RU2753224C1 - Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты) - Google Patents

Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты) Download PDF

Info

Publication number
RU2753224C1
RU2753224C1 RU2021104405A RU2021104405A RU2753224C1 RU 2753224 C1 RU2753224 C1 RU 2753224C1 RU 2021104405 A RU2021104405 A RU 2021104405A RU 2021104405 A RU2021104405 A RU 2021104405A RU 2753224 C1 RU2753224 C1 RU 2753224C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
segment
bolts
flange
wellhead
heads
Prior art date
Application number
RU2021104405A
Other languages
English (en)
Inventor
Радик Зяузятович Зиятдинов
Ришат Ильдарович Насрыев
Original Assignee
Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
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 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина
Priority to RU2021104405A priority Critical patent/RU2753224C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2753224C1 publication Critical patent/RU2753224C1/ru

Links

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
    • E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E21B33/038—Connectors used on well heads, e.g. for connecting blow-out preventer and riser
    • 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
    • F16L23/036—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by the tensioning members, e.g. specially adapted bolts or C-clamps

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)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при ремонте скважины для крепления устьевого фланца при эксплуатации скважины. Техническим результатом является сокращение продолжительности сборки фланцевого соединения устьевого оборудования, упрощение обслуживания устройства в работе, снижение длительности времени крепления гаек на шпильки или болты и снижение металлоёмкости конструкции. Фланцевое соединение устьевого оборудования содержит опорный и устьевой фланцы с отверстиями под шпильки или болты для крепления, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями. По первому варианту болты для крепления выполнены с сегментными головками, исключающими взаимное проворачивание между собой при затягивании гаек. При этом сегментные головки образуют кольцо с наружным диаметром – Dн и внутренним диаметром – Dв. Причем Dн соответствует Dн = Dмц – 1,5×d, а Dв соответствует Dв = Dмц + 1,5×d, где Dмц – диаметр болтовой окружности, мм, d – диаметр болтов, мм. При этом наружную длину окружности сегмента – L1 одной из равных между собой сегментных головок болтов определяют по зависимости L1 = π×Dн/n, где π = 3,14, Dн – наружный диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм, n – количество болтов с сегментными головками. Внутреннюю длину окружности сегмента – L2 одной из равных между собой сегментных головок болтов определяют по зависимости L2 = π×Dв/n, где π = 3,14, Dв – наружный диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм, n – количество болтов с сегментными головками. При этом сегментные головки болтов нижними торцами по всей своей площади контактируют с применяемым устьевым оборудованием, причём высоту a сегментных головок болтов принимают равной 0,8 высоты b гаек, причём болты и гайки имеют крупный шаг резьбы 3,0-4,0 мм. По второму варианту в устьевом фланце выполнены глухие резьбовые отверстия, количество которых равно количеству отверстий в опорном фланце. Причём при герметизации фланцевого соединения в глухие резьбовые отверстия устьевого фланца ввернуты шпильки. Глубина каждого глухого резьбового отверстия в 1,25 раза больше высоты резьбы каждой гайки, после предварительной установки уплотнительного кольца в канавку с конусной поверхностью опорного фланца. При этом шпильки и гайки имеют крупный шаг резьбы 3,0-4,0 мм. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при ремонте скважины с целью повышения герметичности крепления различного устьевого оборудования на опорном фланце скважины, а также для крепления устьевого фланца при эксплуатации скважины.
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 обеих аналогов устройства являются:
- 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;
- требование в обслуживании, обусловленное необходимостью использования двух гаечных ключей для затяжки шпилек при креплении устройства;
- высокая продолжительность времени крепления гаек на шпильку. Это обусловлено тем, что применяемые шпильки и гайки имеют мелкий шаг резьбы обычно 1,0-1,5, что увеличивает количество оборотов гаек при затягивании их на шпильки;
- высокая металлоёмкость конструкции, связанная с применением 12 шпилек и 24 гаек.
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:
- высокая продолжительность 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.
- требовательно в обслуживании, обусловленное необходимостью использования двух гаечных ключей для затяжки гаек на шпильках при герметизации фланцевого соединения;
- длительность времени крепление гаек на шпильку. Это обусловлено тем, что применяемые шпильки и гайки имеют мелкий шаг резьбы обычно 1,0-1,5, что увеличивает количество оборотов гаек при затягивании их на шпильки;
- высокая металлоёмкость конструкции, связанная с применением 12 шпилек и 24 гаек;
Техническими задачами изобретения являются сокращение продолжительности сборки фланцевого соединения устьевого оборудования, упрощение обслуживания устройства в работе, а также снижение длительности времени крепления гаек на шпильки или болты и снижение металлоёмкости конструкции.
Поставленные технические задачи решаются фланцевым соединением устьевого оборудования, содержащим опорный и устьевой фланцы с отверстиями под шпильки или болты для крепления, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями.
По первому варианту новым является то, что болты для крепления выполнены с сегментными головками, исключающими взаимное проворачивание между собой при затягивании гаек, при этом сегментные головки образуют кольцо с наружным диаметром - Dн и внутренним диаметром – Dв, причём наружный диаметр сегмента:
Dн = Dмц – 1,5×d,
а внешний диаметр сегмента:
Dв = Dмц + 1,5×d,
где Dмц – диаметр болтовой окружности, мм;
d – диаметр болтов, мм,
при этом наружную длину окружности сегмента – L1 одной из равных между собой сегментных головок болтов определяют по зависимости:
L1 = π× Dн /n,
где π = 3,14;
Dн – наружный диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм;
n – количество болтов с сегментными головками,
а внутреннюю длину окружности сегмента – L2 одной из равных между собой сегментных головок болтов определяют по зависимости:
L2 = π× Dв /n,
где π = 3,14;
Dв – наружный диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм;
n – количество болтов с сегментными головками,
при этом сегментные головки болтов нижними торцами по всей по всей своей площади контактируют с применяемым устьевым оборудованием, причём высоту - a сегментных головок болтов принимают равной 0,8 высоты - b гаек, причём болты и гайки имеют крупный шаг резьбы 3,0-4,0 мм.
По второму варианту новым является то, что в устьевом фланце выполнены глухие резьбовые отверстия, количество глухих резьбовых отверстий равно количеству отверстий в опорном фланце, причём при герметизации фланцевого соединения в глухие резьбовые отверстия устьевого фланца ввернуты шпильки, при этом глубина – с каждого глухого резьбового отверстия в 1,25 раза больше высоты – d резьбы каждой гайки, после предварительной установки уплотнительного кольца в канавку с конусной поверхностью опорного фланца, устьевой фланец шпильками устанавливается в отверстия опорного фланца и крепится гайками, совмещается уплотнительное кольцо с конусной поверхностью устьевого, причём шпильки и гайки имеют крупный шаг резьбы 3,0-4,0 мм.
На фиг. 1 схематично изображено фланцевое соединение устьевого оборудования по 1 варианту.
На фиг. 2 изображен вид сверху - А фланцевого соединения устьевого оборудования по первому варианту.
На фиг. 3 изображен болт с сегментной головкой фланцевого соединения устьевого оборудования по первому варианту.
На фиг. 4 изображен вид сверху – Б сегментной головки болта фланцевого соединения устьевого оборудования по первому варианту.
На фиг. 5 схематично изображено фланцевое соединение устьевого оборудования по второму варианту.
На фиг. 6 изображено сечение В-В фланцевого соединения устьевого оборудования по второму варианту.
На фиг. 7 изображено сечение С-С фланцевого соединения устьевого оборудования по второму варианту.
По первому варианту.
Фланцевое соединение устьевого оборудования содержит опорный 1 (см. фиг. 1) и устьевой 2 (см. фиг. 1, 2) фланцы с отверстиями (на фиг. 1 показано условно). При ремонте скважин качестве устьевого фланца применяется устьевое оборудование, предназначенное для проведения ремонтных работ в скважине. Например, комплект оборудования, герметизирующего модернизированный (КГОМ) 2 (на фиг. 1 показано схематично), имеющее нижний фланец
Опорный фланец 1 и нижний фланец КГОМ 2 оснащены канавками с конусной поверхностью под уплотнительное кольцо 3 (фиг. 1).
Наружные диаметры опорного 1 фланца и нижнего фланца КГОМ 2 равны между собой и составляют, например, 380 мм.
Для крепления опорного 1 фланца и нижнего фланца КГОМ 2 применяют болты, например, в количестве шести штук: 41; 42; 43; 44; 45; 46 (см. фиг. 1, 2, 3) с сегментными головками 51; 52; 53; 54; 55; 56(фиг. 1-4), исключающих взаимное проворачивание болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 между собой при затягивании гаек 61; 62; 63; 64; 65; 66 (см. фиг. 1).
После совмещения и установки болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 в отверстия опорного 1 фланца и нижнего фланца КГОМ 2 сегментные головки 51; 52; 53; 54; 55; 56 болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 образуют между собой кольцо (фиг. 2) с наружным диаметром - Dн и внутренним диаметром – Dв.
Наружный диаметр кольца определяют по формуле:
Dн = Dб + 1,5×d, (1)
где Dб – диаметр болтовой окружности, мм,
d – диаметр болтов, мм.
Внутренний диаметр кольца определяют по формуле:
Dв = Dб - 2×d, (2)
где Dб – диаметр болтовой окружности, мм,
d – диаметр болтов, мм.
Наружный и внутренний диаметр Dн и Dв кольца определен опытным путём в зависимости от диаметра болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 и это с одной стороны исключает разрыв сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55; 56 болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 при стягивании опорного 1 фланца и нижнего фланца КГОМ 2 , а с другой стороны исключает излишнюю металлоёмкость сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55; 56 болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46.
Наружную длину сегмента – L1 (см. фиг. 3 и 4) одной из равных между собой сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55; 56, соответствующих болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 определяют по зависимости:
L1 = π× Dн /n, (3)
где π = 3,14;
L1 - наружная длина сегмента одной их равных между собой сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55; 56 соответствующих болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46, мм;
Dн – наружный диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм;
n – количество болтов с сегментными головками, например 6 штук.
Внутреннюю длину окружности – L2 одной из равных между собой сегментных головок болтов определяют по зависимости
L2 = π× Dв /n, (4)
где π = 3,14;
L2 - наружная длина окружности одной их равных между собой сегментных
головкок 51; 52; 53; 54; 55; 56 соответствующих болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46;
Dв – внутренний диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм;
n – количество болтов с сегментными головками, например 6 штук.
Сегментные головки 51; 52; 53; 54; 55; 56 болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 нижними торцами по всей своей площади контактируют с применяемым устьевым оборудованием (верхним торцом нижнего фланца КГОМ 2).
Высоту - а сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55; 56 болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 принимают равной 0,8 высоты - b гаек 61; 62; 63; 64; 65; 66, т.е.
а = 0,8×b, (5)
Зависимости по формулам 1-4 получены опытным путём исходя из снижения металлоёмкости конструкции без снижения прочности фланцевого соединения устьевого оборудования.
Болты 41; 42; 43; 44; 45; 46 имеют, соответственно, крупный шаг 71; 72; 73; 74; 75; 76 (фиг. 1) резьбы (3,0-4,0 мм), например шаг 3,0.
Гайки 61; 62; 63; 64; 65; 66 имеют, соответственно, такой же крупный шаг 81; 82; 83; 84; 85; 86 резьбы 3,0 мм.
Устройство работает следующим образом.
Перед сборкой устройства изготавливают болты 41; 42; 43; 44; 45; 46 с соответствующими сегментными головками 51; 52; 53; 54; 55; 56 в зависимости от диаметра болтовой окружности Dб и высоте - b гаек 61; 62; 63; 64; 65; 66 по формулам (1-5).
Определяют размеры одной сегментной головки 51.
Например:
Диаметр – d каждого из болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46: d = 20 мм.
Диаметр болтовой окружности опорного фланца и нижнего фланца КГОМ 2, в которой выполнены отверстия под болты 41; 42; 43; 44; 45; 46: Dб = 200 мм.
Высота – b каждой из гаек 61; 62; 63; 64; 65; 66 = 20 мм.
Последовательно подставляя в формулы (1-5) получим:
Наружный диаметр кольца, образованного сегментными головками (51; 52; 53; 54; 55; 56) :
Dн = Dб + 1,5×d = 200 мм + 1,5×20 = 230 мм.
Внутренний диаметр сегментных головок (51; 52; 53; 54; 55; 56) кольца:
Dв = Dб - 1,5×d = 200 мм - 1,5×20 = 170 мм.
Определим наружную длину окружности – l1 равных между собой сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55;56:
L1 = π× Dн /n = (3,14 × 230 мм)/6 = 120,36 мм.
Определим внутреннюю длину окружности – l2 равных между собой сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55; 56:
L2 = π× Dв /n = (3,14 × 170 мм)/6 = 88,97 мм.
Так как высота - b каждой из гаек 61; 62; 63; 64; 65; 66 равна 20 мм, то высоту - а сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55; 56 болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 принимают равной
а = 0,8×20 мм = 16 мм.
Верхние концы болтов 41; 42; 43; 44; 45; 46 жестко и неподвижно соединяют с соответствующими сегментными головками 51; 52; 53; 54; 55; 56. Например, выполняют резьбовые отверстия (на фиг. 1, 2 не показано) в сегментных головках 51; 52; 53; 54; 55; 56 (см. фиг. 1, 2, 3) вворачивают в них соответствующие болты 41; 42; 43; 44; 45; 46 и обваривают с помощью сварки (на фиг. 1,2 не показано) с верхних и нижних торцов сегментных головок 51; 52; 53; 54; 55(см. фиг. 1, 2).
Далее приступают к сборке фланцевого соединения.
В канавку (на фиг. 1, 2 показано условно) с конусной поверхностью опорного фланца 1 (см. фиг. 1) устанавливают уплотнительное кольцо 3. Затем сверху на уплотнительное кольцо 3 канавкой с конусной поверхностью устанавливают нижний фланец КГОМ 2, после чего вращением КГОМ 2 относительно опорного фланца 1 совмещают их отверстия для крепления.
Далее в совмещённые отверстия опорного фланца 1 и фланца КГОМ 2 поочередно устанавливают болты 41; 42; 43; 44; 45; 46 (см. фиг. 1 и 2) в количестве 6 штук. В результате сегментные головки 51; 52; 53; 54; 55; образуют кольцо.
Затем снизу наворачивают гайки 61; 62; 63; 64; 65; 66 на соответствующие болты 41; 42; 43; 44; 45; 46 и гаечным ключом (на фиг. 1, 2 не показано) затягивают гайки 61; 62; 63; 64; 65; 66 (см. фиг. 1) на соответствующих болтах 41; 42; 43; 44; 45; 46.
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.
В 4 раза 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 необходимо завернуть 6 гаек, а не 24, как в прототипе.
Из-за наличия крупного шага резьбы (на всех болтах и гайках) из-за снижения количества оборотов вращения гаек относительно болтов в процессе крепления фланцевого соединения в 1,5-3 раза снижается длительность времени крепления гаек на болты.
Снижается металлоемкость конструкции так как высота сегментных головок болтов меньше высоты гаек фланцевого соединения.
Упрощается обслуживание устройства в работе, так как используется всего один гаечный ключ, а не два как описано в прототипе, так сверху сегментные головки болтов образующие кольцо самофиксируются между собой от вращения.
По второму варианту.
Фланцевое соединение устьевого оборудования содержит опорный 1 (см. фиг. 5, 7) и устьевой 2 фланцы (фиг. 5, 6) с отверстиями для крепления 91; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 910; 911; 912 (фиг. 5) и 101; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 108; 109; 1010; 1011; 1012 (фиг. 5, 6), соответственно.
Опорный фланец 1 и устьевой 2 оснащены канавками с конусной поверхностью под уплотнительное кольцо 3 (фиг. 5).
Наружные диаметры опорного 1 и устьевого 2 фланцев равны между собой и составляют, например 380 мм.
Отверстия 91; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 910; 911; 912 в опорном фланце 1 выполнены сквозными. Отверстия 101; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 108; 109; 1010; 1011; 1012 (фиг. 5, 6) в устьевом фланце 2 выполнены глухими резьбовыми.
Количество глухих резьбовых отверстий 101; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 108; 109; 1010; 1011; 1012 в устьевом фланце 2 равно количеству отверстий 91; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 910; 911; 912 в опорном фланце 1, например 12. C углом α =360°/12 = 30° между отверстиями.
При герметизации фланцевого соединения в глухие резьбовые отверстия 101; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 108; 109; 1010; 1011; 1012 устьевого фланца 2 ввернуты соответственно шпильки 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112 (фиг. 5).
Глубина - с каждого глухого резьбового отверстия 101; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 108; 109; 1010; 1011; 1012 в 1,25 раза больше высоты – d резьбы каждой гайки 121; 122; 123; 124; 125; 126; 127; 128; 129; 1210; 1211; 1212 (фиг. 5, 7), соответственно. т.е. с = 1,25 × d. Это соотношение длин резьб определено опытным путем и обеспечивает прочность крепления шпилечного соединения.
Шпильки 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112 имеют, соответственно, крупный шаг 131; 132; 133; 134; 135; 136; 137; 138; 139; 1310; 1311; 1312 (фиг. 5) резьбы (3,0-4,0 мм), например шаг равен 4,0 мм.
Гайки 121; 122; 123; 124; 125; 126; 127; 128; 129; 1210; 1211; 1212 имеют, соответственно, такой же крупный шаг 141; 142; 143; 144; 145; 146; 147; 148; 149; 1410; 1411; 1412 (фиг. 5) резьбы равный 4,0 мм.
Устройство работает следующим образом.
Для герметизации фланцевого соединения устьевого оборудования в глухие резьбовые отверстия 101; 102; 103; 104; 105; 106; 107; 108; 109; 1010; 1011; 1012 устьевого фланца 2 вворачивают шпильки 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112.
В канавку (на фиг. 5-7 показано условно) с конусной поверхностью опорного фланца 1 (см. фиг. 5) устанавливают уплотнительное кольцо 3. Сверху над опорным фланцем 1 размещают устьевой фланец 2 с ввернутыми в него шпильками 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112, после чего вращением устьевого фланца 2 относительно опорного фланца 1 совмещают шпильки 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112 со сквозными отверстиями 91; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 910; 911; 912 .
Затем опускают вниз устьевой фланец 2, при этом ввёрнутые в него шпильки 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112 проходят через сквозные отверстия 91; 92; 93; 94; 95; 96; 97; 98; 99; 910; 911; 912 опорного фланца 1, а уплотнительное кольцо 3 оказывается в канавке с конусной поверхностью устьевого фланца 2.
Затем вручную снизу наворачивают гайки 121; 122; 123; 124; 125; 126; 127; 128; 129; 1210; 1211; 1212 на соответствующие шпильки 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112.
Далее гаечным ключом (на фиг. 5 -7 не показано) затягивают гайки 121; 122; 123; 124; 125; 126; 127; 128; 129; 1210; 1211; 1212 на соответствующих шпильках 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112.
Например, из-за крупного шага резьбы равного 4, выполненного на гайках 121; 122; 123; 124; 125; 126; 127; 128; 129; 1210; 1211; 1212 и соответствующих шпильках 111; 112; 113; 114; 115; 116; 117; 118; 119; 1110; 1111; 1112, при наворачивании и затягивании совершают всего 6 оборотов гаек относительно неподвижных шпилек.
Фланцевое соединение устьевого оборудования собрано. Далее производят эксплуатацию скважины, например штанговым глубинным насосом. По окончании эксплуатации скважины производят разборку в обратной последовательности.
В два раза сокращается продолжительность сборки фланцевого соединения устьевого оборудования для эксплуатации скважины, так как для герметизации устья скважины необходимо завернуть 12 гаек, а не 24, как в прототипе.
Из-за наличия крупного шага резьб (на всех шпильках и гайках) из-за снижения количества оборотов вращения гаек относительно болтов в процессе крепления фланцевого соединения в 1,5-3 раза снижается длительность времени крепления гаек на шпильки;
Упрощается обслуживание устройства в работе, так используется всего один гаечный ключ, а не два как описано в прототипе, так сверху шпильки предварительно ввернуты в глухие резьбовые отверстия устьевого фланца.
Снизить металлоёмкость конструкции устройства за счёт исключения из конструкции фланцевого соединения верхнего ряда гаек, наворачиваемых сверху на шпильки (на верхнем торце устьевого фланца).
Предлагаемое фланцевое соединение устьевого оборудования по обеим вариантам позволяют:
- сократить продолжительности сборки фланцевого соединения устьевого оборудования;
- упростить обслуживание устройства в работе;
- снизить длительность времени крепления гаек на шпильки или болты;
- снизить металлоёмкость конструкции.

Claims (18)

1. Фланцевое соединение устьевого оборудования, содержащее опорный и устьевой фланцы с отверстиями под шпильки или болты для крепления, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями, отличающееся тем, что болты для крепления выполнены с сегментными головками, исключающими взаимное проворачивание между собой при затягивании гаек, при этом сегментные головки образуют кольцо с наружным диаметром - Dн и внутренним диаметром – Dв, причём наружный диаметр сегмента:
Dн = Dмц – 1,5×d,
а внешний диаметр сегмента:
Dв = Dмц + 1,5×d,
где Dмц – диаметр болтовой окружности, мм;
d – диаметр болтов, мм,
при этом наружную длину окружности сегмента L1 одной из равных между собой сегментных головок болтов определяют по зависимости:
L1 = π×Dн /n,
где π = 3,14;
Dн – наружный диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм;
n – количество болтов с сегментными головками,
а внутреннюю длину окружности сегмента L2 одной из равных между собой сегментных головок болтов определяют по зависимости:
L2 = π×Dв /n,
где π = 3,14;
Dв – наружный диаметр сегментных головок, образующих кольцо, мм;
n – количество болтов с сегментными головками,
при этом сегментные головки болтов нижними торцами по всей своей площади контактируют с применяемым устьевым оборудованием, причём высоту a сегментных головок болтов принимают равной 0,8 высоты b гаек, причём болты и гайки имеют крупный шаг резьбы 3,0-4,0 мм.
2. Фланцевое соединение устьевого оборудования, содержащее опорный и устьевой фланцы с отверстиями под шпильки или болты для крепления, уплотнительное кольцо, установленное между фланцами в канавках с конусными поверхностями, отличающееся тем, что в устьевом фланце выполнены глухие резьбовые отверстия, количество глухих резьбовых отверстий равно количеству отверстий в опорном фланце, причём при герметизации фланцевого соединения в глухие резьбовые отверстия устьевого фланца ввернуты шпильки, при этом глубина с каждого глухого резьбового отверстия в 1,25 раза больше высоты d резьбы каждой гайки, после предварительной установки уплотнительного кольца в канавку с конусной поверхностью опорного фланца, устьевой фланец шпильками устанавливается в отверстия опорного фланца и крепится гайками, совмещается уплотнительное кольцо с конусной поверхностью устьевого, причём шпильки и гайки имеют крупный шаг резьбы 3,0-4,0 мм.
RU2021104405A 2021-02-20 2021-02-20 Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты) RU2753224C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104405A RU2753224C1 (ru) 2021-02-20 2021-02-20 Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104405A RU2753224C1 (ru) 2021-02-20 2021-02-20 Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753224C1 true RU2753224C1 (ru) 2021-08-12

Family

ID=77349146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104405A RU2753224C1 (ru) 2021-02-20 2021-02-20 Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753224C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789726C1 (ru) * 2022-07-28 2023-02-07 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Крепление фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2224941C2 (ru) * 2001-11-29 2004-02-27 Нарбутовских Юрий Павлович Фланцевое соединение деталей
RU83117U1 (ru) * 2009-02-20 2009-05-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Фланцевое соединение
CN201666137U (zh) * 2009-11-17 2010-12-08 王益顺 一种新型法兰连接密封装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2224941C2 (ru) * 2001-11-29 2004-02-27 Нарбутовских Юрий Павлович Фланцевое соединение деталей
RU83117U1 (ru) * 2009-02-20 2009-05-20 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт центробежных и роторных компрессоров им. В.Б. Шнеппа" Фланцевое соединение
CN201666137U (zh) * 2009-11-17 2010-12-08 王益顺 一种新型法兰连接密封装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 28919-91, Фланцевые соединения устьевого оборудования, М.: Издательство стандартов, 1991. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789726C1 (ru) * 2022-07-28 2023-02-07 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Крепление фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9976544B2 (en) Pump fluid end assembly mounting system
US7992635B2 (en) System and apparatus for sealing a fracturing head to a wellhead
US4141574A (en) Means for locking threaded nozzles to a fire hydrant
CN200949440Y (zh) 快装式井口装置
BRPI0708023A2 (pt) porca hidráulica de corpo único
US8567508B2 (en) Wellhead change-out flange and method of use thereof
RU2753224C1 (ru) Фланцевое соединение устьевого оборудования (варианты)
CA2193052C (en) Oilfield stuffing box with polished rod alignment
RU2738559C1 (ru) Фланцевое соединение устьевого оборудования
RU2749657C1 (ru) Фланцевое соединение устьевого оборудования
RU2763154C1 (ru) Крепление фланцевого соединения на устье скважины
US4576400A (en) Riser repair assembly for underground irrigation systems
RU2760446C1 (ru) Способ крепления фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами и устройство для его осуществления
RU2749686C1 (ru) Устройство для соединения фланцев при ремонте скважины
RU2724695C1 (ru) Превентор со сменным кольцом и способ его установки на опорном фланце устьевой арматуры
RU2311525C2 (ru) Устройство герметизации межколонного пространства
RU2746328C1 (ru) Устройство для крепления фланцевого соединения на устье скважины
RU2796145C1 (ru) Переходная катушка устьевой арматуры для превентора с двумя рядами плашек (варианты)
RU2789726C1 (ru) Крепление фланцевого соединения шпильками с сегментными элементами
RU2348791C2 (ru) Колонная головка
RU187964U1 (ru) Устройство установки на скважине гидравлического цилиндра привода штангового скважинного насоса
RU2230177C1 (ru) Устройство для обвязки обсадных колонн на устье скважины (варианты)
RU188488U1 (ru) Устройство для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка
RU2655260C1 (ru) Фланцевое соединение устьевого оборудования
CN111927870A (zh) 一种组装型单边螺栓组件