Устройство для герметизации устья скважины

 

Союз Советских

Социалистических

Республик бкударстиаииый иоиитат

ССОР ао делан изебретеиий и атирь1тий

5. (72) Автор изобретения

И. И. Кошко

Казанский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. В. И. Ульянова-Ленина (7I) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УСТЬЯ

СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к устройствам для спуска и уплотнения кабель-троса при проведении работ в нефтяных, газовых или водяных скважинах, Известно устройств для герметизации вала глубиннот о мотора, содержа1цее камеру для вазелина, манжету и груз

Г13

Недостатком указанного устройства является громоздкость конструкции, не1е возможность регулирования давления вазелина и ненадежность в работе.

Известно также устройство для гер- метизации устья скважины, содержащее лубрикатор с установленными на неМ саль15 никами, образующими между собой камеру, заполненную уплотняющей смазкой и связанную с емкостью для уплотняющей смазки (2j.

Недостатком указанного устройства является невозможность регулирования давления уплотняющей жидкости и ненадежность в работе. Давление в скважине, емкости и сальнике равны. При этом

2 уплотняющая жидкость не поступает из емкости в сальник. Устройство не обеспечивает разделение уплотняющей жидкости и скважинного флюида, что приводит к их смешиванию, Это снижает эффективность уплотнения.

Целью настоящего изобретения является повьппение надежности герметизации кабель-троса за счет обеспечения возможности подачи смазки под давлением прн спуске схважинных приборов.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено преобразователем давления, выполненным .в виде ступенчатого цилиндра с размещенным в нем дифференциальным поршнем, причем пространство над поршнем малого диаметра связано с емкостью для уплотняющей смазки и камерой между сальниками, и пространство под поршнем большого диаметра — с лубрикатором.

На чертеже изображена схема устройства. о

3О

Работа устройстяа осуществляется следующим обр азом.

Йпя уппотнения кабель-троса 4 в камеру 10 с помощью преобразователя давления 5 подается уппотняющая жидкость, например, смазка ЛЗ-162. Преобразователь двяпения 5 работает от скважинной жидкости (газа}, подаваемой по трубке 20. Отработанная жидкость пос3 715

Устройство состоит иэ корпуса 1 пубрикатора, на котором устанавпиваются нижний 2 и верхний 3 сапьники дпя уплотнения кабель-троса 4, а также преобразователя давления 5 с емкостями 6 и

7. Сальники 2 и 3 имеют выпуклую форму. Сальники состоят из корпуса 8, переходника 9, камеры 10, служащей в качестве корпуса верхнего сальника 3 и нажимной втулки ll. Герметизация между камерой 10 и переходником 9 обеспечивается, например, с помоптью тороидвпьных колец 12. Преобразояатепь двяпения 5 выполнен в виде ступенчатого цилиндра 13 с размещенным в нем дифференттиальным поршнем 14 и 15. Поршни

14 и 15 различного диаметра, соединены между собой с помопп,ю штанги 16.

Нижняя часть ступенчатого ципиндрв 13 с поршнем 15 является ступенью низкого давления, а верхняя часть ступенчатого цилиндра с поршнем 14 является ступенью высокого давления. Ступенчатый цилиндр 13 оснвтцен,впускными 17, нагнетатепьными 18 и выпускными 19 кпа -п вй вми.

Ступень низкого давления преобразователя 5 соединена с пубриквтором 1, трубкой 20 с вентилем 21, а ступень высокого давления соединена с камерой 10 трубкой 22.

Преобразователь давления 5 соединен с емкостями 6 и 7 с помощью патрубков 23 и 24. Рерхняя ступень преобразователя давления 5 служит напорной ступенью и соединяется патрубквми с камерой 10 и емкостью 6 для смазки.

Нижняя ступень преобразователя 5 является приводной ступенью. Она соединяется с помощью патрубков и впускных клапанов с корпусом .1 пубрикатора и емкостью 7 дпя отработанной скважинной жидкости (флюида).

Таким образом, пространство над поршнем малого диаметра 14 связано с емкостью дпя уппотняющей смазки 6 и камерой 10 между сальниками 2 и 3, а пространство под поршнем 15 большого диаметра - c пубриквтором 1. пе преобразователя давпеютя 5 сливается я емкость 7. Таким образом, преобразователь давпения 5 работает за счет энергии скважинной жидкости, поступаюmeA в ступень низкого давлении через впускнь:е клапаны 17. Размеры поршней

14 и 15 выбираются таким образом, чтобы обеспечить необходимое повышение давления уппотняющей смазки. Жидкость из скважины под давлением поступает попеременно через нижний и верхний клапаны 17 я ступень низкого давле- ния. Если открыт нижний клапан 17, то поршень 15 движется вверх эв счет давпения скважинной жидкости на нижнюю поверхность поршня. При этом верхний выпускной клапан 19 открыт и отработанная жидкость из верхней части ступени низкого даяпения спивается я емкость

7, Когда поршень 15 достигает верхнего положения, начинается обратный ход.

В процессе работы устройстяа верхний и нижний вьптускные клапаны 1 9 периодически поочередно открываются. ПодобньМ образом работает ступень высокого давления преобразователя 5. Поршень 14 с помощью штанги 16 жестко связан с поршнем 15.

При движении поршня 14 жидкость иэ емкости 6 через клапан 17 поступает в яысоконапорную часть блока цилиндров.

Управление работой клапанов 17 осуществляется с помотцью распределительного механизма. При нагнетании маидкости в камеру 10 обеспечивается уплотнение кабель-троса 4.

Работа устройства основана на принципе гидравлического затвора. Преобразователь давления 5 позволяет подать смазку в камеру 10 с более высоким давлением, чем в скважине. При этом исключается вытекание скважинной жидкости.

Регулирование затяжки сальников 2 и 3 осуществляется с помощью переходника 9 и втулки 11. Конструкция сальников позволяет осуществлять их автономное уплотнение.

Устройство обладает способностью работать по самонвстрвивающему режиму.

Если сальники пропускают жидкость, давление в камере 10 уменьшается и скорость движения поршней 14 и 15 увеличивается. При этом обеспечивается непрерывное уплотнение.

Регулирование работы устройства обеспечивается с помотпью вентиля 21. Пуск устройства в работу осуществпяется путем открытия вентилей. f9

13

Л

1У

16

f5

1У

2Ф

Составитель В. Корятков

Редактор Т. Авдейчик Техред 3. Фанта Корректор Г. Назарова

Заказ 9486/29 Тираж 626 Подписное

UHH HHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 71

Таким образом, устройство обеспечивает уплотнение кабель-тросапри спускоподъемных работах в скважинах.

Формул а н зобр етени я

Устройство для герметиэапии устья скважины, содержащее лубрикатор с установленным на нем сальниками, образующими между собой камеру, заполненную уплотняющей смазкой и связанную с емкостью для уплотняющей смазки, о тл и ч а ю m е е с я тем, что, с делью повышения надежности герметизации ка .бель-троса за счет обеспечения возможности подачи смазки под давлением при

5770 6 спуске скважинных приборов, оно снабже-. но преобразователем давления, выполнен" ным в виде ступенчатого цилиндра с размещенным в нем дифференпиальным поршнем, причем пространство над поршнем малого диаметра связано с емкостью ду я уплотняющей смазки и камерой между сальниками, а пространство под поршнем большого диаметра - с лубрикатором.

Источники информадни, принятые во внимание при экспертизе

1. Муравьев H. N. и др. Эксплуатадия нефтяных месторождений, М., Недра, 1940, с. 520.

2. Патент США % 2674474, кл. 166-84, опублик. 1954 (прототип).