RU55855U1 - Герметизатор устья скважины и вставка для герметизации трубных компоновок - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конструкции герметизатора, используемого для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с целью предотвращения газонефтеводопроявлений при выполнении работ на скважине, и также к конструкции вставки для герметизации трубных компоновок. Герметизатор содержит основание со сквозным осевым каналом, снабженное верхним и нижним фланцами, и вставку для герметизации трубных компоновок, установленную в осевом канале основания. Вставка включает корпус со сквозным осевым каналом, шаровой затвор для перекрытия осевого канала корпуса и расположенную внутри корпуса со стороны его верхнего торца втулку с фланцем, опирающимся на верхний торец корпуса вставки. Шаровой затвор состоит из шара со сквозным диаметральным отверстием, установленного внутри корпуса вставки с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса вставки, и средства поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот. Втулка и участок корпуса, примыкающий к шару, образуют соответственно верхнее седло и нижнее седла шара, которые взаимодействуют с шаром через опорные элементы. Каждый опорный элемент выполнен в виде кольца, которое имеет на своей обращенной к соответствующему седлу шара торцевой поверхности в зоне ее внешней периферийной части кольцевой бурт. Кольцевой бурт опирается на обращенную к нему поверхность соответствующего седла. Нижняя коническая часть корпуса вставки, устанавливаемая в осевом канале основания, снабжена снаружи кольцевыми уплотнительными элементами. Полезная модель обеспечивает повышении срока службы герметизатора в целом и используемой в нем вставки для герметизации трубных компоновок.

Description

Полезная модель относится к устьевому оборудованию, используемому при проведении работ на нефтяных и газовых скважинах. Конкретно заявляемая полезная модель относится к конструкции герметизатора, используемого для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с целью предотвращения газонефтеводопроявлений при выполнении текущего или капитального ремонта скважин, а также при проведении перфорационных, взрывных и других геофизических работ на скважине, и также к конструкции вставки для герметизации трубных компоновок.

Известен герметизатор устья скважины, содержащий основание со сквозным осевым каналом, снабженное верхним и нижним фланцами, вставку для герметизации трубных компоновок, установленную в осевом канале основания, ползуны для фиксации вставки в основании, расположенные с возможностью перемещения в радиальных каналах, выполненных в верхнем фланце основания, и средства перемещения ползунов в радиальных каналах. Вставка содержит корпус со сквозным осевым каналом, шаровой затвор для перекрытия осевого канала корпуса вставки при герметизации устья скважины, и расположенную внутри корпуса вставки со стороны его верхнего торца втулку с фланцем, опирающимся на верхний торец корпуса вставки. Нижняя часть корпуса вставки, служащая для установки в осевой канал основания, снабжена снаружи кольцевыми уплотнительными элементами. Шаровой затвор состоит из шара, установленного внутри корпуса вставки с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса вставки, и имеющего сквозное диаметральное отверстие, и средства поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, причем шар расположен в корпусе вставки таким образом, что при положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса вставки, а при положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса вставки. Втулка и участок корпуса, примыкающий к шару, образуют соответственно

верхнее седло и нижнее седло шара, взаимодействующие с последним через контактирующие с шаром опорные элементы, каждый из которых выполнен в виде кольца (см. RU 2160355, 2000 г.). Указанное техническое решение является аналогом как для заявляемого герметизатора, так и для вставки для герметизации трубных компоновок. Используемое в известном техническом решении конструктивное выполнение узла установки шара внутри вставки не позволяет «сгладить» нагрузки, возникающие при повороте шара и в процессе эксплуатации вставки, на контактирующие с шаром опорные элементы (кольца), вследствие чего возникает нежелательный преждевременный износ шарового затвора и тем самым снижается срок службы герметизатора в целом и используемой в нем вставки. Средство поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, примененное в известном техническом решении, имеет сложную конструкцию, предусматривающую наличие дополнительных элементов для ограничения поворота шара. Втулка вставки, образующая верхнее седло, соединена с корпусом вставки при помощи радиально установленных шпонок, закрытых сверху разрезным пружинным кольцом, охватывающим втулку и корпус в зоне их соединения; использование разрезного пружинного кольца в указанном соединительном узле не обеспечивает жесткое скрепление втулки с корпусом, необходимое для надежной работы вставки. Уплотнительные элементы, расположенные на наружной боковой поверхности вставки, образованы набором эластичных колец, установленных последовательно одно за другим и опирающихся одно на другое; при таком выполнении уплотнительных элементов происходит не только необходимая деформация эластичных колец в плоскостях, перпендикулярных оси вставки, но и нежелательное воздействие при такой деформации каждого кольца на контактирующее с ним соседнее кольцо.

Ближайшим аналогом к заявляемой группе полезных моделей является герметизатор устья скважины, содержащий основание со сквозным осевым каналом, снабженное верхним и нижним фланцами, вставку для герметизации трубных компоновок, установленную в осевом канале основания, ползуны для фиксации вставки в основании, расположенные с возможностью перемещения в радиальных каналах, выполненных в верхнем фланце основания, и средства перемещения ползунов

в радиальных каналах. Представленная в этом аналоге вставка содержит корпус со сквозным осевым каналом, нижняя часть которого, служащая для установки в осевой канал основания, снабжена снаружи кольцевыми уплотнительными элементами, шаровой затвор для перекрытия осевого канала корпуса вставки при герметизации устья скважины, и расположенную внутри корпуса вставки со стороны его верхнего торца втулку с фланцем, опирающимся на верхний торец корпуса вставки. Шаровой затвор состоит из шара, установленного внутри корпуса вставки с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса вставки, и имеющего сквозное диаметральное отверстие, и средства поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, причем шар расположен в корпусе вставки таким образом, что при положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса вставки, а при положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса вставки. Втулка и участок корпуса, примыкающий к шару, образуют соответственно верхнее седло и нижнее седло шара, взаимодействующие с последним через контактирующие с шаром опорные элементы, каждый из которых выполнен в виде кольца (см. RU 2191884, 2002 г.). Указанное техническое решение является аналогом как для заявляемого герметизатора, так и для вставки для герметизации трубных компоновок. Используемое в известном техническом решении конструктивное выполнение узла установки шара внутри вставки также не позволяет «сгладить» нагрузки, возникающие при повороте шара и в процессе эксплуатации вставки, на контактирующие с ним опорные элементы (кольца), вследствие чего возникает нежелательный преждевременный износ шарового затвора и тем самым снижается срок службы герметизатора в целом и используемой в нем вставки. Втулка вставки, образующая верхнее седло, соединена с корпусом вставки при помощи радиально установленных шпонок, закрытых сверху разрезным пружинным кольцом, охватывающим втулку и корпус в зоне их соединения; использование разрезного пружинного кольца в указанном соединительном узле также, как и в вышеприведенном первом аналоге, не обеспечивает жесткое скрепление втулки с корпусом, необходимое для надежной работы вставки. Уплотнительные элементы, расположенные на наружной боковой поверхности вставки, образованы набором эластичных

колец, установленных последовательно одно за другим и опирающихся одно на другое; при таком выполнении уплотнительных элементов происходит не только необходимая деформация эластичных колец в плоскостях, перпендикулярных оси вставки, но и нежелательное воздействие при такой деформации каждого кольца на контактирующее с ним соседнее кольцо.

Технический результат, который достигается при использовании предлагаемой группы полезных моделей, заключается в повышении срока службы герметизатора в целом и используемой в нем вставки для герметизации трубных компоновок.

Для достижения указанного технического результата предлагается герметизатор устья скважины, который содержит основание со сквозным осевым каналом, снабженное верхним и нижним фланцами, вставку для герметизации трубных компоновок, установленную в осевом канале основания, ползуны для фиксации вставки в основании, расположенные с возможностью перемещения в радиальных каналах, выполненных в верхнем фланце основания, и средства перемещения ползунов в радиальных каналах. Вставка содержит корпус со сквозным осевым каналом и кольцевыми уплотнительными элементами на боковой поверхности нижней части корпуса, служащей для установки в осевой канал основания, шаровой затвор для перекрытия осевого канала корпуса вставки при герметизации устья скважины, и установленную с возможностью вкручивания внутри корпуса вставки со стороны его верхнего торца втулку с фланцем. Шаровой затвор состоит из шара, установленного внутри корпуса вставки с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса вставки, и имеющего сквозное диаметральное отверстие, и средства поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, причем шар расположен в корпусе вставки таким образом, что при положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса вставки, а при положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса вставки. Втулка и участок корпуса, примыкающий к шару, образуют соответственно верхнюю седловину и нижнюю седловину шара, взаимодействующие с последним через контактирующие с шаром опорные элементы - седла, каждое из которых выполнено в виде кольца, имеющего

на своей обращенной к соответствующему седловине торцевой поверхности в зоне ее внешней периферийной части кольцевой бурт, опирающийся на обращенную к нему поверхность соответствующей седловины.

Нижняя часть корпуса вставки, служащая для установки в осевой канал основания, имеет коническую форму, при этом сквозной осевой канал основания выполнен коническим, по меньшей мере, на части своей длины, а конусная поверхность нижней части корпуса вставки соответствует боковой поверхности конической части канала основания.

Втулка установлена в корпусе вставки посредством резьбового соединения, при этом на боковой поверхности осевого отверстия втулки выполнена резьба под присоединяемый сверху резьбовой патрубок.

Втулка закреплена на корпусе вставки преимущественно посредством крепежных элементов, например винтов, проходящих через фланец втулки и верхний участок корпуса, при этом ось каждого крепежного элемента параллельна оси осевого канала вставки.

Вставка имеет, по меньшей мере, два кольцевых уплотнительных элемента, каждый из которых установлен в соответствующей ему кольцевой канавке, выполненной на конической боковой поверхности нижней части корпуса, причем кольцевые уплотнительные элементы установлены в кольцевых канавках с разной степенью натяжения.

Опорные элементы - седла выполнены, например из сополимеров, например полиамида 610L.

Средство поворота шара из открытого положения в закрытое и наоборот содержит поворотный шток, расположенный, в выполненном в корпусе вставки боковом канале, перпендикулярно оси осевого канала корпуса и подсоединенный к шару, и рукоятку, установленную на хвостовике поворотного штока, торец которого снабжен риской, идентифицирующей положение шара.

Поворотный шток выполнен в виде цилиндрического ступенчатого стержня со ступенями меньшего и большего диаметра, при этом ступени меньшего диаметра ограничены с двух сторон ступенями большего диаметра с образованием

кольцевых канавок, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы штока.

На боковой поверхности нижней части корпуса вставки, служащей для установки в осевой канал основания, выполнена кольцевая канавка для захода ползунов при фиксации вставки в оснований.

Стенка каждого радиального канала, выполненного в верхнем фланце основания, со стороны боковой поверхности этого фланца имеет резьбовой участок, а каждое средство перемещения ползунов в радиальных каналах содержит рукоятку, установленную в обечайке, а также соосно расположенные втулку, размещенную в радиальном канале со стороны боковой поверхности верхнего фланца и имеющую резьбовой участок на своей наружной поверхности, взаимодействующий с резьбовым участком стенки радиального канала, и резьбовой участок на своей внутренней поверхности, и обойму, имеющую форму стакана, посаженного со стороны своего открытого торца на хвостовую часть ползуна и имеющего на своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбовым участком на внутренней поверхности втулки, причем на наружной стороне донной части стакана выполнен хвостовик, на котором посредством разъемного соединения зафиксирована обойма рукоятки.

На торцевых поверхностях верхнего и нижнего фланцев основания выполнены кольцевые канавки, служащие для размещения уплотнительного кольца.

Обечайка рукоятки средства перемещения ползунов закреплена на хвостовике стакана посредством винта, установленного в боковой стенке обечайки.

Ползун имеет цилиндрическую форму, при этом диаметр основной части ползуна, к которой примыкает его хвостовая часть, больше диаметра хвостовой части, причем стакан выполнен с возможностью воздействия своим открытым торцем при своем перемещении на торец основной части ползуна, образованный на участке перепада диаметров частей ползуна.

На наружной поверхности основной части ползуна имеется паз, в который входит ограничитель, расположенный в отверстии, выполненном в верхнем фланце, и позволяющий исключить проворачивание ползуна в радиальном канале при поступательном перемещении. Кроме того, на наружной поверхности основной

части ползуна может быть выполнена кольцевая канавка, в которой расположено уплотнительное кольцо.

В качестве второго объекта группы полезных моделей предлагается вставка для герметизации трубных компоновок, которая содержит корпус со сквозным осевым каналом и кольцевыми уплотнительными элементами на боковой поверхности нижней части корпуса, служащей для установки в осевой канал основания, шаровой затвор для перекрытия осевого канала корпуса вставки при герметизации устья скважины, и расположенную внутри корпуса вставки со стороны его верхнего торца втулку о фланцем. Шаровой затвор состоит из шара, установленного внутри корпуса вставки с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса вставки, и имеющего сквозное диаметральное отверстие, и средства поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, причем шар расположен в корпусе вставки таким образом, что при положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса вставки, а при положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса вставки. Втулка и участок корпуса, примыкающий к шару, образуют соответственно верхнюю седловину и нижнюю седловину шара, взаимодействующие с последним через контактирующие с шаром опорные элементы - седлв, каждый из которых выполнен в виде кольца, имеющего на своей обращенной к соответствующему седловине торцевой поверхности в зоне ее внешней периферийной части кольцевой бурт, опирающийся на обращенную к нему поверхность соответствующей седловины.

Нижняя часть корпуса вставки, служащая для установки в осевой канал основания герметизатора устья скважины, имеет коническую форму, соответствующую конической поверхности осевого канала основания.

Втулка установлена в корпусе вставки посредством резьбового соединения, при этом на боковой поверхности осевого отверстия втулки выполнена резьба под присоединяемый сверху резьбовой патрубок.

Втулка закреплена на корпусе вставки преимущественно посредством крепежных элементов, например винтов, проходящих через фланец втулки и верхний

участок корпуса, при этом ось каждого крепежного элемента параллельна оси осевого канала вставки.

Вставка имеет, по меньшей мере, два кольцевых уплотнительных элемента, каждый из которых установлен в соответствующей ему кольцевой канавке, выполненной на конической боковой поверхности нижней части корпуса.

Кольцевые уплотнительные элементы установлены в кольцевых канавках с разной степенью натяжения.

Опорные элементы - седла выполнены, например из сополимеров, например полиамида 610L.

Средство поворота шара из открытого положения в закрытое и наоборот содержит поворотный шток, расположенный, в выполненном в корпусе вставки боковом канале, перпендикулярно оси осевого канала корпуса и подсоединенный к шару, и рукоятку, установленную на хвостовике поворотного штока, торец которого снабжен риской, идентифицирующей положение шара.

Поворотный шток выполнен в виде цилиндрического ступенчатого стержня со ступенями меньшего и большего диаметра, при этом ступени меньшего диаметра ограничены с двух сторон ступенями большего диаметра с образованием кольцевых канавок, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы штока.

Благодаря выполнению используемых в шаровом затворе вставки кольцевых опорных элементов, контактирующих с шаром, с кольцевым буртом, эти элементы опираются на обращенную к нему поверхность соответствующей седловины только посредством бурта, при этом остальная часть кольца образует со стороны отверстия кольца кольцевую консоль, которая в значительной степени амортизирует действие нагрузок, возникающих при вращении шара и при эксплуатации вставки, на контактирующие с шаром опорные элементы. При вкручивании втулки уплотнительные кольца прижимаются к шару, тем самым увеличивается герметизация при износе уплотнительных колец-седл. В результате предотвращается преждевременный износ шара и опорных элементов (колец) и повышается срок службы герметизатора в целом и используемой в нем вставки. Соединение втулки вставки, образующей верхнюю седловину, с корпусом вставки при помощи

крепежных элементов, проходящих вертикально через фланец втулки и верхний участок корпуса, обеспечивает жесткое скрепление втулки с корпусом, необходимое для надежной работы вставки, устанавливаемой в герметизаторе.

Полезная модель поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображено основание герметизатора устья скважины, вид спереди с частичным разрезом; на фиг.2 - вставка для герметизации трубных компоновок, общий вид; на фиг.3 - вставка для герметизации трубных компоновок в разобранном состоянии; на фиг.4 - вставка для герметизации трубных компоновок, вид спереди с частичным разрезом; на фиг.5 - вставка для герметизации трубных компоновок, вид сбоку; на фиг.6 - вставка для герметизации трубных компоновок, вид сверху.

Герметизатор устья скважины при проведении геофизических работ содержит основание 1 со сквозным осевым каналом 2 и вставку 3 для герметизации трубных компоновок. Преимущественно корпус 4 основания 1 выполнен цилиндрическим. Канал 2 в основании 1 может быть выполнен цилиндрическим по всей своей длине или коническим, по меньшей мере, на части своей длины, как показано на фиг.1. При выполнении канала 2 коническим большее основание конуса обращено наружу со стороны верхнего фланца.

Основание 1 имеет нижний фланец 5 и верхний фланец 6. В верхнем фланце 6 выполнены радиальные сквозные каналы 7. Стенка 8 каждого радиального канала 7 со стороны боковой поверхности 9 верхнего фланца 6 имеет резьбовой участок 10.

В сквозном осевом канале 2 основания 1 установлена вставка 3 для герметизации трубных компоновок.

Вставка содержит корпус 11 со сквозным осевым каналом 12. Нижняя часть 13 корпуса 11 имеет коническую форму и служит для установки в конической части канала 2 основания 1. Конусная поверхность нижней части 13 соответствует боковой поверхности конической части канала 2. На боковой поверхности нижней части канала 12 выполнена резьба 14 под присоединяемый снизу к вставке 3 патрубок с резьбовым ниппелем, который прикручивается к насосно-компрессорной трубе (НКТ).

На боковой поверхности нижней части 13 корпуса 11 выполнены кольцевые канавки 15, в которых, с разной степенью натяжения, установлены кольцевые уплотнительные элементы 16.

Внутри корпуса 11 со стороны его верхнего торца 17 установлена втулка 18 с фланцем 19. Осевое отверстие 20 втулки 18 образует часть осевого канала 12 корпуса 11.

Втулка 18 установлена в корпусе 11 посредством резьбового соединения 21. На боковой поверхности осевого отверстия 20 втулки 18 выполнена резьба 22 под резьбовой ниппель насосно-компрессорной трубы.

Дополнительно втулка 18 закреплена на корпусе 11 посредством крепежных элементов, например винтов 23, которые проходят через фланец 19 втулки 18 и верхний участок корпуса 11. Ось каждого винта 23 параллельна оси канала 12 вставки. Фланец 19 имеет гнезда 24 для заглубления в них головок винтов 23.

В корпусе 11 вставки расположен шаровой затвор для перекрытия осевого канала 12 корпуса 11 при герметизации устья скважины.

Шаровой затвор состоит из шара 25, который установлен внутри корпуса 11 вставки 3, и средства 26 поворота шара. Шар 25 установлен в корпусе 11 с возможностью вращения вокруг оси 27, перпендикулярной оси 28 канала 12 корпуса 11 вставки 3. В теле шара 25 выполнено сквозное диаметральное отверстие 29. Средство 26 обеспечивает поворот шара 25 из положения «открыто» в положение «закрыто», и наоборот, при этом шар 25 расположен в корпусе 11 вставки 3 таким образом, что при положении «открыто» отверстие 29 шара 25 совпадает с осевым каналом 12 корпуса 11 вставки 3, а при положении «закрыто» поверхность шара 25 перекрывает осевой канал 12.

Втулка 18 и участок 30 корпуса 11, примыкающий к шару 25, образуют соответственно верхнюю седловину и нижнюю седловину шара 25, которые взаимодействуют с шаром 25 через опорные элементы - седла. Каждый из опорных элементов выполнен в виде кольца 31 из эластичного материала, обладающего высокой износостойкостью, например сополимеров, полиуретана, полиамида 610L и т.д. Форма поверхности 32 кольца 31, взаимодействующей с шаром 25, соответствует поверхности шара. На торцевой поверхности каждого кольца 31, обращенной

к соответствующей седловине имеется кольцевой бурт 33, который образует выступающую над упомянутой торцевой поверхностью кольцевую ступеньку и опирается на обращенную к нему поверхность (позиции 34 и 35) соответствующей седловины. Кольцевой бурт 33 расположен в зоне внешней периферийной части кольца 31 и его наружная боковая поверхность является продолжением наружной боковой поверхности кольца 31. Таким образом, бурт 33 выполнен заодно с кольцом 31 и образует вместе с кольцом ступенчатый профиль. При таком выполнении часть кольца 31, находящаяся за пределами бурта 33 образует со стороны отверстия кольца кольцевую консоль 36.

Средство 26 поворота шара 25 содержит шток 37, установленный с возможностью поворота в выполненном в корпусе 11 вставки 3 боковом канале 38. Ось канала 38 перпендикулярна оси осевого канала 12 корпуса 11 вставки. Шток 37 выполнен в виде цилиндрического ступенчатого стержня со ступенями 39 меньшего диаметра и ступенями 40 большего диаметра. Ступени 39 меньшего диаметра ограничены с двух сторон ступенями 40 большего диаметра с образованием кольцевых канавок 41. В канавках 41 расположены кольцевые уплотнительные элементы 42. На одном из концов штока 37 имеется хвостовик 43, на котором устанавливается рукоятка 44, управляющая поворотом штока 37, при этом на торце хвостовика 43 выполнена риска 71 идентифицирующая положение шара. На другом конце штока 37 предусмотрен хвостовик 45, установленный в гнезде 46 шара 25, выполненном со стороны боковой поверхности последнего.

На боковой поверхности конической нижней части корпуса 11 вставки 3 выполнена кольцевая канавка 47.

В каждом радиальном канале 7 верхнего фланца 6 основания 1 расположен ползун 48, который при перемещении в направлении вертикальной оси основания 1 заходит в кольцевую канавку 47, выполненную на боковой поверхности нижней части корпуса 11 вставки 3, и фиксирует вставку в основании 1. На наружной поверхности ползуна 48 выполнена кольцевая канавка 49, в которой расположено уплотнительное кольцо 50. Кроме того, на наружной поверхности основной части 51 ползуна 48 имеется паз 52, в который входит ограничитель 53, расположенный в отверстии, выполненном в верхнем фланце 6. Ограничитель 53 позволяет исключить

проворачивание ползуна 48 в радиальном канале 7 при поступательном перемещении ползуна.

Имеется средство перемещения ползуна 48 в радиальном канале 7, которое содержит рукоятку 54, установленную в отверстиях 55 обечайки 56 перпендикулярно оси последней. Рукоятка 54 может перемещаться в отверстиях 55 относительно обечайки 56. Кроме того, средство перемещения ползуна 48 включает в себя соосно расположенные втулку 57 с фланцем и обойму 58.

Втулка 57 установлена в радиальном канале 7 со стороны боковой поверхности верхнего фланца 6. На наружной поверхности втулки 57 имеется резьбовой участок, который взаимодействует с резьбовым участком 10 стенки радиального канала 7. На внутренней поверхности втулки 57 предусмотрен резьбовой участок 60.

Обойма 58 имеет форму стакана, посаженного со стороны своего открытого торца на хвостовую часть 61 ползуна 48. Диаметр хвостовой части 61 меньше диаметра основной части 51 ползуна 48. На наружной поверхности стакана выполнена резьба 62, взаимодействующая с резьбовым участком 60 на внутренней поверхности втулки 57. Донная часть 63 стакана выступает за пределы его боковой поверхности, образуя бурт 64, который с одной стороны может упираться во фланец втулки 57, а с другой контактирует с торцем обечайки 56.

На наружной стороне донной части 63 стакана выполнен хвостовик 65, на который устанавливается обечайка 56 до упора в бурт 64. Обечайка 56 зафиксирована на хвостовике 65 посредством винта 66.

В донной части 63 и хвостовике 65 стакана имеется дроссельное отверстие 67 для подачи смазки.

На торцевых поверхностях 68 верхнего фланца 6 и нижнего фланца 5 выполнены кольцевые канавки 69, служащие для размещения уплотнительного кольца. К канавке 69 со стороны осевого канала 2 основания 1 может примыкать кольцевой буртик 70, ограничивающий возможное смещение уплотнительного кольца.

Перед установкой съемной вставки 3 в основание 1 предварительно осуществляют сборку вставки в единый узел. Устанавливают рукоятку 44 на хвостовик

43 штока 37. Проверяют положение шарового затвора во вставке 3 по расположению риски 71, которая имеется на торце поворотного штока 37. Если риска расположена вдоль продольной оси (вертикально) - шар открыт, если риска расположена перпендикулярно продольной оси (горизонтально) - шар закрыт. При необходимости шар переводят с помощью съемной рукоятки 44 в требуемое положение. После установки шара в закрытое положение снимают рукоятку, и вставка готова к эксплуатации.

При герметизации устья скважины с трубной подвеской подготовленную вставку 3 навинчивают на колонну НКТ, удаляют спайдер и опускают вставку 3 в конусное отверстие осевого канала 2 основания 1 до полной разгрузки элеватора. Синхронно вращая две рукоятки 54 ползунов 48 (на 7-9 оборотов по часовой стрелке), фиксируют вставку 3 в основании 1 выдвижными ползунами 48, которые при вращении рукояток 54 перемещаются в направлении центральной оси основания и заходят в кольцевую канавку 47, выполненную на боковой поверхности нижней части 13 корпуса 11 вставки.

При необходимости герметизации устья скважины без трубной подвески удаляют спайдер, опускают вставку 3 в конусное отверстие осевого канала 2 основания 1 и фиксируют ее выдвижными ползунами 48, при этом никакой подвески в качестве пригруза для вставки 3 не требуется

Присоединяют к вставке 3 подъемный патрубок сверху под размер трубного элеватора и патрубок снизу с резьбовым ниппелем под размер поднимаемых насосно-компрессорных труб.

Claims (24)

1. Герметизатор устья скважины, характеризующийся тем, что он содержит основание со сквозным осевым каналом, снабженное верхним и нижним фланцами, вставку для герметизации трубных компоновок, установленную в осевом канале основания, ползуны для фиксации вставки в основании, расположенные с возможностью перемещения в радиальных каналах, выполненных в верхнем фланце основания, и средства перемещения ползунов в радиальных каналах, при этом вставка содержит корпус со сквозным осевым каналом и кольцевыми уплотнительными элементами на боковой поверхности нижней части корпуса, служащей для установки в осевой канал основания, шаровой затвор для перекрытия осевого канала корпуса вставки при герметизации устья скважины, и установленную с возможностью вкручивания внутри корпуса вставки со стороны его верхнего торца втулку с фланцем, шаровой затвор состоит из шара, установленного внутри корпуса вставки с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса вставки, и имеющего сквозное диаметральное отверстие, и средства поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, причем шар расположен в корпусе вставки таким образом, что при положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса вставки, а при положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса вставки, причем втулка и участок корпуса, примыкающий к шару, образуют соответственно верхнюю седловину и нижнюю седловину шара, взаимодействующие с последним через контактирующие с шаром опорные элементы - седла, каждое из которых выполнено в виде кольца, имеющего на своей обращенной к соответствующей седловине торцевой поверхности в зоне ее внешней периферийной части кольцевой бурт, опирающийся на обращенную к нему поверхность соответствующей седловины.

2. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что нижняя часть корпуса вставки, служащая для установки в осевой канал основания, имеет коническую форму, при этом сквозной осевой канал основания выполнен коническим, по меньшей мере, на части своей длины, а конусная поверхность нижней части корпуса вставки соответствует боковой поверхности конической части канала основания.

3. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что втулка установлена в корпусе вставки посредством резьбового соединения, при этом на боковой поверхности осевого отверстия втулки выполнена резьба под присоединяемый сверху резьбовой патрубок.

4. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что втулка закреплена на корпусе вставки посредством крепежных элементов, например винтов, проходящих через фланец втулки и верхний участок корпуса, при этом ось каждого крепежного элемента параллельна оси осевого канала вставки.

5. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что вставка имеет, по меньшей мере, два кольцевых уплотнительных элемента, каждый из которых установлен в соответствующей ему кольцевой канавке, выполненной на конической боковой поверхности нижней части корпуса.

6. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что опорные элементы - седла выполнены, например из сополимеров, например полиамида 610L.

7. Герметизатор по п.5, характеризующийся тем, что кольцевые уплотнительные элементы установлены в кольцевых канавках на боковой поверхности нижней части корпуса вставки с разной степенью натяжения.

8. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что средство поворота шара из открытого положения в закрытое и наоборот содержит поворотный шток, расположенный, в выполненном в корпусе вставки боковом канале, перпендикулярно оси осевого канала корпуса и подсоединенный к шару, и рукоятку, установленную на хвостовике поворотного штока, торец которого снабжен риской, идентифицирующей положение шара.

9. Герметизатор по п.7, характеризующийся тем, что поворотный шток выполнен в виде цилиндрического ступенчатого стержня со ступенями меньшего и большего диаметра, при этом ступени меньшего диаметра ограничены с двух сторон ступенями большего диаметра с образованием кольцевых канавок, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы штока.

10. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что на боковой поверхности нижней части корпуса вставки, служащей для установки в осевой канал основания, выполнена кольцевая канавка для захода ползунов при фиксации вставки в основании.

11. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что стенка каждого радиального канала, выполненного в верхнем фланце основания, со стороны боковой поверхности этого фланца имеет резьбовой участок, а каждое средство перемещения ползунов в радиальных каналах содержит рукоятку, установленную в обечайке, а также соосно расположенные втулку, размещенную в радиальном канале со стороны боковой поверхности верхнего фланца и имеющую резьбовой участок на своей наружной поверхности, взаимодействующий с резьбовым участком стенки радиального канала, и резьбовой участок на своей внутренней поверхности, и обойму, имеющую форму стакана, посаженного со стороны своего открытого торца на хвостовую часть ползуна и имеющего на своей наружной поверхности резьбу, взаимодействующую с резьбовым участком на внутренней поверхности втулки, причем на наружной стороне донной части стакана выполнен хвостовик, на котором посредством разъемного соединения зафиксирована обойма рукоятки.

12. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что на торцевых поверхностях верхнего и нижнего фланцев основания выполнены кольцевые канавки, служащие для размещения уплотнительного кольца.

13. Герметизатор по п.10, характеризующийся тем, что обечайка рукоятки средства перемещения ползунов закреплена на хвостовике стакана посредством винта, установленного в боковой стенке обечайки.

14. Герметизатор по п.10, характеризующийся тем, что ползун имеет цилиндрическую форму, при этом диаметр основной части ползуна, к которой примыкает его хвостовая часть, больше диаметра хвостовой части, причем стакан выполнен с возможностью воздействия своим открытым торцем при своем перемещении на торец основной части ползуна, образованный на участке перепада диаметров частей ползуна.

15. Герметизатор по п.14, характеризующийся тем, что на наружной поверхности основной части ползуна имеется паз, в который входит ограничитель, расположенный в отверстии, выполненном в верхнем фланце, и позволяющий исключить проворачивание ползуна в радиальном канале при поступательном перемещении.

16. Герметизатор по п.14, характеризующийся тем, что на наружной поверхности основной части ползуна выполнена кольцевая канавка, в которой расположено уплотнительное кольцо.

17. Вставка для герметизации трубных компоновок, характеризующаяся тем, что она содержит корпус со сквозным осевым каналом и кольцевыми уплотнительными элементами на боковой поверхности нижней части корпуса, служащей для установки в осевой канал основания, шаровой затвор для перекрытия осевого канала корпуса вставки при герметизации устья скважины, и установленную с возможностью вкручивания внутри корпуса вставки со стороны его верхнего торца втулку с фланцем, шаровой затвор состоит из шара, установленного внутри корпуса вставки с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса вставки, и имеющего сквозное диаметральное отверстие, и средства поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, причем шар расположен в корпусе вставки таким образом, что при положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса вставки, а при положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса вставки, а втулка и участок корпуса, примыкающий к шару, образуют соответственно верхнюю седловину и нижнюю седловину шара, взаимодействующие с последним через контактирующие с шаром опорные элементы - седла, каждое из которых выполнено в виде кольца, имеющего на своей обращенной к соответствующей седловине торцевой поверхности в зоне ее внешней периферийной части кольцевой бурт, опирающийся на обращенную к нему поверхность соответствующей седловине.

18. Вставка по п.17, характеризующаяся тем, что нижняя часть корпуса вставки, служащая для установки в осевой канал основания герметизатора устья скважины, имеет коническую форму, соответствующую конической поверхности осевого канала основания.

19. Вставка по п.17, характеризующаяся тем, что втулка установлена в корпусе вставки посредством резьбового соединения, при этом на боковой поверхности осевого отверстия втулки выполнена резьба под присоединяемый сверху резьбовой патрубок.

20. Вставка по п.17, характеризующаяся тем, что втулка закреплена на корпусе вставки посредством крепежных элементов, например винтов, проходящих через фланец втулки и верхний участок корпуса, при этом ось каждого крепежного элемента параллельна оси осевого канала вставки.

21. Вставка по п.17, характеризующаяся тем, что она имеет, по меньшей мере, два кольцевых уплотнительных элемента, каждый из которых установлен в соответствующей ему кольцевой канавке, выполненной на конической боковой поверхности нижней части корпуса.

22. Вставка по п.21, характеризующаяся тем, что кольцевые уплотнительные элементы установлены в кольцевых канавках на боковой поверхности нижней части корпуса вставки с разной степенью натяжения.

23. Вставка по п.17, характеризующаяся тем, что средство поворота шара из открытого положения в закрытое и наоборот содержит поворотный шток, расположенный, в выполненном в корпусе вставки боковом канале, перпендикулярно оси осевого канала корпуса и подсоединенный к шару, и рукоятку, установленную на хвостовике поворотного штока, торец которого снабжен риской, идентифицирующей положение шара.

24. Вставка по п.23, характеризующаяся тем, что поворотный шток выполнен в виде цилиндрического ступенчатого стержня со ступенями меньшего и большего диаметра, при этом ступени меньшего диаметра ограничены с двух сторон ступенями большего диаметра с образованием кольцевых канавок, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы штока.