RU2731436C1 - Annular seal test bench - Google Patents

Annular seal test bench Download PDF

Info

Publication number
RU2731436C1
RU2731436C1 RU2019132538A RU2019132538A RU2731436C1 RU 2731436 C1 RU2731436 C1 RU 2731436C1 RU 2019132538 A RU2019132538 A RU 2019132538A RU 2019132538 A RU2019132538 A RU 2019132538A RU 2731436 C1 RU2731436 C1 RU 2731436C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
annular seal
casing
test
simulator
seal
Prior art date
Application number
RU2019132538A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Олегович Щербин
Александр Игоревич Поляков
Николай Григорьевич Еремеев
Дарья Владимировна Цырулева
Виктор Юрьевич Шарохин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335"
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 "Газпром 335" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335"
Priority to RU2019132538A priority Critical patent/RU2731436C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731436C1 publication Critical patent/RU2731436C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum

Landscapes

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

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.
SUBSTANCE: proposed invention relates to oil and gas industry, in particular, to annular seal test bench. Disclosed annular seal test bench for annular sealing leak testing and installation of annular seal comprises: a cylindrical housing, in the lower part of which a casing suspension simulator is installed; a test cover configured to hermetically close the body during tests and with the possibility of together with the inner surface of the body and the outer surface of the simulator of the casing string suspension of the formation of a test chamber configured to receive a test seal; a mounting cover having a central opening and configured to hermetically close the housing when installing the seal; rod made in the form of a cylinder with variable diameter; system for supply of working and test medium and control of leaks of working and test medium through annular seal.
EFFECT: technical result is reliable check of operating capacity of annular seal at two-stage sealing.
5 cl, 2 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазовой отрасли. В частности, к стенду испытания затрубного уплотнения, входящему в комплект испытательной оснастки системы подводных колонных головок и может применяться на стадии приемочных и приемосдаточных испытаний.The proposed invention relates to the oil and gas industry. In particular, to the test bench of the annular seal, which is included in the set of test equipment for the system of subsea casing heads and can be used at the stage of acceptance and acceptance tests.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Из уровня техники известны конструкции, позволяющие проверить герметичность затрубного уплотнения при действии давления в трубном и затрубном пространствах. Затрубное уплотнение может быть использовано для герметизации затрубного пространства в подводной системе добычи в условиях высокого осевого давления. Как правило, затрубное уплотнение представляет собой комбинацию из нескольких кольцевых компонентов.From the prior art, constructions are known that make it possible to check the tightness of the annular seal under the action of pressure in the pipe and annular spaces. An annular seal can be used to seal the annulus in a subsea production system under high axial pressure conditions. Typically, an annular seal is a combination of several O-ring components.

Из уровня техники известна полезная модель RU 119828, опубл. 27.08.2012, МПК F15B 19/00, G01M 13/00, раскрывающая стенд для испытания газодинамических уплотнений роторов нагнетателей природного газа, содержащий испытательную камеру, в которой предполагается установить уплотнения, систему подачи испытуемой среды и контроля утечек испытуемой среды через уплотнения. Недостатками известного технического решения является возможность искажения результатов испытаний, поскольку не обеспечена проверка правильности установки уплотнений в испытательную камеру.The prior art known useful model RU 119828, publ. 08/27/2012, IPC F15B 19/00, G01M 13/00, showing a stand for testing gas-dynamic seals of rotors of natural gas blowers, containing a test chamber in which seals are supposed to be installed, a system for supplying the tested medium and monitoring leaks of the tested medium through the seals. The disadvantages of the known technical solution is the possibility of distorting the test results, since it is not ensured that the seals are correctly installed in the test chamber.

Кроме того, из уровня техники также известен источник RU2604778, опубл. 10.12.2015, МПК F04B 51/00, G01M 3/04, F04D 29/19, раскрывающий стенд для испытаний торцевых уплотнений валов циркуляционных насосов. Известный стенд включает корпус, содержащий втулку-имитатор вала насоса для передачи усилия на уплотнение. Недостатком является также искажения результатов испытаний, поскольку не обеспечена проверка правильности установки уплотнений.In addition, the prior art is also known source RU2604778, publ. 10.12.2015, IPC F04B 51/00, G01M 3/04, F04D 29/19, opening stand for testing the mechanical seals of circulating pump shafts. The known stand includes a housing containing a pump shaft simulator sleeve for transmitting force to the seal. The disadvantage is also distortion of the test results, since it is not ensured that the seals are installed correctly.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Предложен стенд испытания затрубного уплотнения для проверки герметичности затрубного уплотнения и установки затрубного уплотнения, выполненного с возможностью установки в пространство между колонной кондуктора и подвеской обсадной колонны, содержащий: по существу цилиндрический корпус, в нижней части которого установлен имитатор подвески обсадной колонны, имеющей цилиндрическую внутреннюю поверхность; испытательную крышку, выполненную с возможностью герметичного закрытия корпуса в ходе испытаний и с возможностью совместно с внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью имитатора подвески обсадной колонны образования испытательной камеры, выполненной с возможностью установки в нее испытуемого затрубного уплотнения; установочную крышку, имеющую центральное отверстие и выполненную с возможностью герметичного закрытия корпуса при установке уплотнения; шток, выполненный в виде цилиндра с переменным диаметром, причем первый диаметр соответствует диаметру внутренней поверхности имитатора подвески обсадной колонны, второй диаметр соответствует диаметру внутренней поверхности корпуса, а третий диаметр соответствует диаметру отверстия в установочной крышке; систему подачи рабочей среды и контроля утечек рабочей и испытуемой среды через затрубное уплотнение.The proposed test bench for annular seal for testing the tightness of the annular seal and installing an annular seal made with the possibility of installation in the space between the casing string and the casing suspension, comprising: an essentially cylindrical body, in the lower part of which is installed a simulator of the casing suspension having a cylindrical inner surface ; a test cover made with the possibility of hermetically closing the casing during testing and with the possibility, together with the inner surface of the casing and the outer surface of the casing suspension simulator, to form a test chamber, made with the possibility of installing a test annular seal therein; a mounting cover having a central opening and configured to seal the housing when the seal is installed; a rod made in the form of a cylinder with a variable diameter, the first diameter corresponding to the diameter of the inner surface of the casing hanger simulator, the second diameter corresponding to the diameter of the inner surface of the body, and the third diameter corresponding to the diameter of the hole in the mounting cover; a system for supplying the working medium and monitoring the leaks of the working and test medium through the annular seal.

Предлагаемый стенд может содержать вспомогательную крышку, выполненную с возможностью образования вместе с установочной крышкой и штоком первой герметичной функциональной полости, функционирующей в качестве гидроцилиндра, имитирующего вес колонны бурильных труб.The proposed stand may contain an auxiliary cover made with the possibility of forming, together with the mounting cover and the rod, a first sealed functional cavity functioning as a hydraulic cylinder simulating the weight of the drill string.

Предпочтительно в предлагаемом стенде наружная поверхность нижней части шока, нижняя поверхность средней части штока и внутренняя поверхность корпуса выполнены с возможностью образования второй герметичной функциональной полости.Preferably, in the proposed stand, the outer surface of the lower part of the shock, the lower surface of the middle part of the stem and the inner surface of the housing are configured to form a second sealed functional cavity.

Предпочтительно в предлагаемом стенде в средней части штока имеется площадка, на верхней поверхности средней части штока и с возможностью функционирования в качестве гидроцилиндра инструмента установки затрубного уплотнения при подаче давления во вторую герметичную функциональную полость, при этом представляет собой плоское кольцо, а толщина кольца представляет собой разницу между диаметрами D1 нижней части штока и D3 верхней части штока.Preferably in the proposed stand in the middle part of the rod there is a platform, on the upper surface of the middle part of the rod and with the possibility of functioning as a hydraulic cylinder of the tool for installing an annular seal when pressure is applied to the second sealed functional cavity, while it is a flat ring, and the thickness of the ring is the difference between diameters D1 of the lower part of the stem and D3 of the upper part of the stem.

Предпочтительно в предлагаемом стенде между корпусом и имитатором подвески обсадной колонны образована герметичная дополнительная полость, обеспечивающая имитацию осевого усилия теплового расширения обсадной колонны.Preferably, in the proposed stand, between the casing and the casing hanger simulator, a sealed additional cavity is formed to simulate the axial force of thermal expansion of the casing string.

Техническим результатом является надежная проверка прочности фиксации подвески осадной колонны относительно корпуса системы подводных колонных головок при помощи затрубного уплотнения при действии сил теплового расширения обсадной колонны; герметичности затрубного уплотнения после действия циклической нагрузки от теплового расширения обсадной колонны; работоспособность затрубного уплотнения при двухступенчатой герметизации, в которой первая ступень герметизации (или предварительная герметизация) происходит от веса колонны бурильных труб, а вторая ступень активации - от гидравлической системы инструмента установки затрубного уплотнения.The technical result is a reliable check of the strength of fixing the suspension of the siege string relative to the body of the system of subsea casing heads using an annular seal under the action of the forces of thermal expansion of the casing; tightness of the annular seal after the action of a cyclic load from thermal expansion of the casing; operability of the annular seal in a two-stage sealing, in which the first stage of sealing (or pre-sealing) comes from the weight of the drill string, and the second stage of activation comes from the hydraulic system of the tool for installing the annular seal.

В контексте настоящего описания слова «верхний», «нижний», «первый», «второй» и т.д. используются в виде прилагательных исключительно для того, чтобы отличать существительные, к которым они относятся, друг от друга, а не для целей описания какой-либо конкретной связи между этими существительными.In the context of the present description, the words "upper", "lower", "first", "second", etc. are used as adjectives solely to distinguish the nouns to which they refer from each other, and not for the purpose of describing any specific connection between these nouns.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также других его аспектов и характеристик описание приведено со ссылками на прилагаемые чертежи, где:For a better understanding of the present invention, as well as its other aspects and characteristics, the description is given with reference to the accompanying drawings, where:

на Фиг. 1 схематично изображен стенд согласно изобретению в положении для установки затрубного уплотнения;in FIG. 1 schematically shows a stand according to the invention in a position for installing an annular seal;

на Фиг. 2 схематично изображен стенд согласно изобретению в положении для испытания затрубного уплотнения.in FIG. 2 schematically shows a stand according to the invention in a position for testing an annular seal.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯCARRYING OUT THE INVENTION

Предлагаемое изобретение представляет собой стенд испытания затрубного уплотнения для проверки герметичности затрубного уплотнения и установки затрубного уплотнения, входящего в комплект испытательной оснастки системы подводных колонных головок и может применяться на стадии приемочных и приемосдаточных испытаний.The proposed invention is an annular seal test bench for testing the tightness of the annular seal and installing the annular seal, which is included in the set of test equipment for the system of subsea casing heads and can be used at the stage of acceptance and acceptance tests.

В тексте настоящего описания под активацией уплотнения следует понимать процесс переходя уплотнения из исходного положения, в котором оно размещено в затрубном пространстве, в рабочее положение, при котором достигается герметизация кольцевого пространства между корпусом подвески обсадной колонны и корпусом колонной головки колонны кондуктора. Под деактивацией уплотнения следует понимать процесс переходя уплотнения из рабочего положения в исходное положение. Под предварительной герметизацией понимают состояние затрубного уплотнения, в котором происходит приложение усилия веса бурильной колонны, при этом возникает контактное давление между затрубным уплотнением и ответными уплотнительными поверхностями корпуса колонной головки колонны кондуктора и корпуса подвески обсадной колонны, достаточное для возможности работы гидравлической системы инструмента для установки затрубного уплотнения. Под активацией понимают процесс перехода затрубного уплотнения под действием усилия от инструмента для установки в состояние, при котором между уплотнением и ответными уплотнительными поверхностями корпуса колонной головки колонны кондуктора и корпуса подвески обсадной колонны создано расчетное контактное давление.As used herein, seal activation should be understood to mean the process of moving the seal from the initial position in which it is located in the annulus to an operating position at which sealing of the annular space between the casing hanger body and the casing head body is achieved. The deactivation of the seal should be understood as the process of moving the seal from the operating position to its original position. Pre-sealing is understood as the state of the annular seal, in which the force of the weight of the drill string is applied, and the contact pressure arises between the annular seal and the corresponding sealing surfaces of the casing string casing and the casing hanger body, sufficient for the hydraulic system of the tool to set the casing seals. Activation is understood as the process of transition of the annular seal under the action of the force from the tool for setting in a state in which the calculated contact pressure is created between the seal and the counter sealing surfaces of the casing head of the casing string and the casing of the casing.

Затрубное уплотнение предназначено для установки в пространство между колонной кондуктора и подвеской обсадной колонны.The annular seal is designed to be installed in the space between the casing string and the casing hanger.

Стенд 1 образован корпусом 2, нижняя часть которого закрыта имитатором 3 подвески обсадной колонны. Корпус 2 имеет по существу цилиндрическую форму. Имитатор 3 подвески обсадной колонны имеет цилиндрическую внутреннюю поверхность. Внутренняя поверхность корпуса 2 повторяет контуры внутренний поверхности корпуса колонной головки кондуктора, а наружная поверхность имитатора 3 подвески обсадной колонны повторяет контуры наружной поверхности подвески обсадной колонны.The stand 1 is formed by a body 2, the lower part of which is closed by a casing hanger simulator 3. The body 2 has a substantially cylindrical shape. The casing hanger simulator 3 has a cylindrical inner surface. The inner surface of the casing 2 follows the contours of the inner surface of the casing of the casing head, and the outer surface of the simulator 3 of the casing suspension follows the contours of the outer surface of the casing.

Стенд также содержит три крышки: установочную крышку 4, вспомогательную крышку 5 и испытательную крышку 6. Установочная крышка 4 и вспомогательная крышка 5 используются для установки затрубного уплотнения 7 в кольцевое пространство между корпусом 2 и имитатором 3 подвески обсадной колонны. На фиг. 1 изображен стенд 1 в положении для установки затрубного уплотнения. В корпусе 2 стенда 1 размещен имитатор 3 подвески обсадной колонны. В имитаторе 3 подвески обсадной колонны выполнено выпускное отверстие 8 для стравливания воздуха из замкнутой полости, причем при испытании затрубного уплотнения 7 в выпускное отверстие 8 имитатора 3 подвески обсадной колонны встроена пробка 9.The bench also contains three covers: a mounting cover 4, an auxiliary cover 5 and a test cover 6. The mounting cover 4 and an auxiliary cover 5 are used to install the annular seal 7 in the annular space between the body 2 and the casing hanger simulator 3. FIG. 1 shows the stand 1 in the position for installing the annular seal. In the body 2 of the stand 1 there is a simulator 3 of the casing suspension. In the simulator 3 of the casing suspension, an outlet 8 is made for bleeding air from the closed cavity, and when testing the annular seal 7, a plug 9 is built into the outlet 8 of the simulator 3 of the casing suspension.

Для установки затрубного уплотнения 7 в кольцевое пространство между внутренней поверхностью корпуса 2 и имитатором 3 само затрубное уплотнение 7 в сборе (поскольку оно обычно является комбинированным уплотнением и должно быть собрано из нескольких кольцеобразных деталей, на чертежах не показаны составные части уплотнения) размещают в корпусе 2 совместно с имитатором 3 подвески обсадной колонны. Имитатор 3 подвески обсадной колонны имеет внутреннюю цилиндрическою поверхность 10, в которую затем устанавливают шток 11. Шток 11 имеет переменный диаметр, а именно нижняя часть штока 11 имеет первый диаметр D1, средняя часть штока имеет наибольший второй диаметр D2, а верхняя часть штока имеет наименьший третий диаметр D3, причем D2>D1>D3. Средняя часть штока 11 является выступающей относительно нижней и верхней частей штока 11, как это видно на фиг. 1.To install the annular seal 7 in the annular space between the inner surface of the housing 2 and the simulator 3, the annular seal 7 itself is assembled (since it is usually a combined seal and must be assembled from several ring-shaped parts, the drawings do not show the component parts of the seal) is placed in the housing 2 together with the simulator 3 of the casing suspension. The casing hanger simulator 3 has an inner cylindrical surface 10, into which the rod 11 is then installed. The rod 11 has a variable diameter, namely, the lower part of the rod 11 has a first diameter D1, the middle part of the rod has the largest second diameter D2, and the upper part of the rod has the smallest the third diameter is D3, with D2> D1> D3. The middle portion of the rod 11 is projecting relative to the lower and upper portions of the rod 11, as seen in FIG. 1.

В средней части штока выполнены технологические отверстия 12, проходящие вдоль оси и на одинаковом расстоянии от оси, и необходимые для перетока рабочей среды при перемещении штока 11. При этом диаметр D1 нижней части штока 11 соответствует диаметру внутренней части имитатора 3 подвески обсадной колонны, так что отсутствуют зазоры между средней частью штока и внутренней частью корпуса 2, дополнительно для создания герметичности стыкующиеся поверхности штока 11 и имитатора 3 герметизированы уплотнениями (на чертеже не показаны).Technological holes 12 are made in the middle part of the rod, passing along the axis and at the same distance from the axis, and necessary for the flow of the working medium when moving the rod 11. In this case, the diameter D1 of the lower part of the rod 11 corresponds to the diameter of the inner part of the simulator 3 of the casing suspension, so that there are no gaps between the middle part of the stem and the inner part of the body 2; additionally, to create tightness, the mating surfaces of the stem 11 and simulator 3 are sealed with seals (not shown in the drawing).

Корпус 2 закрывают установочной крышкой 4, в которой выполнено отверстие 13 для верхней части штока 11, имеющей второй диаметр D3 так, что верхняя часть штока 11 выступает из отверстия 12. На установочную крышку 4 устанавливают вспомогательную крышку 5, которую закрепляют относительно установочной крышки 4 крепежными средствами 14, которые могут представлять собой болтовые соединения или иные подходяще соединения. Аналогичные крепежные средства 14 используют для закрепления установочной крышки 4 относительно корпуса 2, а также для закрепления испытательной крышки 6 относительно корпуса 2.The body 2 is closed with a mounting cover 4, in which a hole 13 is made for the upper part of the stem 11 having a second diameter D3 so that the upper part of the stem 11 protrudes from the hole 12. An auxiliary cover 5 is installed on the mounting cover 4, which is fixed relative to the mounting cover 4 with fastening means 14, which may be bolted connections or other suitable connections. Similar fasteners 14 are used to secure the mounting cover 4 relative to the housing 2 and also to secure the test cover 6 relative to the housing 2.

Вспомогательная крышка 5 вместе с установочной крышкой 4 и штоком 11 образуют герметичную функциональную полость А, как показано на фиг. 1, выполненную с возможностью подачи в нее рабочей среды под давлением. Вторая герметичная функциональная полость Е, выполненная с возможностью подачи в нее рабочей среды, образована наружными стенками штока 11, имитатором 3 подвески обсадной колонны и внутренними стенками корпуса 2.The auxiliary cover 5 together with the positioning cover 4 and the stem 11 form a sealed functional cavity A, as shown in FIG. 1, made with the possibility of supplying it with a working medium under pressure. The second sealed functional cavity E, made with the possibility of supplying a working medium into it, is formed by the outer walls of the rod 11, the simulator 3 of the casing suspension and the inner walls of the housing 2.

Для подачи рабочей среды в соответствующие полости предусмотрены каналы: первый подающий канал 15, второй подающий канал 16, третий подающий канал 17 и четвертый подающий канал 18. Стравливание давления осуществляется соответственно через первый стравливающий канал 19, второй стравливающий канал 20, третий стравливающий канал 21 и четвертый стравливающий канал 22.To supply the working medium to the corresponding cavities, channels are provided: the first supply channel 15, the second supply channel 16, the third supply channel 17 and the fourth supply channel 18. The pressure is released, respectively, through the first release channel 19, the second release channel 20, the third release channel 21 and fourth bleed channel 22.

Следует понимать, что система подачи рабочей среды и контроля утечек рабочей среды через затрубное уплотнение включает насосы, манометры и вентили, причем каждому подающему и стравливающему каналу соответствует комбинация из насоса, вентиля и манометра. Так, например, первому подающему каналу 15 соответствует первый стравливающий канал 19, первый насос H1, первый вентиль В1 и первый манометр M1.It should be understood that the system for supplying the working fluid and monitoring the leaks of the working fluid through the annular seal includes pumps, pressure gauges and valves, with each supply and bleed channel associated with a combination of a pump, valve and pressure gauge. Thus, for example, the first discharge channel 15 corresponds to the first bleed channel 19, the first pump H1, the first valve B1 and the first pressure gauge M1.

Для установки затрубного уплотнения 7 в кольцевое пространство между корпусом 2 и имитатором 3 в первую функциональную полость А подают первым насосом H1 через первый подающий канал 15 рабочую среду под давлением при этом работает верхняя часть штока 11, имеющая третий диаметр D3. На верхнюю часть штока 11 действует усилие, направленное вниз, при этом средняя часть штока 11, имеющая второй диаметр D2, давит на затрубное уплотнение 7 и способствует его установке в кольцевое пространство между корпусом 2 и имитатором 3 подвески обсадной колонны. При достижении заданного давления в первой функциональной полости А контролируют давление в ней посредством первого манометра M1.To install the annular seal 7 in the annular space between the housing 2 and the simulator 3, the first functional cavity A is fed by the first pump H1 through the first supply channel 15, the working medium under pressure, while the upper part of the rod 11, which has a third diameter D3, operates. A downward force acts on the upper part of the rod 11, while the middle part of the rod 11, having a second diameter D2, presses on the annular seal 7 and facilitates its installation in the annular space between the body 2 and the simulator 3 of the casing hanger. When the predetermined pressure in the first functional cavity A is reached, the pressure in it is controlled by means of the first manometer M1.

Верхняя часть штока 11 вместе с установочной крышкой 4 и вспомогательной крышкой 5 действуют в качестве гидроцилиндра с рабочей полостью, т.е. первой функциональной полостью А, имитирующего вес колонны бурильных труб для предварительной установки (или иными словами предварительной герметизации) затрубного уплотнения 7.The upper part of the rod 11, together with the installation cover 4 and the auxiliary cover 5, act as a hydraulic cylinder with a working cavity, i.e. the first functional cavity A, simulating the weight of the drill string for pre-installation (or in other words, pre-sealing) of the annular seal 7.

Затем во вторую функциональную полость Е, образованную наружной поверхностью нижней части шока 11, нижней поверхностью средней части штока 11 и внутренней поверхностью корпуса 2, подают посредством второго насоса Н2 рабочую среду под давлением, до достижения давления, обеспечивающего полную установку затрубного уплотнения 7, затем перекрывают второй вентиль В2 и наблюдают посредством второго манометра М2 за тем, имеется ли падение давления.Then, into the second functional cavity E, formed by the outer surface of the lower part of the shock 11, the lower surface of the middle part of the rod 11 and the inner surface of the housing 2, the working medium is fed by means of the second pump H2 under pressure, until the pressure is reached, ensuring the complete installation of the annular seal 7, then shut off the second valve B2 and observe by means of the second manometer M2 whether there is a pressure drop.

Давление рабочей среды и время выдержки под давлением может быть выбрано специалистом в данной области техники, исходя из отраслевых стандартов с учетом особенностей работы оборудования.The pressure of the working medium and the holding time under pressure can be selected by the person skilled in the art, based on industry standards, taking into account the particular operation of the equipment.

После осуществления подачи давления в функциональные полости А и Е и обеспечения отсутствия утечек затрубное уплотнение 7 считается полностью установленным (или иными словами герметизированным) в кольцевое пространство между корпусом 2 и имитатором 3 подвески обсадной колонны.After the delivery of pressure to the functional cavities A and E and ensuring that there are no leaks, the annular seal 7 is considered fully installed (or in other words, sealed) in the annular space between the body 2 and the casing hanger simulator 3.

В средней части штока 11 имеется площадка С, расположенная на верхней поверхности средней части штока 11. При подаче давления во вторую функциональную полость Е площадка С имитирует гидроцилиндр инструмента установки затрубного уплотнения 7. Площадка С представляет собой плоское кольцо, а толщина кольца представляет собой разницу между диаметрами D1 и D3.In the middle part of the rod 11 there is a platform C located on the upper surface of the middle part of the rod 11. When pressure is applied to the second functional cavity E, the platform C simulates the hydraulic cylinder of the annular seal installation tool 7. The platform C is a flat ring, and the thickness of the ring is the difference between diameters D1 and D3.

После этого стенд 1 частично разбирают путем удаления вспомогательной крышки 5, затем - установочной крышки 4, затем - удалением штока 11.After that, stand 1 is partially disassembled by removing the auxiliary cover 5, then the mounting cover 4, then removing the rod 11.

На фиг. 2 изображен стенд 1 в положении для испытания затрубного уплотнения.FIG. 2 shows stand 1 in position for testing the annular seal.

Далее, как показано на фиг. 2, на корпус 2 устанавливают испытательную крышку 6, которая герметично закрывает корпус 2 с образованием герметичной трубной полости F.Further, as shown in FIG. 2, a test cover 6 is installed on the body 2, which hermetically closes the body 2 to form a sealed tubular cavity F.

Затем в трубную полость F, образованную внутренними стенками корпуса 2, поверхностью имитатора 3 подвески обсадной колонны и испытательной крышкой 6, с установленным в ней затрубным уплотнением 7 посредством второго насоса Н2 через второй подающий канал 16 подают испытательную среду под давлением.Then, into the tubular cavity F formed by the inner walls of the casing 2, the surface of the simulator 3 of the casing suspension and the test cover 6, with the annular seal 7 installed in it, the test medium is supplied under pressure through the second pump H2 through the second supply channel 16.

Давление испытательной среды и время выдержки под давлением может быть выбрано специалистом в данной области техники, исходя из отраслевых стандартов с учетом особенностей работы оборудования.The pressure of the test medium and the holding time under pressure can be selected by the person skilled in the art based on industry standards, taking into account the particular operation of the equipment.

При достижении нужной величины давления в трубной полости F второй вентиль В2 закрывают и посредством второго манометра М2 контролируют величину давления: наблюдают имеется ли понижение давления. Если в трубной полости F отсутствует падение давления в течение времени выдержки, то давление из трубной полости F стравливают через второй стравливающий канал 20 и подают посредством третьего насоса Н3 испытательную среду под давлением в затрубную полость G.When the desired pressure value in the tube cavity F is reached, the second valve B2 is closed and the pressure value is monitored by means of the second manometer M2: whether there is a decrease in pressure. If there is no pressure drop in the tubular cavity F during the holding time, then the pressure from the tubular cavity F is vented through the second bleed channel 20 and the test medium is supplied by means of the third pump H3 under pressure to the annular cavity G.

Аналогично закрывают вентиль В3, наблюдают за тем, имеется ли падение давления в затрубной полости G при помощи манометра М3. Затем давление из затрубной полости G стравливают через канал 20. Затрубная полость G образована наружной поверхностью имитатора 3, внутренней поверхностью корпуса 2 и нижней частью затрубного уплотнения 7.Valve B3 is closed in the same way, it is observed whether there is a pressure drop in the annular cavity G using a manometer M3. Then the pressure from the annular cavity G is released through the channel 20. The annular cavity G is formed by the outer surface of the simulator 3, the inner surface of the body 2 and the lower part of the annular seal 7.

Полости F и G отделены друг от друга при помощи затрубного уплотнения 7 и соответствуют трубному и затрубному пространствам системы подводных колонных головок. Вместе полости F и G образуют испытательную камеру для испытания затрубного уплотнения, испытательная камера выполнена с возможностью установки в нее испытуемого затрубного уплотнения. Испытательная камера образована испытательной крышкой 6, установленной на корпус 2, совместно с внутренней поверхностью корпуса 2 и наружной поверхностью имитатора 3 подвески обсадной колонны. Кольцевое пространство между корпусом 2 и имитатором 3 подвески обсадной колонны имитирует пространство в системе подводных колонных головок, предназначенное для установки затрубного уплотнения 7.Cavities F and G are separated from each other by means of an annular seal 7 and correspond to the pipe and annular spaces of the subsea casing head system. Together, cavities F and G form a test chamber for testing the annular seal, the test chamber is configured to install the tested annular seal therein. The test chamber is formed by a test cover 6 installed on the casing 2, together with the inner surface of the casing 2 and the outer surface of the simulator 3 of the casing suspension. The annular space between the casing 2 and the casing hanger simulator 3 simulates the space in the subsea casing head system for installing the annular seal 7.

При подаче давления в трубную полость F эта полость имитирует воздействие давления сверху на затрубное уплотнение 7 в реальных условиях работы.When pressure is applied to the tube cavity F, this cavity simulates the effect of pressure from above on the annular seal 7 under real operating conditions.

Подача давления в затрубную полость G имитирует воздействие давления снизу на затрубное уплотнение 7 в реальных условиях работы.The supply of pressure to the annular cavity G simulates the effect of pressure from below on the annular seal 7 in real operating conditions.

Между корпусом 2 и имитатором 3 подвески обсадной колонны предусмотрена дополнительная полость K, в которую также подают испытательную среду посредством четвертого насоса Н4 через четвертый подающий канал 17. При подаче давления в дополнительную полость К эта полость имитирует осевое усилие теплового расширения обсадной колонны. Дополнительная полость К необходима для проверки прочности затрубного уплотнения 7 и для циклического ресурса компонентов затрубного уплотнения.An additional cavity K is provided between the casing 2 and the casing hanger 3, into which the test fluid is also supplied by the fourth pump H4 through the fourth supply channel 17. When pressure is applied to the additional cavity K, this cavity simulates the axial thermal expansion of the casing. Additional cavity K is necessary to check the strength of the annular seal 7 and for the cyclic life of the components of the annular seal.

Затрубное уплотнение 7 должно быть установлено с небольшим люфтом, допускающим вертикальное перемещение затрубного уплотнения 7, не превышающим заданную величину. Поэтому затрубное уплотнение 7 может перемещаться в рамках этого люфта при нагрузке сверху и снизу. Для контроля величины люфта затрубное уплотнение снабжают фиксирующими деталями, например, сухарями (на чертежах не показаны): первая фиксирующая деталь установлена частично в уплотнении 7 и частично во внутренней части корпуса 2, а вторая фиксирующая деталь установлена частично в уплотнении 7 и частично в имитаторе 3 подвески обсадной колонны.The annular seal 7 should be installed with a small play, allowing vertical movement of the annular seal 7, not exceeding the specified value. Therefore, the annular seal 7 can move within this play when loaded from above and below. To control the amount of backlash, the annular seal is provided with fixing parts, for example, crackers (not shown in the drawings): the first fixing part is installed partially in the seal 7 and partially in the inner part of the housing 2, and the second fixing part is installed partially in the seal 7 and partially in the simulator 3 casing hangers.

При подаче испытательной среды под давлением в полости G, K затрубное уплотнение может испытывать такую нагрузку снизу, что фиксирующие детали будут разрушены. Перемещение затрубного уплотнения вниз ограничено имитатором 3.When the test fluid is supplied under pressure in the G, K cavity, the annular seal can be loaded from below to such an extent that the retaining parts will fail. The downward movement of the annular seal is limited by the simulator 3.

Рабочая и испытуемая среды выбираются специалистом в данной области техники.The working and test environment are selected by the person skilled in the art.

Следует понимать, что предлагаемое изобретение ограничено только объемом формулы изобретения. Модификации и улучшения вышеописанных вариантов осуществления настоящего изобретения без выхода за рамки формулы изобретения очевидны специалистам в данной области техники. Настоящее описание представлено только в качестве примера и не накладывает никаких ограничений на объем охраны предлагаемого изобретения. Таким образом, объем настоящей технологии ограничен только объемом прилагаемой формулы изобретения.It should be understood that the invention is limited only by the scope of the claims. Modifications and improvements to the above-described embodiments of the present invention without departing from the scope of the claims will be apparent to those skilled in the art. The present description is presented by way of example only and does not impose any restrictions on the scope of protection of the invention. Thus, the scope of the present technology is limited only by the scope of the appended claims.

Claims (12)

1. Стенд испытания затрубного уплотнения для проверки герметичности затрубного уплотнения и установки затрубного уплотнения, выполненного с возможностью установки в пространство между колонной кондуктора и подвеской обсадной колонны, содержащий:1. An annular seal test bench for testing the tightness of the annular seal and installing an annular seal designed to be installed in the space between the casing string and the casing hanger, comprising: по существу цилиндрический корпус, в нижней части которого установленa substantially cylindrical body, at the bottom of which is mounted имитатор подвески обсадной колонны, имеющей цилиндрическую внутреннюю поверхность;a casing hanger simulator having a cylindrical inner surface; испытательную крышку, выполненную с возможностью герметичного закрытия корпуса в ходе испытаний и с возможностью совместно с внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью имитатора подвески обсадной колонны образования испытательной камеры, выполненной с возможностью установки в нее испытуемого затрубного уплотнения;a test cover made with the possibility of hermetically closing the casing during testing and with the possibility, together with the inner surface of the casing and the outer surface of the casing suspension simulator, to form a test chamber, made with the possibility of installing a test annular seal therein; установочную крышку, имеющую центральное отверстие и выполненную с возможностью герметичного закрытия корпуса при установке уплотнения;a mounting cover having a central opening and configured to seal the housing when the seal is installed; шток, выполненный в виде цилиндра с переменным диаметром, причем первый диаметр соответствует диаметру внутренней поверхности имитатора подвески обсадной колонны, второй диаметр соответствует диаметру внутренней поверхности корпуса, а третий диаметр соответствует диаметру отверстия в установочной крышке;a rod made in the form of a cylinder with a variable diameter, the first diameter corresponding to the diameter of the inner surface of the casing hanger simulator, the second diameter corresponding to the diameter of the inner surface of the body, and the third diameter corresponding to the diameter of the hole in the mounting cover; систему подачи рабочей и испытуемой среды и контроля утечек рабочей и испытуемой среды через затрубное уплотнение.a system for supplying the working and test medium and monitoring the leaks of the working and test medium through the annular seal. 2. Стенд по п. 1, содержащий вспомогательную крышку, выполненную с возможностью образования вместе с установочной крышкой и штоком первой герметичной функциональной полости, функционирующей в качестве гидроцилиндра, имитирующего вес колонны бурильных труб.2. The stand according to claim. 1, comprising an auxiliary cover made with the possibility of forming, together with the mounting cover and the rod, a first sealed functional cavity functioning as a hydraulic cylinder simulating the weight of the drill string. 3. Стенд по п. 1, в котором наружная поверхность нижней части шока, нижняя поверхность средней части штока и внутренняя поверхность корпуса выполнены с возможностью образования второй герметичной функциональной полости.3. The stand of claim. 1, in which the outer surface of the lower part of the shock, the lower surface of the middle part of the rod and the inner surface of the body are made with the possibility of forming a second sealed functional cavity. 4. Стенд по п. 1, в котором в средней части штока имеется площадка, расположенная на верхней поверхности средней части штока и выполненная с возможностью функционирования в качестве гидроцилиндра инструмента установки затрубного уплотнения при подаче давления во вторую герметичную функциональную полость, при этом4. The stand according to claim 1, in which in the middle part of the rod there is a platform located on the upper surface of the middle part of the rod and made with the possibility of functioning as a hydraulic cylinder of the tool for installing the annular seal when pressure is applied to the second sealed functional cavity, while площадка представляет собой плоское кольцо, а толщина кольца представляет собой разницу между диаметрами D1 нижней части штока и D3 верхней части штока.the platform is a flat ring, and the ring thickness is the difference between the diameters D1 of the bottom of the stem and D3 of the top of the stem. 5. Стенд по п. 1, в котором между корпусом и имитатором подвески обсадной колонны образована герметичная дополнительная полость, обеспечивающая имитацию осевого усилия теплового расширения обсадной колонны.5. The stand according to claim 1, in which a sealed additional cavity is formed between the body and the casing hanger simulator to simulate the axial force of thermal expansion of the casing string.
RU2019132538A 2019-10-14 2019-10-14 Annular seal test bench RU2731436C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132538A RU2731436C1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Annular seal test bench

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132538A RU2731436C1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Annular seal test bench

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731436C1 true RU2731436C1 (en) 2020-09-02

Family

ID=72421716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019132538A RU2731436C1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Annular seal test bench

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731436C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486208A (en) * 2021-11-16 2022-05-13 中国海洋石油集团有限公司 Detection equipment for casing hanging service tool and use method thereof
RU2821151C1 (en) * 2023-11-17 2024-06-17 Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" Method and test bench for tightness of annular seal of casing string suspension

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4202410A (en) * 1979-02-28 1980-05-13 W-K-M Wellhead Systems, Inc. Seal testing arrangement for wellheads
SU1087792A1 (en) * 1983-01-28 1984-04-23 Предприятие П/Я А-7844 Method of testing elastic seals for fluid-tightness
CN107063649A (en) * 2016-11-29 2017-08-18 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 The underwater wellhead annular space sealing ground test device of pressurization can be loaded simultaneously
CN207636287U (en) * 2017-11-28 2018-07-20 上海霞为石油设备技术服务有限公司 Underwater well head system seal assembly experimental rig
CN108825159A (en) * 2018-09-07 2018-11-16 曹国平 A kind of oil well head sealing pressure tester

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4202410A (en) * 1979-02-28 1980-05-13 W-K-M Wellhead Systems, Inc. Seal testing arrangement for wellheads
SU1087792A1 (en) * 1983-01-28 1984-04-23 Предприятие П/Я А-7844 Method of testing elastic seals for fluid-tightness
CN107063649A (en) * 2016-11-29 2017-08-18 中石化石油机械股份有限公司江钻分公司 The underwater wellhead annular space sealing ground test device of pressurization can be loaded simultaneously
CN207636287U (en) * 2017-11-28 2018-07-20 上海霞为石油设备技术服务有限公司 Underwater well head system seal assembly experimental rig
CN108825159A (en) * 2018-09-07 2018-11-16 曹国平 A kind of oil well head sealing pressure tester

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114486208A (en) * 2021-11-16 2022-05-13 中国海洋石油集团有限公司 Detection equipment for casing hanging service tool and use method thereof
RU2821151C1 (en) * 2023-11-17 2024-06-17 Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" Method and test bench for tightness of annular seal of casing string suspension

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2812020C (en) Volume booster with stabilized trim
RU2731436C1 (en) Annular seal test bench
CN109612701B (en) High detonation pressure simulator for fatigue test of piston part
CN107063649B (en) The underwater wellhead annular space sealing ground test device of pressurization can be loaded simultaneously
US20170343448A1 (en) Method for testing a seal of a sealed bearing cavity
CN110873215A (en) Pressure-increasing type self-balancing pressure stabilizing device for pipeline
CN107328671A (en) A kind of pilot system for being used to test the bellows fatigue life for bearing alternating pressure
US11686185B2 (en) High pressure gas lift valve with dual edge welded bellows
CN208736613U (en) A kind of nuclear power station-service diesel engine crankcase explosion-proof valve calibration tool
WO2006062512A1 (en) Deepwater seal test apparatus
JP4998876B2 (en) Oil damper manufacturing method
RU195561U1 (en) LIQUID INJECTION INSTALLATION
US11713828B2 (en) Pilot-operated pressure regulator
US11713827B2 (en) Expandable pilot assembly for pressure regulators
CN105765279A (en) A spring controlled valve
US20060117838A1 (en) Deepwater seal test apparatus
RU2821151C1 (en) Method and test bench for tightness of annular seal of casing string suspension
RU2816674C1 (en) Test bench for control (throttle) pipeline valves of outboard design for determination of flow characteristics
CN214424679U (en) Reciprocating compressor packing sealing pressure testing tool
SU1204701A1 (en) Arrangement for charging and adjusting gas-lift valve
RU2234785C2 (en) Device for hydraulic protection of submersible oil-filled electric motor
CN216449099U (en) Sealing performance testing device for sealing ring
RU2809379C1 (en) Downhole electric valve
CN104949803B (en) One kind simulation packer
Engelberth et al. Modeling and analysis of control valves applied in compressor plants with consideration of time-variable factors

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210706

Effective date: 20210706

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210706

Effective date: 20211220