearing sealing ring moreover, the third stage has the ability to perform three functions, namely, persistent, supporting and sealing, while the persistent function provides seal stop when the housing is displaced relative to the pusher with membranes, the support function provides support for the pusher with chevron seals, the sealing function ensures sealing of the conductor and technical pipe in addition, the thrust-bearing sealing ring on the inner edge has a chamfer with a non-self-braking angle of at least 23 degrees, and its outer edge is cylindrical In addition, there is a groove in the end part of the thrust support ring, in which one wall is cylindrical and the other conical with a self-braking angle of not more than 5 degrees, which makes it possible to seal the conductor and the technical pipe.
RU2018142208A 2018-11-29 2018-11-29 Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string RU2695734C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142208A RU2695734C1 (en) 2018-11-29 2018-11-29 Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018142208A RU2695734C1 (en) 2018-11-29 2018-11-29 Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2695734C1 true RU2695734C1 (en) 2019-07-25

Family

ID=67512176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018142208A RU2695734C1 (en) 2018-11-29 2018-11-29 Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2695734C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712865C1 (en) * 2019-08-13 2020-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" Non-metallic sealing element
RU2719798C1 (en) * 2019-10-07 2020-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" Annular seal with metal-to-metal seal
RU219138U1 (en) * 2023-02-21 2023-06-30 Дмитрий Александрович Березкин Adaptive friction suspension
CN117536574A (en) * 2023-11-28 2024-02-09 江苏宏泰石化机械有限公司 Ultra-deep well ultra-high pressure corrosion-resistant multistage casing head

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2162929C2 (en) * 1999-03-29 2001-02-10 Воронежский механический завод Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells
RU2249093C1 (en) * 2003-09-11 2005-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Method for pressurization of inter-column space of oil and gas extractive well mouth between conductor and operation column and device for realization of said method
RU2435931C1 (en) * 2010-03-24 2011-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" Procedure for sealing head with split string
US20130000920A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Vetco Gray Inc. Hybrid Seal
US20160090811A1 (en) * 2014-09-26 2016-03-31 Vetco Gray Inc. Wellbore Sealing With Hybrid Wicker System

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2162929C2 (en) * 1999-03-29 2001-02-10 Воронежский механический завод Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells
RU2249093C1 (en) * 2003-09-11 2005-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Method for pressurization of inter-column space of oil and gas extractive well mouth between conductor and operation column and device for realization of said method
RU2435931C1 (en) * 2010-03-24 2011-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" Procedure for sealing head with split string
US20130000920A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Vetco Gray Inc. Hybrid Seal
US20160090811A1 (en) * 2014-09-26 2016-03-31 Vetco Gray Inc. Wellbore Sealing With Hybrid Wicker System

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712865C1 (en) * 2019-08-13 2020-01-31 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" Non-metallic sealing element
RU2719798C1 (en) * 2019-10-07 2020-04-23 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" Annular seal with metal-to-metal seal
RU219138U1 (en) * 2023-02-21 2023-06-30 Дмитрий Александрович Березкин Adaptive friction suspension
CN117536574A (en) * 2023-11-28 2024-02-09 江苏宏泰石化机械有限公司 Ultra-deep well ultra-high pressure corrosion-resistant multistage casing head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2695734C1 (en) Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string
EP2245267B1 (en) Expansion cone for expandable liner hanger
US6705615B2 (en) Sealing system and method
US20130306331A1 (en) Packing element backup system
RU2691416C1 (en) Combined casing sealant for underwater wells
RU2709585C1 (en) Combined seal for column head in well on shelf
CN103225486A (en) Dual metal seal system
CN110145289A (en) It is a kind of without differential full-bore fracturing sliding bush
NO20110926A1 (en) Wake type surface seal and wellhead system including the same
CN104884732B (en) Energizing ring depression screws out lock
CN116927675B (en) Blowout prevention connector with pressure release mechanism for oil pump
CN102536133B (en) Hydraulic casing pipe centering device
CN111894512A (en) Liner hanger assembly and top mechanical expansion type packer thereof
CN116446819A (en) Well packer and method for forming underground water circulation flow field based on same
RU2707619C1 (en) Metal-to-metal-type seal in column head for underwater wells
CN111502587B (en) Remotely opened stratum isolation tool for deep well
RU2351743C1 (en) Pipe string holder
GB2157346A (en) Breech block hanger support
CN212803149U (en) Mechanical packer for water injection well
US20180030803A1 (en) Annular Blowout Preventer Apparatus
RU142771U1 (en) PACKER
RU64681U1 (en) PACKER
CN210714577U (en) Metal packing structure
AU2017209218A1 (en) Tool for opening sliding sleeve
CN113323606A (en) Connecting device suitable for underwater wellhead and surface guide pipe piling construction and assembling method