Устьевой сальник скважинной штанговой насосной установки

 

Область применения: нефтегазодобыча, в частности, устройства для герметизации устья скважины. Сущность изобретения: в устьевом сальнике, включающем корпус 1 с кольцевой полостью под сальниковый шток 2, в которой размещена сальниковая набивка в виде отдельных колец 5 с косым срезом, стыки которых повернуты друг относительно друга, навинченную на корпус нажимную гайку 10 с грундбуксой 7 для воздействия на сальниковую набивку, в противоположной от грундбуксы части корпуса выполнена коническая расточка, в которую по мере износа сальникового набора добавляются новые уплотнительные кольца 9. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства.

Известно, что для предотвращения просачивания жидкостей или газов по выходящим наружу валам, штокам, шпинделям, скалкам и другим деталям применяют сальниковые уплотнения.

Устьевой сальник СУСГ-2 с двойным уплотнением представляет из себя самоуплотняющуюся шаровую головку. Верхняя и нижняя сальниковые набивки собираются и работают на одном принципе, т.е. набивку составляют из отдельных колец с косым срезом, причем стыки соседних колец располагают под углом друг к другу. По мере износа сальниковой набивки периодически подтягивают нажимную гайку, которая через грундбуксу воздействует на сальниковую набивку, компенсируя тем самым износ.

По мере износа сальниковая набивка заменяется. Для замены верхней сальниковой набивки предварительно отключают насосную установку, подтягивают нижний сальник, а потом отворачивают нажимную гайку, снимают грундбуксу и специальным приспособлением удаляют изношенные сальниковые кольца верхнего сальника. Новые сальниковые кольца с косым срезом располагают в сальниковой полости смещая стыки соседних колец. С помощью грундбуксы и нажимной гайки подтягивают верхний сальник, а нижний отпускают, после чего включают насосную установку. Устьевой сальник не обладает достаточным сроком службы, а замена изношенных сальниковых колец на новые затруднительна.

Целью изобретения является повышение срока службы устьевого сальника и обеспечение его обслуживания.

Указанная достигается тем, что кольцевая полость под сальниковую набивку на протяжении участка уплотнения выполнена в виде усеченного конуса с обращенной к скважине вершиной.

Сальниковые кольца, расположенные в сужающемся в сторону скважины корпусе, приобретают свойство более эффективного и продолжительного прилегания к сальниковому штоку, обжимая его по периметру на участке уплотнения. В результате практически полного износа нижнего кольца на выходе в скважину, при восполнении сальниковой набивки новыми кольцами сверху облегчается обслуживание за счет ликвидации замены изношенных сальниковых колец, имевших место в прототипе.

На чертеже изображен предлагаемый сальник, продольный разрез.

Внутри корпуса 1 соосно расположен сальниковый шток 2. Между корпусом 1 и штоком 2 предусмотрена кольцевая полость, состоящая из цилиндрической 3 и конусной 4 частей. В части 3 находятся первоначально или вновь установленные сальниковые кольца 5, нажимное кольцо 6, грундбукса 7 с вкладышем 8, а в части 4 притертые в процессе работы сальниковые кольца 9, образующие собой участок уплотнения 4. На корпус 1 навернута нажимная гайка 10 с ручками 11. Сальниковая набивка состоит из отдельных колец с косым срезом, т.е. если смотреть на фронтальную проекцию устьевого сальника в рабочем положении, как это изображено на чертеже, то плоскость среза сальникового кольца перпендикулярна к фронтальной плоскости и расположена под углом к центральной оси сальникового кольца. Стыки соседних колец, образуемые указанным косым срезом, располагают под углом друг к другу, т.е. повернутыми вокруг оси кольца, смещая стыки соседних колец.

Устьевой сальник работает следующим образом.

При отключенной скважинной штанговой насосной установке и отсутствии избыточного давления в скважине цилиндрическую часть 3 кольцевой полости корпуса 1 заполняют сальниковыми кольцами. Устанавливают нажимное кольцо 6, грундбуксу 7 с вкладышем 8 и нажимную гайку 10. Поворачивая нажимную гайку 10 за рукоятку 11, поджимают сальниковую набивку. Включают насосную установку.

По мере износа сальника нажимную гайку 10 периодически подтягивают. При этом нижние сальниковые кольца по наружной поверхности приобретают форму конуса, выполненного в корпусе 1, по внутренней поверхности колец происходит износ об сальниковый шток 2, а по косому срезу свободные концы сальниковых колец взаимосближаются, уменьшаясь в диаметре, что приводит к увеличению периодичности подтягивания нажимной гайки 10. Конусная поверхность способствует сближению уплотнительных колец к сальниковому штоку 2. Сальниковые кольца 5, расположенные в цилиндрической части 3, первоначально также участвуют в уплотнении в зависимости от исходного внутреннего диаметра.

Таким образом, нижнее сальниковое кольцо, выходя из контакта с сальниковым штоком 2, практически имеет полный износ и толщина изношенного сальникового кольца определяется зазором между корпусом 1 и штоком 2 на выходе в скважину.

По мере использования рабочего хода грундбуксы 7 в цилиндрической части 3 кольцевой полости насосная установка останавливается, снижается давление в скважине до атмосферного, отворачивается нажимная гайка 10, извлекаются из кольцевой полости грундбукса 7 с вкладышем 8 и нажимным кольцом 6. Для компенсации износа сальникового набора в конусной части 4 дополнительно устанавливаются новые сальниковые кольца путем добавления сверху, поджимаются с помощью нажимной гайки 10 через грундбуксу 7 с вкладышем 8 и нажимным кольцом 6. Запускается насосная установка.

Производственные испытания устьевых сальников с участком уплотнения в виде усеченного конуса и специальным набором уплотнительных колец показали, что достигается повышение срока службы устьевого сальника при рациональном использовании материала сальниковых колец, а также облегчении обслуживания за счет увеличения периодичности подтягивания и ликвидации операции замены сальниковых колец.

Кроме того, применение устьевого сальника данной конструкции положительно влияет на экологию.

Формула изобретения

УСТЬЕВОЙ САЛЬНИК СКВАЖИННОЙ ШТАНГОВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ, включающий корпус с центральным каналом под сальниковый шток и соосной каналу цилиндрической расточкой, в которой размещены вкладыши, грундбукса, нажимное кольцо и сальниковая набивка в виде колец с косым разрезом, стыки которых повернуты друг относительно друга, и навинченную на корпус с возможностью взаимодействия с грундбуксой нажимную гайку, отличающийся тем, что на противоположной от грундбуксы корпуса выполнена коническая расточка с диаметром основания, равным диаметру цилиндрической расточки, и вершиной, ориентированной в противоположном от грундбуксы направлении.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности , в частности к оборудованию Y2 п 43-Ер ю подводных разведочных и эксплуатационных скважин, и может быть использовано для управления исполнительными механизмами , размещенными под водой

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использо вано для соединения головки устья подводной скважины с фонтанной арматурой , а также для присоединения выкидных линий фонтанной арматуры

Изобретение относится к горному делу и предназначено для разработки морских нефтяных месторождений с применением химических реагентов при заводнении пластов

Изобретение относится к нефтепромыслопому оборудованию

Изобретение относится к подводному модулю или станции для добычи нефти или газа в открытом море, который содержит по меньшей мере два устья скважины с относящимися к ним фонтанными арматурами и манифольд на фундаметной раме (опорной плите)

Изобретение относится к устройству для подводной скважины для добычи нефти или газа в открытом море, которое содержит устье скважины, фонтанную арматуру, установленную на устье скважины, и по меньшей мере одну восходящую трубу для соединения с добывающим судном на поверхности моря

Изобретение относится к поворотному устройству для установки на скважине для подводной добычи нефти или газа, приспособленному для соединения с добывающим судном на поверхности моря, содержащему главное поворотное устройство или поворотное устройство для прохождения текучей среды, имеющее по меньшей мере два канала для текучей среды, и вспомогательное поворотное устройство для электрических/гидравлических соединений, служащее для передачи сигналов и энергии

Группа изобретений относится к резьбовым соединениям труб. Соединение содержит охватываемый и охватывающий элементы, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях, соответственно, выполнены упорные трапецеидальные резьбы с конусностью 1:16, углом наклона опорной грани профиля витка 2-4° к нормали осевой линии резьбы и углом наклона закладной грани профиля витка 9-11° к нормали осевой линии резьбы. Соединение выполнено с внутренним герметизирующим узлом, образуемым контактирующими между собой упорными торцевыми поверхностями, расположенными перпендикулярно к осевой линии резьбы. Длина упорного торца охватываемого элемента составляет 6,9-100,3 мм. Описан вариант выполнения соединения. Изобретение обеспечивает герметичность соединения при воздействии значительных разнонаправленных нагрузок и износостойкость соединения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к резьбовым соединениям труб. Соединение содержит ниппель и муфту, на концах которых на наружной и внутренней поверхностях соответственно выполнены треугольные конические резьбы с конусностью 1:8 и шагом резьбы 8,467±0,05 мм. Профиль витка резьб ниппеля и муфты имеет угол наклона опорной грани 20-30° и угол наклона закладной грани 35-44°. Впадина профиля витка резьбы выполнена в виде дуги эллипса, описанного уравнением x 2 a 2 + y 2 b 2 = 1, где а - большая полуось эллипса, b - малая полуось эллипса. Большая полуось эллипса параллельна оси конусности резьбы, а эллипс является касательным к опорной и закладной граням профиля витка резьбы. Вершина профиля витка резьбы срезана по отношению к исходному треугольнику резьбы, причем ширина среза составляет 2,3 мм. Соединение содержит внутренний и наружный упорные узлы, при этом упорные торцы ниппеля и муфты выполнены равной длины. Достигается возможность передачи соединением высокого крутящего момента, повышение усталостной прочности и износостойкости соединения при его многократном свинчивании-развинчивании. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Сквозной соединитель (100) простирается частично или полностью через отверстие в стенке (202) подводного контейнера (200). Соединитель содержит проводящий стержень (102), имеющий коническую часть (104) с наружным диаметром, увеличивающимся в продольном направлении(108), а также электрический изолятор (136), имеющий коническую часть (138) с внутренней поверхностью (140), обращенной к конической части (104) стержня, и с наружной поверхностью (142), противоположной внутренней поверхности (140), обращенной к конической части (104) стержня. Наружный диаметр (144) поверхности (142) конической части (138) изолятора увеличивается в продольном направлении (108), которое проходит от внутреннего пространства (204) контейнера к наружному пространству (206). Технический результат - повышение герметичности соединения и предотвращение разрушения соединителя вследствие больших перепадов давлений между наружным пространством и внутренним пространством контейнера. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к клапанным устройствам. Техническим результатом является предотвращение нежелательного загрязнения окружающей среды во время соединения и отсоединения быстроразъемного ниппеля и соединительного блока. Узел клапана содержит неподвижную часть (2; 6) и втулку (3; 7). Втулка (3; 7) сконструирована с возможностью поворота отверстия (33; 72) до совмещения его с каналом, с тем чтобы обеспечить прохождение жидкости через канал и отверстие (33; 72), когда втулка (3; 7) находится в открытой позиции. Втулка (3; 7) сконструирована с возможностью поворота отверстия (33; 72) от канала, с тем чтобы не пропускать жидкость через канал, когда втулка (3; 7) находится в закрытой позиции. Неподвижная часть (2; 6) и втулка (3; 7) образуют кольцевое пространство между неподвижной частью и втулкой (3; 7). Кольцевое пространство ограничено в осевом направлении двумя уплотнительными элементами в осевых направлениях втулки (3; 7) и неподвижной части (2; 6). Один из двух уплотнительных элементов расположен на одной стороне канала, а второй из двух уплотнительных элементов расположен на противоположной стороне канала. Кольцевое пространство имеет жидкостную связь с каналом неподвижной части (2; 6). 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

Настоящее изобретение относится к способу и защитному устройству для защиты по меньшей мере одного барьера (5) скважины от чрезмерных изгибающих моментов от райзера (2). Защитное устройство согласно настоящему изобретению выполнено с возможностью определения критических изгибающих нагрузок в или между барьером (5) скважины и/или райзером (2) и может содержать средство определения изменений кривизны между несущей нагрузку трубой райзера (2) и ненагруженным жестким корпусом (18), прикрепленным к трубе райзера (2) или вблизи трубы, средство, выполненное с возможностью измерения относительного расстояния (d) между несущей нагрузку трубой райзера (2) и ненагруженным жестким корпусом (18), и средство запуска отсоединения разъемного соединителя (6) райзера, когда расстояние (d) между несущей нагрузку трубой райзера (2) и ненагруженным жестким корпусом (18) достигает значения заданного критического расстояния (dc). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

Настоящее изобретение относится к защитному устройству для аварийного соединения райзера или шланга. Техническим результатом является повышение безопасности за счет обеспечения защиты целостности барьера скважины или другой критической стыкующейся конструкции путем оперативного обнаружения и реагирования на возникновение аварии. Предложено устройство безопасности для защиты целостности барьера скважины или другой стыкующейся конструкции на конце колонны райзера или шланга, содержащее высвобождающееся соединение в колонне райзера или шланга. Причем высвобождающееся соединение выполнено с возможностью высвобождения или отсоединения при возникновении заданных условий для защиты барьера скважины или другой стыкующейся конструкции. При этом устройство безопасности содержит: по меньшей мере, один датчик для мониторинга растягивающих нагрузок, изгибающих нагрузок, нагрузок от внутреннего давления и температуры. Причем указанный датчик может устанавливаться на участок райзера или шланга и выполнен с возможностью сбора данных измерений, относящихся к растягивающей нагрузке, изгибающей нагрузке, нагрузке от внутреннего давления и температуры. Кроме того, устройство содержит электронный блок сбора и обработки данных, выполненный с возможностью приема и интерпретирования данных измерений, по меньшей мере, с одного датчика, и электронный, гидравлический или механический исполнительный механизм или переключатель, выполненный с возможностью приема сигнала с электронного блока сбора и обработки данных и инициирования высвобождения или отсоединения высвобождающегося соединения. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к устьевому оборудованию, в частности к средствам для аварийного отсоединения между компонентами, связанными с подводной скважиной. Техническим результатом является обеспечение надежного соединения при действии изменяющейся нагрузки за счет предотвращения возникновения люфта между компонентами. Предложен соединитель (100), содержащий фиксаторы (107), распределенные по периферийной части соединителя (100) на его соединительной стороне. При этом указанные фиксаторы (107) проходят, по существу, в осевом направлении и выполнены с возможностью вхождения в зацепление с соединителем (100) своим первым концом и вхождения в зацепление с соединительной деталью (201) противоположным фиксирующим концом, снабженным фиксирующим профилем (109). Причем, по существу, радиальное фиксирующее перемещение фиксирующего конца обеспечивается осевым перемещением исполнительной муфты (113), скользящей относительно исполнительной поверхности (107b) фиксатора (107), а фиксаторы (107) выполнены с возможностью поворота, по существу, в радиальном направлении вокруг участка зацепления с соединителем (100) для входа и выхода из фиксирующего положения. Кроме того, соединитель (100) дополнительно содержит направляющие пластины (111), расположенные между фиксаторами (107) в области их фиксирующих концов и имеющие защитные грани (111a), проходящие внутрь в радиальном направлении дальше, чем фиксирующий профиль (109) фиксаторов (107), когда последние находятся в повернутом наружу положении. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства

Наверх