Скважинный превентор

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для предупреждения выбросов при бурении скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы скважинного превентора за счет предотвращения возможности его срыва высоким забойным давлением при одновременном упрощении конструкции. Скважинный превентор включает цилиндрический корпус (К) 1 с радиальными каналами 2. В К 1 концентрично размещен гидроцилиндр (Г) 4 с поршнем 5, который связан штоком 6 с тарельчатым клапаном 7. Последний выполнен с прорезями 8 на наружной поверхности. На К 1 размещен уплотнительный элемент 3. Его внутренняя полость гидравлически связана с внутренней полостью Г 4. Над уплотнительным элементом 3 установлен механизм фиксации К 1 в обсаженном стволе скважины. Механизм включает подпружиненные плунжеры 11, которые радиально размещены в ступенчатых радиальных каналах 12 К 1. Плунжеры 11 выполнены с заостренными концами. На Г 4 установлена пробка 15 с центральным осевым и радиальными 16 каналами. Последние гидравлически связаны с каналами 11. В осевом канале пробки 15 установлен толкатель 17 с утолщенным верхним концом. Им он упирается в трехгранную звездообразную втулку (ТЗВ) с наклонными пазами. В них размещены оси вилок с роликами. Под пробкой 15 установлен шаровой обратный клапан 19. Толкатель 17 может взаимодействовать с клапаном 19 в нижнем положении ТЗВ. В К 1 имеются дополнительные радиальные каналы для размещения в них вилок. При бурении ступенчатый клапан 7 находится в нижнем положении. При возникновении проявления он перемещается вверх, перекрывая трубный канал бурильной колонны. Поршень 5 при этом выдавливает жидкость из Г 4 под уплотнительный элемент 3, который перекрывает затрубное пространство скважины. При размещении скважинного превентора в обсадной колонке 13 ролики с вилками перемещаются в радиальном направлении, а ТЗВ смещается вниз. При этом толкатель 17 открывает клапан 19. Жидкость из Г 4 попадает в каналы 12. Плунжеры 11 выдвигаются, впиваясь в обсадную колонну 13. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ил Е 21 В 33/06

Г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,Q Ч

С

С>

О ф„

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732899/ОЗ (22) 29,08.89 (46) 15.08,91. Бюл. № 30 (71) Научно-исследовательская лаборатория

Управления пожарной охраны АЗССР и Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасности (72) Б,А.Кирш, P.Ø.ÀëèåB и Д,П.Нисанов (53) 622.245.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11002233116666, кл. Е 21 В 33/06, 1981. (54) СКВАЖИННЫЙ ПРЕВЕНТОР (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для предупреждения выбросов при бурении скважин. Цель изобретения — повышение надежности работы скважинного превентора за счет предотвращения возможности его срыва высоким забойным давлением при одновременном упрощении конструкции. Скважинный превентор включает цилиндрический корпус (К) 1 с радиальными каналами 2. В К 1 концентрично размещен гидроцилиндр (Г) 4 с поршнем 5, который связан штоком 6 с тарельчатым клапаном 7.

Последний выполнен с прорезями 8 на наружной поверхности. На К 1 размещен уплотнительный элемент 3. Его внутренняя полость гидравлически связана с внутренней полостью Г 4. Над уплотнительным элементом 3 установлен механизм фиксации К

1 в обсаженном стволе скважины. МехаИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения выбросов в процессе бурения скважин, «Ы, 1670094 А1 низм включает подпружиненные плунжеры

11, которые радиально размещены в струпенчатых радиальных каналах 12 К 1. Плунжеры 11 выполнеHû с заостренными концами, На Г 4 установлена пробка 15 с центральным осевым и радиальными 16 каналами. Последние гидравлически связаны с каналами 11. В осевом канале пробки 15 установлен толкатель 17 с утолщенным верхним концом. Им он упирается в трехгранную звездообразную втулку (ТЗ В) с наклонными пазами. В них размещены оси вилок с роликами. Под пробкой 15 установлен шаровой обратный клапан 19. Толкатель

17 может взаимодействовать с клапаном 19 в нижнем положении ТЗВ. В К 1 имеются дополнительные радиальные каналы для размещения в них вилок. При бурении ступенчатый клапан 7 находится в нижнем положении. При возникновении проявления он перемещается вверх, перекрывая трубный канал бурильной колонны. Поршень 5 при этом выдавливает жидкость из Г 4 под уплотнительный элемент 3, который перекрывает эатрубное пространство скважины.

При размещении скважинного превентора в обсадной колонне 13 ролики с вилками перемещаются в радиальном направлении, а

Т3В смещается вниз. При этом толкатель 17 открывает клапан 19. Жидкость из Г 4 попа.дает в каналы 12. Плунжеры 11 выдвигаются, впиваясь в обсадную колонну 13. 3 ил.

Цель изобретения — повышение надежности работы скважинного превентора эа счет предотвращения возможности

его срыва высоким забойным давлением

1670094 при одновременном упрощении конструкции.

На фиг.1 и 2 изображено устройство, общий вид; на фиг.3 — сечение А-А на фиг.2.

Скважинный превентор содержит цилиндрический корпус 1 с радиальными каналами 2. На корпусе 1 установлен эластичный уплотнительный элемент 3.

Внутри корпуса 1 концентрично размещен гидроцилиндр 4 с поршнем 5, Последний штоком 6 связан с тарельчатым клапаном 7, который выполнен в виде диска с прорезями 8 на наружной поверхности, Внутренняя полость 9 уплотнительного элемента 3 радиальными каналами 2 гидравлически связана с внутренней полостью 10 гидроцилиндра 4.

Выше уплотнительного элемента 3 размещен механизм фиксации корпуса 1 в обсаженном стволе скважины. Он выполнен в виде подпружиненных плунжеров 11, которые установлены в ступенчатых радиальных каналах 12 корпуса 1. Наружные концы плунжеров 11 выполнены заострен .ыми для лучшего сцепления с обсадной колонной 13, спущенной в ствол 14 скважины. К верхнему концу гидроцилиндра 4 присоединена пробка 15 с центральным осевым и радиальными 16 каналами. Ступенчатые каналы 12 корпуса 1 гидравлически связаны с радиальными каналами 16 пробки 15. В центральном осевом канале пробки 15 размещен толкатель 17 с утолщенным верхним концом 18. В верхней части гидроцилиндра

4 под пробкой 15 установлен шаровой обратный клапан 19 с ограничителем 20 его перемещения внутри гидроцилиндра 4. LLIaровой клапан 19 может взаимодействовать с нижним концом толкателя 17.

Утолщенный верхний конец 18 толкателя 17 упирается в подпружиненную трехгранную звеэдообраэую втулку 21 с наклонными пазами 22. В них размещены оси 23 вилок 24 с роликами 25. Вилки 24 размещены в дополнительных радиальных каналах 26 корпуса 1. Ролики 25 установлены в вилках 24 на осях 27 с воэможностью вращения.

В нижнем положении втулки 21 толкатель 17 имеет воэможность взаимодействия с шаровым клапаном 19.

Корпус 1 соединен с колонной 28 бурильных труб и долотом 29. Скважинный поевентор работает следующим образом.

Скважинный превентор включается в состав бурильной колонны 28 и в процессе бурения размещается в необсаженной части ствола 14 вблизи забоя. Под действием потока циркулирующего бурового раствора

5

45 тарельчатый клапан 7 находится в нижнем положении, В случае повышения забойного давления (возникновения проявления) трубный клапан автоматически перекрывается тарельчатым клапаном 7. При этом поршень

5 двигается вверх, выдавливая жидкость из гидроцилиндра 4 через радиальные каналы

2 под уплотнительный элемент 3. Последний расширяется и перекрывает эатрубное пространство скважины. Шаровой клапан 19 при этом препятствует вытеснению жидкости, Во избежание прихвата бурильной колонны 28 при проявлении долото 29 необходимо разместить в обсаженной части ствола

14. При подъеме скважинного превентора ролики 25 перекатываются по стенкам скважины, втулка 21 находится в верхнем положении и толкатель 17 не взаимодействует с шаровым клапаном 19, котс рый закрыт. Поскольку внутренний диаметр обсадной колонны 13 больше диаметра ствола 14

cvààæèHû, при попадании роликов 25 в обсадную колонну 13 происходит радиальное перемещение вилок 24 относительно корпуса 1. Оси 23 вилок 24, двигаясь в пазах 22, смещают втулку 21 вниз, Толкатель 17 при этом начинает взаимодействовать с шаровым клапаном 19, открывая последний.

Жидкость из гидроцилиндра 4 по центральному осевому и радиальному 16 каналам пробки 15 попадает в ступенчатые каналы

12. Плунжеры 11 выдвигаются, впиваясь заостренными концами в стенки обсадной колонны 13 и предотвращая тем самым возможность срыва скважинного превентора под действием высокого забойного давления.

После закачки в скважину утяжеленного бурового раствора и ликвидации проявления тарельчатый клапан 7 перемещается вниз под действием упругих сил уплотнительного элемента 3. Трубный канал и затрубное пространство скважины оказываются свободными, а скважинный превентор приходит в исходное положение.

Формула изобретения

Скважинный превентор, включающий цилиндрический корпус с радиальными каналами, концентрично размещенные в корпусе гидроцилиндр с поршнем, который связан штоком с тарельчатым клапаном, и установленный на корпусе уплотнительный элемент. внутренняя полость которого радиальными каналами гидравлически связана с внутренней гголостью гидроцилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы скважинного превентора за счет предотвращения воз1670094 можности его срыва высоким забойным давлением при одновременном упрощении конструкции, он снабжен механизмом фиксации корпуса в обсаженном стволе скважины, установленным над уплотнительным элементом и выполненным в виде радиально размещенных в ступенчатых радиальных каналах корпуса подпружиненных плунжеров с заостренными наружными концами, пробки с центральным осевым и радиальными каналами, устанОвленного в ее центральном осевом канале толкателя с утолщенным верхним концом, подпружиненной трехгранной звездообразной втулки с наклонными пазами, в которых размещены оси вилок с роликами и шаровым обратным клапаном, установленным в верхней части

5 гидроцилиндра под пробкой с возможностью взаимодействия с нижним концом толкателя при нижнем положении втулки, причем тарельчатый клапан выполнен с прорезями на наружной поверхности, при этом

10 корпус имеет дополнительные радиальные каналы для размещения в них вилок, а радиальные каналы пробки гидравлически связаны со ступенчатыми каналами корпуса.

1670094

Составитель А.Кейбал

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор С,Рекова

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

Заказ 2722 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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