Подвеска насосно-компрессорных труб устьевой арматуры с уплотнением металл-металл

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устьевому оборудованию скважин. Сущность изобретения заключается в том, что подвеска насосно-компрессорных труб устьевой арматуры с уплотнением металл-металл установлена в трубную головку, соединена с адаптерным фланцем и состоит из корпуса подвески и уплотнений. Нижнее уплотнение затрубного пространства состоит из стопорного и опорного колец и металлической манжеты, установленной на ступени опорного кольца и имеющей внутреннюю коническую и наружную цилиндрическую поверхности, в верхней части которой расположено не менее двух выступов с торовой рабочей поверхностью. Изобретение обеспечивает снижение себестоимости пусконаладочных работ посредством многоразового использования уплотнения затрубного пространства. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, устьевому оборудованию.

Известна подвеска насосно-компрессорных труб (НКТ) устьевой арматуры, установленная в корпусе трубной головки, соединенная с адаптерным фланцем, содержащая корпус, металлические уплотнения, причем уплотнение затрубного пространства состоит из опорного, стопорного колец и металлической манжеты, имеющей внутреннюю коническую и наружную цилиндрическую поверхности (Композит-каталог нефтегазового оборудования и услуг, II - выпуск 1995-96 г. , том 1, раздел A-F, издательство GULF PUBLISHING COMPANY HOUSTON, TEXAS, U. S. A. , стр. 434). Недостатком данного технического решения является невозможность многоразового использования металлической манжеты, что ведет к высокой себестоимости пусконаладочных работ.

Технической задачей изобретения является обеспечение многоразового использования уплотнения затрубного пространства, для снижения себестоимости пусконаладочных работ.

Техническая задача решается за счет ступенчатой формы опорного кольца, на ступени которого размещается металлическая манжета с внутренней конической и наружной цилиндрической поверхностями, причем в верхней части цилиндрической поверхности имеются кольцевые выступы с торовой поверхностью. Количество выступов должно быть не менее 2-х. Металлическая манжета контактирует с нижним торцом ступени опорного кольца. Высота ступени является расчетной. Такая форма опорного кольца позволяет выполнить этот размер по достаточно точному квалитету для обеспечения работы кольцевых выступов в режиме упругой деформации. Торовая поверхность кольцевых выступов позволяет металлической манжете центрироваться и уплотняться с наибольшей надежностью при несоосности и непараллельности физической вертикальной оси корпуса подвески НКТ относительно оси теоретической. Наличие не менее 2-х кольцевых выступов обеспечивает более надежную герметичность при работе подвески НКТ, т.к. верхний кольцевой выступ несет основную нагрузку, имеет наибольшее радиальное отклонение и работает ближе к верхнему пределу упругой деформации. Нижний или все последующие кольцевые выступы работают ближе к нижнему пределу упругой деформации. Радиус кривизны кольцевых выступов является расчетной величиной и зависит от веса НКТ, давления рабочей среды (нефть или газ) в межтрубном пространстве.

На фиг. 1 представлен общий вид устьевой арматуры с местным разрезом трубной головки и адаптерного фланца, на фиг. 2 - уплотнение затрубного пространства до работы, на фиг. 3 - уплотнение затрубного пространства во время работы.

Подвеска НКТ установлена в корпусе трубной головки 1, соединена с адаптерным фланцем 2 и имеет корпус подвески 3 и уплотнения. Нижнее уплотнение затрубного пространства состоит из стопорного 4, опорного 5 колец и металлической манжеты 6. Опорное кольцо 5 имеет ступенчатую наружную поверхность, торец ступени которой контактирует с нижним торцом металлической манжеты 6, контактирующей внутренней конусной поверхностью с наружной конусной поверхностью корпуса подвески 3.

Металлическая манжета 6 в верхней части наружной поверхности имеет кольцевые выступы 7 с торовой поверхностью.

Сборка уплотнений производится в следующей последовательности: на корпус подвески НКТ 1 снизу вверх монтируется металлическая манжета 6, затем одеваются опорное кольцо 5 и стопорное кольцо 4. При этом внутренняя конусная поверхность металлической манжеты 6 контактирует с наружной конусной поверхностью корпуса подвески НКТ 3. Затем в корпус подвески НКТ вворачиваются НКТ и весь узел опускается в корпус трубной головки 1. После этого происходит монтаж остальных узлов.

При касании нижнего торца опорного кольца 5 выступа корпуса трубной головки 1 опускание вниз подвески НКТ продолжается до тех пор, пока нижний торец корпуса подвески 3 не коснется верхнего торца опорного кольца 5. При взаимодействии конических поверхностей корпуса подвески 3 и внутренней поверхности металлической манжеты 6 происходит разжатие последней, с увеличением наружного диаметра металлической манжеты 6, сжатие кольцевых выступов в пределах упругой деформации, что обеспечивает надежную герметизацию. Размеры и марка стали манжеты зависят от давления рабочей среды (нефть или газ), ее химического состава, веса НКТ. Целесообразно применять не менее 2-х кольцевых выступов с торовой поверхностью для обеспечения надежной работы уплотнения. Предлагаемая подвеска НКТ устьевой арматуры с уплотнением металл-металл снижает себестоимость пусконаладочных работ вследствие многоразового использования затрубного пространства, т.к. металлическая манжета работает в пределах упругой деформации. При необходимости демонтаж установки производят в обратном порядке. Металлическая манжета устанавливается вновь.

Формула изобретения

1. Подвеска насосно-компрессорных труб устьевой арматуры с уплотнением металл-металл, установленная в корпусе трубной головки, соединенная с адапторным фланцем, состоящая из корпуса подвески, уплотнений, имеющая уплотнения затрубного пространства в виде опорного, стопорного колец и металлической манжеты с конической внутренней и цилиндрической наружной поверхностями, отличающаяся тем, что опорное кольцо имеет ступенчатую наружную поверхность, на ступени которой размещена металлическая манжета с наружными кольцевыми выступами в верхней части в виде торовой поверхности.

2. Подвеска насосно-компрессорных труб устьевой арматуры с уплотнением металл-металл по п.1, отличающаяся тем, что металлическая манжета имеет не менее двух кольцевых выступов в виде торовой поверхности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3