RU2738559C1 - Фланцевое соединение устьевого оборудования - Google Patents
Фланцевое соединение устьевого оборудования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738559C1 RU2738559C1 RU2020126487A RU2020126487A RU2738559C1 RU 2738559 C1 RU2738559 C1 RU 2738559C1 RU 2020126487 A RU2020126487 A RU 2020126487A RU 2020126487 A RU2020126487 A RU 2020126487A RU 2738559 C1 RU2738559 C1 RU 2738559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wellhead
- flanges
- rings
- ring
- holes
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/04—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L23/00—Flanged joints
- F16L23/02—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при ремонте скважин в процессе герметизации устья скважин с помощью фланцевых соединений устьевого оборудования. Фланцевое соединение устьевого оборудования содержит опорный и устьевой фланцы, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями. Дополнительно устройство снабжено верхним кольцом, а на периферии верхнего кольца выполнены два отверстия, расположенные под углом 180° по отношению друг к другу. Также устройство снабжено двумя нижними полукольцами, а на периферии каждого нижнего полукольца выполнены два отверстия, расположенные под углом 180°. Межцентровые диаметры отверстий верхнего кольца и нижних полуколец равны между собой, при этом отверстия верхнего кольца и двух нижних полуколец выполнены с возможностью расположения друг под другом, а также фиксации и стягивания двумя резьбовыми соединениями между собой верхнего кольца и нижних полуколец, что обеспечивает герметичность соединения устьевого и опорного фланцев с установленным между ними уплотнительным кольцом. Каждое резьбовое соединение состоит из болта, гайки и шплинта, под который в нижней части болта выполнено отверстие. Длина хода резьбы резьбового соединения больше высоты зазора между опорным и устьевым фланцами, а расстояние от нижнего торца гайки резьбового соединения до отверстия шплинта меньше внутренней высоты нижних колец. Техническим результатом является повышение герметичности фланцевого соединения устьевого оборудования, сокращение продолжительности сборки фланцевого соединения устьевого оборудования, снижение затрат на изготовление устьевого и опорного фланцев. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при ремонте скважин, при герметизации устья скважины с помощью фланцевых соединений устьевого оборудования.
Известны фланцевые соединения оборудования по ГОСТ 28919-91 "Типы и основные размеры", содержащие уплотнительные металлические кольца в канавках фланцев, при этом фланцы между собой стянуты шпилечным соединением.
Также известно фланцевое соединение деталей (патент RU № 2150041, опубл. 27.05.2000), включающее стянутые между собой шпильками два фланца и уплотнительный элемент, выполненный из металлического кольца с двумя торцевыми пазами - канавками под эластичные, например полиуретановые, прокладки, установленные в камере, образованной кольцевыми канавками трапецеидального профиля на фланцах, соединенных между собой, причём уплотнительный элемент концевыми участками расположен в канавках фланцев таким образом, что половина концевых участков, включающая выступающую из кольца эластичную прокладку и часть кольца в зоне расположения паза, соответствует их форме, другая половина концевых участков выполнена с зазором, а средняя часть его, соединяющаяся с концевыми участками, имеет прямоугольный профиль.
Недостатками обоих аналогов устройства являются:
- низкая герметичность фланцевого соединения устьевого оборудования, обусловленная неравномерным стягиванием уплотнительного кольца между устьевым и опорным фланцами вследствие того, что затягивание гаек шпилек производят поочередно с разными крутящими моментами;
- длительность сборки фланцевого соединения устьевого оборудования при ремонте скважины, обусловленная необходимостью практически после каждой технологической операции (промывка, перфорация и т.д.) герметизировать устье скважины, т.е. производить фиксацию и крепление между собой устьевого и опорного фланцев с помощью 12 шпилек и 24 гаек;
- высокие затраты на изготовление устьевого и опорного фланцев, обусловленные необходимостью выполнения 12 отверстий под равными углами в каждом из фланцев.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фланцевое соединение устьевого оборудования, содержащее устьевой и опорный фланцы, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями (патент RU № 2170807, опубл. 20.07.2001). Уплотнительное кольцо выполнено из упругого материала с припуском на деформацию, учитывающим наличие дополнительного кольца, причём устьевой и опорный фланцы стянуты между собой шпильками, при этом дополнительное кольцо выполнено из металла, соединено с уплотнительным кольцом из упругого материала и имеет концентрические конусные симметричные буртики, расположенные на внутренней его части для центрирования канавок при контакте с их конусными поверхностями, при этом внешняя часть дополнительного кольца выполнена плоской для опоры за пределами канавок торцевых поверхностей фланцев и служит в качестве замыкающего размерного звена в элементах соединения.
Недостатками устройства являются:
- низкая герметичность фланцевого соединения устьевого оборудования, обусловленная неравномерным стягиванием уплотнительного кольца между устьевым и опорным фланцами вследствие того, что затягивание гаек шпилек производят поочередно с разными крутящими моментами;
- длительность сборки фланцевого соединения устьевого оборудования при ремонте скважины, обусловленная необходимостью практически после каждой технологической операции (промывка, перфорация и т.д.) герметизировать устье скважины, т.е. производить фиксацию и крепление между собой устьевого и опорного фланцев с помощью 12 шпилек и 24 гаек;
- высокие затраты на изготовление устьевого и опорного фланцев, обусловленные необходимостью выполнения 12 отверстий под равными углами в каждом из фланцев.
Техническими задачами изобретения являются повышение герметичности фланцевого соединения устьевого оборудования, сокращение продолжительности сборки фланцевого соединения устьевого оборудования и снижение затрат на изготовление устьевого и опорного фланцев.
Поставленные технические задачи решаются фланцевым соединением устьевого оборудования, содержащим опорный и устьевой фланцы, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями.
Новым является то, что устройство дополнительно снабжено верхним кольцом, а на периферии верхнего кольца выполнены два отверстия, расположенные под углом 180° по отношению друг к другу, также устройство снабжено двумя нижними полукольцами, а на периферии каждого нижнего полукольца выполнены два отверстия, расположенные под углом 180°, причем межцентровые диаметры отверстий верхнего кольца и нижних полуколец равны между собой, при этом отверстия верхнего кольцаи двух нижних полуколец выполнены с возможностью расположения друг под другом, а такжефиксации и стягивания двумя резьбовыми соединениями между собой верхнего кольца и нижних полуколец, что обеспечивает герметичность соединения устьевого и опорного фланцев с установленным между ними уплотнительным кольцом, при этом каждое резьбовое соединение состоит из болта, гайки и шплинта, под который в нижней части болта выполнено отверстие, причем длина хода резьбы резьбового соединения больше высоты зазора между опорным и устьевым фланцами, а расстояние от нижнего торца гайки резьбового соединения до отверстия шплинта меньше внутренней высоты нижних колец.
На фиг. 1 схематично изображено фланцевое соединение устьевого оборудования.
На фиг. 2 изображен вид А фланцевого соединения устьевого оборудования.
На фиг. 3 изображено сечение Б-Б нижних полуколец фланцевого соединения устьевого оборудования.
На фиг. 4 изображен разрез В-В нижних полуколец фланцевого соединения устьевого оборудования.
Фланцевое соединение устьевого оборудования содержит опорный 1 (см. фиг. 1 и 4) и устьевой 2 (см. фиг. 1 и 2) фланцы, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями уплотнительное кольцо 3 (см. фиг. 1).Устройство снабжено верхним кольцом 4 (см. фиг. 1, 2, 3), а на периферии верхнего кольца выполнены два отверстия 5' (см. фиг. 1, 3, 4) и 5" (см. фиг. 1, 4), расположенные под углом 180˚ по отношению друг к другу. Также устройство снабжено двумя нижними полукольцами 6 (см. фиг. 1, 3, 4) и 7, а на периферии каждого нижнего полукольца выполнены два отверстия, расположенные под углом 180˚ 8' (см. фиг. 1, 3) и 8" (см. фиг. 1), а также 9' (см. фиг. 1, 3) и 9" (см. фиг. 1), соответственно. Межцентровой диаметр (Dм1) отверстий 5' и 5"верхнего кольца 4, межцентровой диаметр (Dм2) отверстий 8' и 8" нижнего полукольца 6 и межцентровой диаметр (Dм3) отверстий 9' и 9" нижнего полукольца 7 равны между собой (Dм1 = Dм2 = Dм3).
Например, выполняют все отверстия 5' и 5" верхнего кольца 4 и отверстия 8' и 8" нижнего полукольца 6, а также отверстия 9' и 9" нижнего полукольца 7 диаметром d=20 мм.
Отверстия 5' и 5" верхнего кольца 4 и отверстия 8' и 8" нижнего полукольца 6, а также отверстия 9' и 9" нижнего полукольца 7 имеют возможность расположения друг под другом, а также фиксации и стягивания соответственно двумя резьбовыми соединениями 10' (см. фиг. 1, 3) и 10" (см. фиг. 1) между собой верхнего кольца 4 и нижних полуколец 6 и 7, что обеспечивает герметичность соединения устьевого 1 и опорного 2 фланцев с установленным между ними уплотнительным кольцом 3.
Края нижних полуколец 6 и 7 (см. фиг. 3) выполнены ступенчатыми и устанавливаются внахлест, благодаря чему при совмещении нижних полуколец 6 и 7 образуется кольцо высотой - H, например Н=40 мм.
Каждое резьбовое соединение 10' и 10" состоит, соответственно, из болта 11' (см. фиг. 1, 2, 3, 4) и 11" (см. фиг. 1, 2, 4), гайки 12' (см. фиг. 1, 3) и 12"(см. фиг. 1) и шплинта 13' (см. фиг. 1, 3) и 13" (см. фиг. 1), под который в нижней части болтов 11' и 11" выполнено соответствующие отверстие 14' (см. фиг. 1, 3) и 14" (см. фиг. 1). Длина хода резьбы – L резьбового соединения 10' и 10" больше высоты зазора - l между опорным 1 и устьевым 2 фланцами. Расстояние - а от нижнего торца гайки 12' и 12" резьбового соединения 10' и 10" до соответствующего отверстия 14' и 14" шплинта 13' и 13" меньше внутренней высоты - h нижних полуколец.
Устройство работает следующим образом.
В канавку (на фиг. 1-4 показано условно) с конусной поверхностью опорного фланца 1 (см. фиг. 1 и 2) устанавливают уплотнительное кольцо 3. Затем сверху на уплотнительное кольцо 3 канавкой с конусной поверхностью устанавливают устьевой фланец 2.Затем на устьевой фланец 2 сверху устанавливают верхнее кольцо 4. Далее снизу вплотную к нижней торцевой поверхности опорного фланца 1 одновременно с двух сторон устанавливают два полукольца 6 и 7.
В процессе установки нижних полуколец 6 и 7 вращением совмещают между собой с одной стороны отверстие 5' верхнего кольца 4, отверстие 8' нижнего полукольца 6 и отверстие 9' нижнего полукольца 7, при этом с другой стороны (под углом 180˚) устьевого фланца 2 совмещаются между собой отверстия 5", 8" и 9", соответственно верхнего кольца 4, нижнего полукольца 6 и нижнего полукольца 7. Далее производят фиксацию двумя резьбовыми соединениями 10' и 10" между собой верхнего кольца 4 (сверху) и нижних полуколец 6 и 7 (снизу).
Для этого вставляют в совмещенные отверстия 5', 8' и 9' болт 11' (см. фиг. 1 и 3), затем снизу на болт 11' продевают гайку 12' и шплинтуют резьбовое соединение 10' путем установки шплинта 13' в отверстие 14' болта 11'. Аналогично с другой стороны устьевого фланца 2 под углом 180˚ вставляют в совмещенные отверстия 5", 8" и 9" болт 11", затем снизу на болт 11" продевают гайку 12" и шплинтуют резьбовое соединение 10" путем установки шплинта 13" в отверстие 14" болта 11".
Благодаря тому, что расстояние - а от нижнего торца гайки 12' и 12" резьбового соединения 10' и 10" до соответствующего отверстия 14' и 14" шплинта 13' и 13" меньше внутренней высоты - h нижних колец исключается выпадение нижних колец 6 и 7 под нижний торец опорного фланца 1. Это позволяет центрировать нижние полукольца 6 и 7 относительно опорного фланца 1 и упрощает процесс последующего стягивания резьбовых соединений 10' и 10''.
Далее производят стягивание двумя резьбовыми соединениями 10' и 10" между собой верхнего кольца 4 (сверху) и нижних полуколец 6 и 7 (снизу), например с помощью накидных механических ключей (на фиг. 1-4 не показано).
Для этого одновременно на одинаковое количество оборотов двумя механическими ключа затягивают гайки 12'(см. фиг. 1, 3) и 12'' (см. фиг. 1) на соответствующих болтах 11' и 11" резьбовых соединений 10' и 10". Благодаря тому, что длина хода резьбы - L резьбового соединения 10' и 10" больше высоты зазора - l между опорным 1 и устьевым 2 фланцами и за счёт того, что гайки 12' и 12" на соответствующих болтах 11' и 11" резьбовых соединений 10' и 10" затягиваются одновременно на одинаковое количество оборотов, например пять оборотов, обеспечивается равномерное стягивание уплотнительного кольца 3 относительно взаимообращённых торцевых поверхностей опорного 1 и устьевого 2 фланцев, что повышает герметичность фланцевого соединения устьевого оборудования.
Фланцевое соединение устьевого оборудования собрано. Далее производят технологическую операцию по ремонту скважины, например осуществляют промывку скважины. По окончании технологической операции по ремонту скважины производят разборку в обратной последовательности.
Сокращается продолжительность сборки фланцевого соединения устьевого оборудования при ремонте скважины для проведения технологической операции (промывка, перфорация и т.д.), так как для герметизации устья скважины достаточно произвести фиксацию и крепление между собой устьевого и опорного фланцев с помощью двух болтовых соединений.
Снижаются затраты на изготовление устьевого и опорного фланцев, так как для крепления фланцев между собой нет необходимости выполнения 12 отверстий под равными углами в каждом из фланцев.
Предлагаемое фланцевое соединение устьевого оборудования позволяет:
- повысить герметичность фланцевого соединения устьевого оборудования;
- сократить продолжительность сборки фланцевого соединения устьевого оборудования;
- снизить затраты на изготовление устьевого и опорного фланцев.
Claims (1)
- Фланцевое соединение устьевого оборудования, содержащее опорный и устьевой фланцы, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено верхним кольцом, а на периферии верхнего кольца выполнены два отверстия, расположенные под углом 180° по отношению друг к другу, также устройство снабжено двумя нижними полукольцами, а на периферии каждого нижнего полукольца выполнены два отверстия, расположенные под углом 180°, причем межцентровые диаметры отверстий верхнего кольца и нижних полуколец равны между собой, при этом отверстия верхнего кольца и двух нижних полуколец выполнены с возможностью расположения друг под другом, а также фиксации и стягивания двумя резьбовыми соединениями между собой верхнего кольца и нижних полуколец, что обеспечивает герметичность соединения устьевого и опорного фланцев с установленным между ними уплотнительным кольцом, при этом каждое резьбовое соединение состоит из болта, гайки и шплинта, под который в нижней части болта выполнено отверстие, причем длина хода резьбы резьбового соединения больше высоты зазора между опорным и устьевым фланцами, а расстояние от нижнего торца гайки резьбового соединения до отверстия шплинта меньше внутренней высоты нижних колец.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126487A RU2738559C1 (ru) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Фланцевое соединение устьевого оборудования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126487A RU2738559C1 (ru) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Фланцевое соединение устьевого оборудования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2738559C1 true RU2738559C1 (ru) | 2020-12-14 |
Family
ID=73834845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126487A RU2738559C1 (ru) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Фланцевое соединение устьевого оборудования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2738559C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763154C1 (ru) * | 2021-07-30 | 2021-12-27 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Крепление фланцевого соединения на устье скважины |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1682527A1 (ru) * | 1989-03-13 | 1991-10-07 | Украинская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов | Устьевое разъемное фланцевое соединение |
| RU2150041C1 (ru) * | 1998-12-18 | 2000-05-27 | Кудин Владимир Григорьевич | Фланцевое соединение деталей |
| RU2167265C2 (ru) * | 1996-08-08 | 2001-05-20 | Халаев Григорий Григорьевич | Фланцевое соединение устьевого оборудования |
| RU2170807C2 (ru) * | 1996-11-05 | 2001-07-20 | Халаев Григорий Григорьевич | Фланцевое соединение устьевого оборудования |
| CN209762502U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-12-10 | 美钻深海能源科技研发（上海）有限公司 | 一种金属防漏部件 |
| US20200166136A1 (en) * | 2017-07-28 | 2020-05-28 | Fmc Technologies, Inc. | Metal-to-metal sealing system with low component spreading requirements |
-
2020
- 2020-08-07 RU RU2020126487A patent/RU2738559C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1682527A1 (ru) * | 1989-03-13 | 1991-10-07 | Украинская военизированная часть по предупреждению возникновения и по ликвидации открытых газовых и нефтяных фонтанов | Устьевое разъемное фланцевое соединение |
| RU2167265C2 (ru) * | 1996-08-08 | 2001-05-20 | Халаев Григорий Григорьевич | Фланцевое соединение устьевого оборудования |
| RU2170807C2 (ru) * | 1996-11-05 | 2001-07-20 | Халаев Григорий Григорьевич | Фланцевое соединение устьевого оборудования |
| RU2150041C1 (ru) * | 1998-12-18 | 2000-05-27 | Кудин Владимир Григорьевич | Фланцевое соединение деталей |
| US20200166136A1 (en) * | 2017-07-28 | 2020-05-28 | Fmc Technologies, Inc. | Metal-to-metal sealing system with low component spreading requirements |
| CN209762502U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-12-10 | 美钻深海能源科技研发（上海）有限公司 | 一种金属防漏部件 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763154C1 (ru) * | 2021-07-30 | 2021-12-27 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Крепление фланцевого соединения на устье скважины |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2020200986B2 (en) | Pipe connector | |
| US20180023744A1 (en) | Fitting For Joining Pipe Elements | |
| US6305719B1 (en) | Pipe repair clamp | |
| RU2738559C1 (ru) | Фланцевое соединение устьевого оборудования | |
| US7617843B1 (en) | Split sleeve clamp assembly | |
| CN104930273A (zh) | 用于管耦接件的密封件 | |
| US9976666B1 (en) | Butterfly valve assembly | |
| CN1043813C (zh) | 维修用管接头 | |
| US7673849B2 (en) | Unibody hydraulic nut | |
| US4699405A (en) | Coupling for coupling tubular members | |
| US4268070A (en) | Orifice flange clamp | |
| RU2749657C1 (ru) | Фланцевое соединение устьевого оборудования | |
| RU2760446C1 (ru) | Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления | |
| RU2753224C1 (ru) | Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты) | |
| SU1682527A1 (ru) | Устьевое разъемное фланцевое соединение | |
| RU2146000C1 (ru) | Колонная головка | |
| RU2746328C1 (ru) | Устройство для крепления фланцевого соединения на устье скважины | |
| RU2311525C2 (ru) | Устройство герметизации межколонного пространства | |
| RU2348791C2 (ru) | Колонная головка | |
| US8234786B2 (en) | Two-piece sealing device | |
| RU89230U1 (ru) | Межфланцевая заглушка | |
| RU2763154C1 (ru) | Крепление фланцевого соединения на устье скважины | |
| RU2655260C1 (ru) | Фланцевое соединение устьевого оборудования | |
| RU2749686C1 (ru) | Устройство для соединения фланцев при ремонте скважины | |
| EP0121322A1 (en) | Snap ring, boltless pipe joint |