Превентор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

isi>s Е 21 В 33/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4604638/03 (22) 11.11.88 (46) 15.01,91. Бюл. hh 2 (75) fl.Ë.ÏøåíèNíûé (53) 622.245.7(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1007500, кл. E 21 В 33/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 977703. кл. Е 21 В 33/06, 1981.

f9

5$

59 .51

Л

29,, Я2„, 1620606 А1 (54) ПРЕВЕНТОР (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназна. чено для герметизации устья скважин. Цель изобретения — повышение надежности работы превентора и долговечности плашек путем исключения их износа при бурении и проведении спускоподъемных операций, а также обеспечения фиксации плашек в край1620606

10

3 1

25

40 них положениях герметизатора. Превентор содержит корпус 1, в котором установлены лабиринтная втулка 2 и полый вал 7 с выточками 9 и 10. Внутри полого вала 7 установлен герметизатор в виде цангового механизма, состоящий из ступицы 17 с фиксатором 20 и лепестковых пружин 18 с плашками 19, Поршень 21 гидропривода связан с герметиэатором 16 через полый шток 30. При подаче рабочей жидкости в полость 24 закрытия поршень 21 перемеИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для герметизации устья нефтяных и газовых скважин.

Цель изобретения — повышение наде>кности работы превентора и долговечности плашек пугем исключения их износа при бурении и проведении спускоподьемных операций, а также обеспечения фиксации плашек в крайних положениях герметизатора.

На фиг. 1 показан превентор, продольный разрез; левее оси симметрии плашки в открытом положении, правее оси симметрии — s закрытом положении, на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1 по плашкам, герметизирующим бурильную колонну круглого сечения; на фиг. 3 — то же, при герметизации бурильной колонны квадратного сечения, Превентор состоит из корпуса 1, в котором установлена лабиринтная втулка 2, взаимодействующая с червячной передачей 3.

В нижней части корпуса на резьбе расположен фланец 4, регулирующий положение грундбуксы 5 с пружиной 6, которые определяют зазор между лабиринтной втулкой 2 и полым валом 7, Полый вал 7 посажен в корпусе 1 на радиально-упорный подшипник 8 и выполнен с выточками 9 и 10 и прошивочным каналом 11, связанным с каналом 12 в корпусе 1 через выточку 13 в лабиринтной втулке 2 и выточку 14 и полость 15 в корпусе 1.

Внутри полого вала 7 установлен герметизатор B виде цангового механизма 16, состоящий иэ ступицы 17 с лепестковыми пружинами 18, на которых закреплены плашки 19 для труб круглого или квадратно го сечения. В кольцевой выточке ступицы размещен фиксатор 20, взаимодействующий с выточками 9 и 10 поло о вала 7 в крайних верхнем и нижнем положениях герметизатора 16. щает ступицу 17 и лепестковые пружины 18 вниз, при этом последние, скользя по конусной расточке полого вала 7, плашками 19 обжимают бурильную трубу. При подаче рабочей жидкости в полость 23 открытия герметизатор 16 с поршнем 21 перемещаются вверх. В образовавшийся зазор между герметизатором и полым валом 7 разжимаются лепестковые пружины 18 с плашками 19. Превентор открыт. 3 ил, Перемещение герметизатора 16 осуществляется с помощью гидропривода, состоящего из поршня 21, поджатого пружиной

22 и имеющего полости открытия 23 и закрытия 24, связанные с гидроуправлением через каналы 26 и 27 в корпусе 1. Полость закрытия 24 также сообщается с полостью скважины, В корпусе 1 выполнены кольцевая полость 25 и каналы 28 и 29, предназначенные соответственно для смазывания узла трения между грундбуксой 5 и полым валом 7 и дренирования жидкости.

Поршень 21 связан с герметизатором 16 через полый шток 30 и упорный подшипник

Превентор работает следующим образом.

До начала эксплуатации превентора с помощью червячной передачи 3 регулируется зазор между лабиринтной втулкой 2 и полым валом 7, который зависит от физических свойств скважинной среды.

Для герметизации устья скважины при отсутствии под превентором давления рабочая жидкость гидроуправления под давлением поступает через канал 26 в полость закрытия 24. Поршень 21 под действием давления и пружины 22 перемещается в нижнее положение, при этом осевое усилие от поршня 21 через полый шток 30, ступицу

17 и лепестковые пружины 18, скользящие по конусной расточке полого вала 7, передается на плашки 19, которые обжимают бурильную трубу.

Фиксатор 20 выдавливается из выточки

9 и замыкается с выточкой 10. Превентор закрыт.

При повышении давления под превентором герметизация устья происходит автоматически, Так как полость закрытия 24 трубопроводом (не показана) сообщается с полостью скважин, то при внезапном повышении давления скважинная среда, поступив через канал 26 в полость закрытия 24.

1620606 будет действовать на поршень 21, стремясь вместе с пружиной 22 переместить его вниз.

Одновременно скважинная среда будет действовать на нижний торец плашек 19, стремясь поднять их. Однако, так как площадь поршня 21 значительно больше, то он перемещается вниз и плашки 19 обжимают бурильную трубу и герметизируют скважину.

Произвольная разгерметизация исключается взаимодействием фиксатора 20 с выточкой 10 и давлением скважинной среды на поршень 21.

Герметизация устья скважины возможна как при нахождении бурильной колонны в статике, так и при ее вращении. В последнем случае вместе с колонной вращаются радиально-упорный подшипник 8, полый вал 7, герметизатор 16, полый шток 30 и поршень 21.

Проворачивание бурильной колонны при наличии под превентором давления осуществляется при закрытых плашках 19.

Сила прижатия плашек 19 к граненой штанге должна обеспечивать только необходимую степень герметизации, так как передача крутящего момента герметизатору 16 осуществляется гранями штанги. Сила прижатия плашек к колонне круглого сечения должна обеспечивать не только герметизацию, но и необходимую величину трения скольжения между ними, достаточную для передачи крутящего момента герметизатору 16.

До начала проворачивания бурильной колонны через канал 12 в полость 15 подается жидкая или газообразная среда под давлением, равным или большим давления скважинной среды, которая через выточку 14 попадает в выточку 13, откуда одна ее часть идет по зазору между лабиринтной втулкой 2 и полым валом 7, герметизируя его, и через канал 28 дренируется для повторного использования, одновременно смазывая узел трения между грундбуксой 5 и полым валом 2; вторая часть— по зазору между лабиринтной втулкой 2 и полым валом поступает в кольцевую полость 25, а из нее через канал 29 дренируется для повторного использования; третья часть поступает по каналу 11 для смазывания плашек 19, Вращение колонны или штанги через плашки 19 передается полому валу 2, полому штоку 10, с которым вращэ5 ется среднее кольцо подшипника 31, а поршень 21 остается неврэщающим. При проворачивании загерметизированной колонны вместе с ней вращаются радиальноупорный подшипник 8, полый вал 7, 10 герметизэтор 16, упорный подшипник 31 и поршень 21.

Для разгерметизации устья скважины рабочая жидкость гидроуправления под давлением поступает через канал 27 в по15 лость открытия 23. Поршень 21 под действием давления перемещается в верхнее положение. Фиксатор 20 выдавливается из выточки 10 и замыкается с выточкой 9. Вместе с поршнем 21 герметизатор 16 переме20 щается вверх и в образовавшийся зазор между ним и полым валом 7 разжимаются лепестковые пружины 18 и связанные с ними плашки 19. Превентор открыт. Произвольное движение герметизатора 16 вниз

25 исключено взаимодействием фиксатора 20 с выточкой 9, Формула изобретения

Превентор, включающий корпус с раз30 мещенными в нем полым валом с герметизатором в виде цангового механизма с плашками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы превентора и долговечности плашек путем иск35 лючения их износа при бурении и проведении спускоподъемных операций, а также обеспечения фиксации плашек в крайних положениях герметизаторэ, он снабжен установленным концентрично в

40 корпусе полым штоком с поршнем, размещенным нэд плашками цангового механизма, причем корпус имеет радиальный канал для сообщения пространства над поршнем с полостью скважины, при этом

45 полый вал выполнен с пазами, а цанговый механизм установлен с возможностью взаимодействия с полым валом и имеет фиксаторы для размещения их в пазах полого вала в крайних верхнем и нижнем

50 положениях герметизатора.

1620606

Фиг.2

Составитель А. Трубихин

Редактор К. Крупкина Техред М,Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 4226 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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