Превентор

 

1. ПРЕВЕНТОР, включающий полый корпус с основанием, имеющим связанные со скважиной; осевой и аксиальный каналы, установленную в корпусе с возможностью осевого перемещения подпружиненную втулку с герметизатором, выполненным в виде самоуплотняющейся манжеты, имеющей внутренние цилиндрическую и нижнюю коническую поверхности, жестко связанные с основанием и установленный в его осевом канале польш конус с наружной конической поверхностью под коническую поверхност манжеты, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности управления провентором от внешнего источника давления с сохранением чувствительности к перепадам давления на устье без увеличения габаритов превентора, основание вьтолнено с внутренним кольцевым выступом, а нижняя часть втулки вьшолнена ступенчатой и образует с основанием и его выступом кольцевую полость, при этом основание выполнено с дополнительны (О ми каналами для связки кольцевой (Л полости с внешним источником давления и с полостью скважины и снабжено обратным клапаном, установленным в канале, сообщающем кольцевую полость с полостью скважины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„1266963 А 1 (51) 4 Е 21 В 33/()6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3782822/22-03 (22) 29.05.84 (46) 30.10.86. Бюл. № 40 (72) П,Л.Пшеничный (53) 622.245.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 905429, кл. Е 21 В 33/06, 1980, Авторское свидетельство СССР № 977703, кл. Е 21 В 33/06, 1981. (54)(57) 1. IIPEBEHTOP, включающий полый корпус с основанием, имеющим связанные со скважиной; осевой и аксиальный каналы, установленную в корпусе с возможностью осевого перемещения подпружиненную втулку с герметизатором, выполненным в виде самоуплотняющейся манжеты, имеющей внутренние цилиндрическую и нижнюю коническую поверхности, жестко связанные с основанием и установленный в его осевом канале полый конус с наружной конической поверхностью под коническую поверхность манжеты, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности управления провентором от внешнего источника давления с сохранением чувствительности к перепадам давления на устье без увеличения габаритов превентора, основание выполнено с внутренним кольцевым выступом, а нижняя часть втулки выполнена ступенчатой и образует с основанием и его выступом кольцевую полость, при этом основание выполнено с дополнительными каналами для связки кольцевой полости с внешним источником давления и с полостью скважины и снабжено обратным клапаном, установленным в канале, сообщающем кольцевую полость с полостью скважины.

1266963

2. Превентор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что конус свя=, зан с корпусом и с основанием резьбой.

3. Превентор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что он снабжен о завулканизированными в коническую часть самоуплотняющейся манжеты металлическими шариками, выступающими над ее поверхностью для взаимодействия с полым конусом.

4. Превентор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что корпус выИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к герметизаторам устья скважин, из которых ожидается выброс флюида под давлением.

Целью изобретения является обеспечение возможности управления превентором от внешнего источника давления с сохранением чувствительности к перепадам давления на устье скважины без увеличения габаритов превентора.

На фиг. 1 изображен превентор с . бурильной колонной в нем, вертикальный разрез (левее оси симметрии скважины загерметиэирована, правее— разгерметизирована); на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1 (конус-расширитель и манжета с завулканизированными в ее тело шариками, расположенными в один или несколько рядов, прилегающими к конусу с зазором между манжетой и конусом-расширителем), на фиг. 3 — зубчатый ключ для ручного расхаживания превентора.

Фланец превентора (фиг. 1) является его основанием и предназначен для стыковки превентора с нижерасположенным объектом. Вместо указанного основания может быть применен фланец, предназначенный под болтовое или шпилечное соединение, или хвос-, товик, предназначенный для стыковки превентора с полым валом подпятника, содержащим каналы, предназначенные для подвода охлаждающей среды.

Резьба в основании 1 предназначена полнен со сквозными отверстиями под элементы расхаживания.

5, Превентор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности отключения и включения бурового агрегата при срабатывании превентора, втулка установлена в корпусе с возможностью взаимодействия в крайнем . верхнем положении ее торца с реле управления буровым агрега

;том. для посадки в нее сменных конусов

2 с осевым ходом, например, 2-3 см и с переменными углами oc . На основании монолитно с ним расположен наружный цилиндрический бурт с резьбой 3 и радиальным отверстием 4.

Длина резьбового участка 3 принимается больше требуемой по условиям прочности для обеспечения возможности использования его при регулировании степени сжатия пружины. Внутри наружного бурта монолитно с ним расположен внутренний кольцевой выступ

5. В основании выполнены дополнитель15 ные каналы 6 и 7, соединяющие по-i лость скважины с кольцевой полостью

10, образованной между буртом и выступом основания. На отверстие 6 поставлен игольчатый клапан 8. Диаметрально противоположно отверстию 6 предусмотрено глухое отверстие 9 под ключ, приминяемый для монтажа и демонтажа превентора.

В основании выполнены дренажные отверстия 11, через которые кольцевая полость 10 сообщается с полостью скважины. Через них из скважины поступает флюид, а в скважину сбрасывается шлам. Резинометаллический сменный герметизатор содержит манжету

12 с завулканизированными в ее коническую часть одним или несколькими рядами шариков 13 и привулканизированной верхней частью втулки со шлиЗ цем под подкладную вилку, резьбой

15 и пружинным браслетом 16. Втулка выполнена ступенчатой, и ее нижняя

3 1"66 часть 17 связана с резьбой с верхней частью 14. Втулка содержит радиальные отверстия 18 под ручной рычаг, участок с кремальерной рейкой 19 и уплотнения 20 и 21. Нижняя часть 5

17 втулки нижним торцом входит в кольцевую полость 10. Втулка снабжена пружиной 22 и закрывается корпусом 23, который своей нижней частью навинчивается на резьбу 3 основания. 10

Манжета 12 наклонена на конус 2, образуя кольцевой зазор 24 между манжетой 12 и бурильной колонной 25 (показана тонкими линиями) ° Корпус

23, кроме резьбы, которой он часажен 15 на резьбу 3, содержит глухие радиальные отверстия 26 под ключ, сквозное отверстие 27 под рычаг для ручного расхаживания превентора, сквозное хордальное отверстие 28 под зубчатый 20 ключ 29, наклонный дренажный канал

30, уплотнение 31 и радиальное отверстие 32 для прохода рабочей среды, Корпус 23 образует с частями 14 и 17 втулки полость 33, а втулка образует 25 с манжетой полость 34. Между цилиндрической внутренней поверхностью конуса 2 и колонной 25 существует зазор 35.

При загерметизированной скважине манжета 12 прилегает к колонне 25, а между манжетой и сменным конусом

2 образуется зазор 36. Диаметр прохода D должен быть на 1-2 мм больше

1 диаметра муфты бурильной колонны В .

Величина хода Н герметизирующего блока зависит от угла м конуса 2.

Превентор работает следующим образом.

При отсутствии избыточного давле- 40 ния под превентором его манжета 12 занимает положение согласно фиг. 1 (правая сторона), отверстие 4 закрыто, каналы 6 и 7 открыты. Кольцевая полость 10 соединена с полостью 34, а следовательно, и с полостью скважины через дренажные отверстия 11. Манжета 12 своими шариками 13 взаимодействует с конусом 2, не прилегая к нему.

При повышении давления в скважине оно распространяется через отверстия 11 в полость 34, а через каналы

6 и 7 — в полость кольцевого цилиндра 10 и действует на основную пло. щадь F = (7D : 4) — (FED . 4) см и на дополнительную — F = (тР . 4) (цр,: 4) .

Флюид, вырвавшийся из скважины, устремляется под превентор через отверстие 11 в полость 34, а через отверстия 6 и 7 — в полость 10. При этом незначительная часть флюида прорвется через кольцевые зазоры 35 и 24 в атмосферу, а подавляющая его часть окажет давление на площадь F приподнимет герметизатор до положения, изображенного на левой стороне фиг. 1, после чего манжета 12 под воздействием своих физических свойств и браслева 16 войдет в контакт с бурильной колонной 25 и загерметизирует скважину, одновременно с этим торец верхней части 14 втулки, двигаясь вместе с манжетой, при взаимодействии с реле бурового агрегата мгновенно остановит его и подаст команду на включение нижерасположенных объектов обвязки устья скважины согласно программе.

При отсутствии избыточного давления под превентором и возникновении необходимости герметизации скважины или гидрофицированного расхаживания превентора клапан 8 закрывается, отверстия 4 и 32 открываются и через отверстие 4 подается рабочая среда в кольцевую полость 10, после чего герметизирующая манжета займет положение, изображенное на левой стороне фиг. 1, а скважина окажется загерметизированной.

При наличии необходимости гарантированного стопорения манжеты 12 в нижнем положении даже при наличии избыточного давления под превентором отверстие 4 открывается, а через отверстие 32 подается рабочая среда, смещающая до предела вниз герметизатор.

Такие же действия применяются при гидрофицированном расхаживании превентора.

Для ручного расхаживания превентора может быть применен рычаг, вводимый в отверстия 18 и 27, к свободному концу которого прикладывается мускульная сила в заданном направлении, в результате чего герметизирующая манжета с втулкой перемещается вверх или вниз.

Кроме того, для этой цели может быть применен зубчатый ключ 29 Т-об= разного профиля с кремальерной шестерней на свободном конце, ответной кремальерной рейке 19. Зубчатый кре1266963

5 мальерный ключ 29 помещается в хордальное отверстие 28 и взаимодействует с кремальерной рейкой 19.

В зависимости от физических свойств резины, из которой изготовлена манжена 12, подбирается конусрасширитель 2 с соответствующим углом. При твердой резине и низкой температуре окружающей среды принимается наименьший из числа ранее опробованных угол конуса-расширителя. При мягкой резине и высокой температуре окружающей среды принимается максимальный угол ос конуса-расширителя. Положение конуса-расширителя относительно манжеты регулируется глубиной его посадки в цоколь на резьбе. б

После регулировки величины сжатия пружины кожух 23 стопорится на резьбе 3 одним иэ известных способов.

При работе превентора во вращатель. ном режиме подвода гидро- или пневмопитания к нему не требуется. Его отверстия 4 и 32 запираются специальными нормализованными нтуцерами.

При работе превентора в статике

1п и при необходимости подвода к нему гидро- или пневмопитания к штуцерам подключаются быстросъемные шланги, Превентор устанавливается на устье так, что его втулка, подвижная в осевом направлении, в своем крайнем верхнем положении торцом взаимодействует с реле управления буровым агрегатом, 10

Составитель И.Кепке

Техред А.Кравчук Корректор А,Обручар г

Редактор А.Лежнина

Заказ 5734/25

Типаж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,. ул. Проектная, 4 !