Вращающийся превентор
Владельцы патента RU 2341643:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский Федеральный университет", (СФУ) (RU)
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам, герметизирующим устье скважины при бурении. Вращающийся превентор содержит корпус с установленным в нем вращающимся стволом, закрепленным в подшипниковом узле, уплотнительный элемент. Последний выполнен в виде распорного кольца, расположенного на муфте, устанавливаемой на буровой колонне. В распорном кольце выполнена проточка, соединенная с помощью радиальных каналов с внутренней поверхностью муфты. Позволяет повысить скорость спускоподъемных операций, увеличивает ресурс уплотнительного элемента. 2 ил.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к конструкциям превенторов, предназначенных для герметизации устья нефтяных и газовых скважин при бурении с использованием газированного бурового раствора, а также при использовании пенных систем.
Известен универсальный вращающийся превентор [патент РФ №2208126, кл. Е21В 33/06, 2003 г.], содержащий корпус с полостью и центральным отверстием, крышку с отверстием, подшипники, гильзу, имеющую полость для размещения уплотнительного элемента, и уплотненный поршень со ступенчатой наружной поверхностью, установленный в корпусе.
Недостатками данного превентора являются низкий ресурс уплотнительного элемента, т.к. через него в процессе бурения проходят замки труб и ведущая труба, а также превентор обладает значительными массой и габаритами.
Также известен вращающийся превентор для автоматической герметизации устья скважины при вращающейся буровой колонне, содержащий корпус, съемный патрон, вращающийся ствол с металлорезиновым уплотнением и узлом подшипников, зажимы для рабочей трубы и байонетную гайку [Баграмов Р.А. "Буровые машины и комплексы": учебник для ВУЗов. - М.: Недра, 1988 г. - 501 с.: ил. с.455-457, рис.XXI-3].
Недостатками известного превентора являются необходимость снимать патрон с вращающимся стволом превентора при операциях по смене долота, что приводит к увеличению времени спускоподъемных операций. Также в известном превенторе металлорезиновое уплотнение подвергается усиленному износу, поскольку в процессе бурения через него проходят замки труб и ведущая труба. Вследствие этого данное устройство не обеспечивает надежную герметизацию устья скважины.
Задача изобретения - повышение скорости проведения спускоподъемных операций, а также повышение надежности герметизации устья скважины путем предотвращения преждевременного износа уплотнительного элемента.
Поставленная задача решается тем, что во вращающемся превенторе для герметизации устья скважины, содержащем уплотнительный элемент, корпус с установленным в нем вращающимся стволом, закрепленным в подшипниковом узле, согласно изобретению уплотнительный элемент выполнен в виде распорного кольца, расположенного на муфте, устанавливаемой на буровой колонне, в распорном кольце на внутренней поверхности выполнена проточка, соединенная с помощью радиальных каналов с внутренней поверхностью муфты.
На фиг.1 изображен вращающийся превентор - продольный разрез; на фиг.2 изображена муфта.
Вращающийся превентор состоит из корпуса 1 с боковым отводом 2, установленного на устьевой тройник 3, с закрепленным в нем стволом 4, имеющим возможность вращения вокруг своей оси в корпусе при помощи подшипникового узла 5. Муфта 6 соединяет ведущую трубу 7 с буровой колонной 8. На муфте 6 расположен уплотнительный элемент 9, выполненный в виде распорного кольца, на внутренней поверхности которого выполнена проточка 10, соединенная радиальными каналами 11, выполненными в корпусе муфты, с внутренней полостью 12 муфты. Крышка 13 устанавливается при помощи резьбового соединения на тело муфты.
Вращающийся превентор работает следующим образом.
В комплекте противовыбросового оборудования корпус вращающегося превентора 1 с закрепленным в нем стволом 4 устанавливают на устье скважины над устьевым тройником 3. При начале бурения в скважину спускают буровую колонну 8 с установленной на ней (под ведущей трубой 7) муфтой 6. При включении буровых насосов буровой раствор из внутренней полости 12 по радиальным каналам 11 поступает в проточку 10 распорного уплотнительного элемента 9 и он, под действие давления бурового раствора, расширяется, прижимаясь к стволу 4, создавая надежную герметизацию затрубного пространства. Отработанный буровой раствор, поднимаясь по затрубному пространству, поступает в боковое отверстие 2 и дальше идет в блок очистки раствора.
В процессе бурения и углубления скважины муфта 6 постепенно опускается по стволу 4, который при этом вращается в подшипниковом узле 5 вместе с буровой колонной под действием силы трения от уплотнительного элемента 9, на глубину, равную длине ведущей трубы 7.
Перед подъемом буровой колонны выключают буровые насосы, уплотнительный элемент 9 сжимается под действием сил собственной упругости, и буровая колонна свободно поднимается на поверхность благодаря тому, что внутренний диаметр ствола 4 достаточен для прохождения внутри него бурового долота.
Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает снижение времени спускоподъемных операций за счет исключения операции по снятию или установке патрона вращающегося превентора, а также значительно увеличивает ресурс уплотняющего элемента за счет более мягких условий работы последнего.
Вращающийся превентор для герметизации устья скважины, содержащий корпус с установленным в нем вращающимся стволом, закрепленном в подшипниковом узле, уплотнительный элемент, отличающийся тем, что уплотнительный элемент выполнен в виде распорного кольца, расположенного на муфте, устанавливаемой на буровой колонне, в распорном кольце выполнена проточка, соединенная с помощью радиальных каналов с внутренней поверхностью муфты.
