Устройство для герметизации устья скважины

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для герметизации устья скважин при ликвидации открытых фонтанов. Цель - повышение герметизации устья и безопасности ведения работ по глушению фонтана за счет предотвращения выдавливания уплотнительного элемента (УЭ) под действием высокого давления. Устройство состоит из корпуса (К) 1 с присоединительным фланцем (ПФ) 2. На ПФ 2 размещается фланец противовыбросового оборудования 4. В К 1 размещен полый дифференциальный поршень 9 с конусной поверхностью для взаимодействия с клиньями 15. С помощью канала 14 в К 1 подпоршневая полость гидравлически связана с источником давления. На поршне 9 жестко установлены направляющие 10. Последние могут взаимодействовать с клиньями 15, имеющими выступы 22. Под УЭ 18 размещено армирующее кольцо 17, установленное коаксиально в К 1. Кольцо 17 выполнено с радиальными пазами на наружной поверхности для размещения в них выступов 22. Поверхности К 1 и ПФ 2 образуют кольцевую полость, гидравлически связанную с источником давления. В К 1 размещены фиксаторы 23 для взаимодействия с поршнем 9. Устройство работает следующим образом. Вне фонтана на ПФ 2 закрепляют противовыбросовое оборудование. Затем устройство наводят на обсадную колонну 8. Через канал 14 под поршень 9 подают давление. Поршень 9 перемещается вверх, при этом клинья 15 плотно охватывают обсадную колонну 8. Одновременно клинья 15, взаимодействуя с кольцом 17, поджимают УЭ 18, герметизируя пространство между обсадной колонной 8 и ПФ 2. Фонтан перекрывается с помощью установленного на ПФ 2 противовыбросового оборудования. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

союЗ СОВЕтсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН (51) 5 Е 21 В 33/03

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flo изОБРетениям и ОтнРытиям пРи Гинт сссР У ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-11 I (21) 4451047! 23-03 (22) 29.06.88 (46) 15.04,90. Бюл. № 14 (71) Военизированная часть Украинского нефтегазоразведочного района (72) Л.N.Êàëûíà, В.Г.Буглак, В.N.Æóðàâëåâ и В.Н.Польский (53) 622.245.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 956746, кл. Е 21 В 33/03, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ

УСТЬЯ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для герметизации устья скважин при ликвидации открытых фонтанов. Цель—

„„SU„„3557313 А1

2 повышение надежности герметизации устья и безопасности ведения работ по глушению фонтана за счет предотвращения выдавливания уплотнительного элемента (УЭ) под действием высокого давления. Устройство состоит иэ корпуса (К) 1 с присоединительным фланцем (ПФ) 2, На ПФ 2 размещается фланец противовыбросового оборудования 4. В К 1 размещен полый дифференциальный поршень 9 с конусной внутренней поверхностью для взаимодействия с клиньями 15. С помощью канала

14 в К 1 подпоршневая полость гидравлическн связана с источником давления. На поршне 9 жестко установлены направляющие 10. Последние мо1557313 гут взаимодействовать с клиньями 15, имеющими выступы 22. Под УЭ 18 размещено армирующее кольцо 17, установленное коаксиально в К t. Кольцо 17 вь.полнено с радиальными пазами на на,ружной поверхности для размещения в них выступов 22. Поверхности К t и ПФ 2 образуют кольцевую полость, гидравлически связанную с источником давления. В К 1 размещены фиксаторы

23 для взаимодействия с поршнем 9.

Устройство работает следующим образом. Вне фонтана *на ПФ 2 закрепляют

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использо- 20 вано при ликвидации фонтанов на скважинах.

Цель изобретения — повышение надежности герметизации устья и безопасности ведения работ по глушению 25 фонтана за счет предотвращения выдавливания уплотнительного элемента под действием высокого давления, На фиг.1 показано устройство с противовыбросовым оборудованием. 30 (ПВО), установленное на обсадную колонну, общий вид на фиг,2 — то же, закрепленное и загерметизированное на обсадной колонне; на фиг.3 — сече- ние А-А на фиг. 1; на фиг.4 - узел I 35 на фиг,1 (расположение выступов клиньев в пазах кольца, армирующего уплотнительный элемент, при наведении устройства на обсадную колонну); на фиг.5 - узел ХХ на фиг.2 (при закреп- 40 ленном и загерметизированном на об» садной колонне устройстве).

Устройство состоит из корпуса 1, в верхней части которого жестко установлен нрисоединительный фланец 2. 45

К последнему с помощью шпилек 3 крепится фланец 4 ПВО. У присоединительного фланца 2 имеются три кольцевых выступа 5 — 7. Кольцевой выступ 5 предназначен для упора в него обсадной колонны 8, Внутри корпуса f расположен полый дифференциальный поршень 9 с конической внутренней поверхностью, к которой жестко прикреплены направляющие 10. Установленный в корпусе 1 поршень 9 и кольцевой выступ 7 присоединительного фланце 2 образуют надпоршневую кольцевую полость.11. Поршень 9 также образует противовыбросовое оборудование. Затем устройство наводят на обсадную колонну 8. Через канал 14 под поршень

9 подают давление. Поршень 9 перемещается вверх, при этом клинья 15 плотно охватывают обсадную колонну

8. Одновременно клинья 15, взаимодействуя с кольцом 17, поджимают УЭ 18, герметизируя пространство между обсадной колонной 8 и ПФ 2. Фонтан перекрывается с помощью установленного на ПФ 2 противовыбросового оборудования. 2 э.п. ф-лы, 5 ил. с корпусом 1 подпоршневую кольцевую полость 12. Полости ft и 12 посредством каналов соответственно 13 и 14 имеют гидравлическую связь с источником давления (не йоказан). На направляющих 10 поршня 9 подвижно установлены клинья 15 со сменными плашками

16. С верхней частью клиньев 15 взаимодействует коаксиально размещенное в корпусе 1 кольцо 17, армирующее кольцевой фигурный уплотнительный элемент 18. Клинья 15 с плашками 16 и уплотнительный элемент 18 зафиксированы от проворота направляющими 10 со стопорами 19. Клинья 15 имеют в своей верхней части выступы 20, а кольцо 17 — радиальные пазы 21 на наружнои поверхности для размещения в них выступов 20. Внутренняя часть присоединительного фланца 2 между кольцевыми выступами 6 и 7 имеет коническую поверхность 22 для взаимодействия с клиньями 15. В нижней час ти корпуса 1 размещены механические фиксаторы 23 поршня 9. Корпус 1 имеет также коническую внутреннюю поверхность 24, параллельную поверхности 22, для взаимодействия с клиньями 15.

Устройство работает следующим образом.

Вне фонтанирующей скважины на присоединительный фланец 2 устанавливают и закрепляют ПВО. Между фланцами 2 и 4 размещают уплотнительное кольцо и производят затяжку шпилек 3, чем достигается полная герметизация фланцев 2 и 4.

Затем устройство вместе с установленным на нем ПВО натаскивают на обсадную колонну 8 до упора последней

5 15573 в кольцевой выступ 5. При этом уплотнительный элемент 18 с кольцом 17 и клинья 15 с плашками 16 располагаются коаксиально относительно обсадной колонны 8. Затем через канал 14

5 в подпоршневую полость 12 подается давление, которое воздействует на поршень 9 и смещает его вверх. При этом клинья 15 с плашкаии 16 перемещаются радиально к центру и вверх, плотно охватывая обсадную колонну 8.

Одновременно с этим клинья 15, взаимодействия выступами 20 с радиальными пазами 21 кольца 17, поджимают последнее вместе с унлотнительным элеиентои 18 вверх, герметизируя теи саиым пространство между наружной поверхностью обсадной колонны 8 и внутренней поверхностью присоединитель- 20 ного фланца 2. Поршень 9 с помощью фиксаторов 23 фиксируется в верхнем положении, после чего давление в полости 12 сбрасывается. Далее фонтан перекрывается с помощью ПВО., 25

Демонтаж устройства после снятия фиксаторов 23 осуществляется подачей давления через канал 13 в надпоршневую полость 11. При этом поршень 9 движется вниз, увлекая направляющими

10 клинья 15 с ллашкаии 16 и ариирующее кольцо 17 с уллотнительным элементом 18.

1 35

Использование данного устройства обеспечивает надежную герметизацию устья скважины и повышает безонасность производимых работ в условиях открытого фонтана.

13 6 ф о р м у л а ° и з о б р е т е н и я

1. Устройство для герметизации устья скважины, включающее корпус с радиальным каналом для связи с источником давления и присоединительным фланцеи с кольцевыми выступами в нижней части, размещенный на этом фланце фланец противовыбросового оборудования с крележныии элементами в виде шпилек с гайками, кольцевой уплотнительный элемент, полый дифференциаль-. ный поршень с конусной внутренней поверхностью для взаимодействия с клиньями, о т л и ч а ю .щ е е с я теи, что, с целью повышения надежности герметизации устья и безопасности ведения работ по глушению фонтана за счет .предотвращения выдавливания уплотнительного элемента под действием высокого давления, оно снабжено армирующим кольцом и жестко установленныии на поршне направляющими с воэможностью их взаимодействия с клиньями, которые выполнены с выступами, а армирующее кольцо размещено коаксиально в корпусе под уплотнительныи элементом, причем кольцо выполнено с радиальньвии пазами íà наружной поверхности для размещения в них выступов клиньев.

2. Устройство по п. 1» о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что присоеди-. нительный фланец и корпус образуют кольцевую полость, связанную гидравлически с источником давления.

3 ° Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я теи, что оно снабжено фиксаторами, размещенными в корпусе для взаимодействия с поршнем.

1557313

А-4

Составитель А.Кейбал

Редактор Н.Горват Техред N.Ходанич

Корректор B,Kàáàöèé. Заказ 705 Тираж 471 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101