ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СМЕНЫ ЗАДВИЖЕК УСТЬЕВОЙ АРМАТУРЫ СКВАЖИНЫ БЕЗ ЕЕ ГЛУШЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E21B34/06 

Изобретение относится к приспособлениям для смены задвижек устьевой арматуры нефтяных, газовых и водяных скважин без их глушения.

Известно приспособление для смены коренной задвижки фонтанной арматуры газовой скважины без ее глушения, предназначенное для фонтанирующих скважин с добавлением 4-5 МПа, эксплуатируемых без колонны насосно-компрессорных труб (НКТ).

Приспособление содержит пробку А, предназначенную для перекрытия канала в переходной катушке арматуры скважины, и узел для ее установки, выполненный в виде гидравлического пресса для поднятия головки пробки до упора в катушку арматуры. Кроме того приспособление содержит пробку Б, предназначенную для выдавливания головки пробки А из катушки арматуры после смены поврежденной задвижки [1]
Пробка А корпусом прикрепляется к фланцу боковой задвижки крестовика арматуры. При этом головка пробки находится в корпусе. Открывают задвижку и продвигают головку пробки в крестовик при помощи винта и упорных зажимов. Когда головка пробки выходит из отвода крестовика, головку с перекрывающей пробкой переводят в вертикальное положение. Затем узлом установки в канал пробки нагнетают жидкость. При этом головка с перекрывающей пробкой поднимается до упора в катушку арматуры. После этого можно сменить поврежденную коренную задвижку на исправную.

Пробка Б представляет собой шток, имеющий узел уплотнения и винтовой толкатель с опорными стойками. Для съема пробки А после смены задвижки пробку Б устанавливают на фланец коренной задвижки и через открытую задвижку при помощи винта и штока пробки Б выдавливают головку пробки А. Затем пробки возвращают в исходное положение, закрывают задвижки и демонтируют приспособление в целом.

Однако это приспособление имеет ограниченное применение только в скважинах, эксплуатируемых без колонны НКТ.

Кроме того оно сложно по конструкции и в эксплуатации.

Известно приспособление, содержащее пробку и узел для ее установки, состоящий из корпуса, цилиндра, крышки и штока. На одном конце штока установлен маховик, а другой конец выполнен в виде квадратного наконечника, на который насажен шестигранный ключ. Пробка вставлена в шестигранный ключ и удерживается в нем пружинным сегментом [2]
Обязательным условием применения известного приспособления является наличие внутренней резьбы в элементах арматуры устья (в боковых отводах крестовика, тройника), в которую завинчивается пробка. Для этого пробка вставляется в шестигранный ключ и пропускается в проход вышедшей из строя задвижки при ее закрытом шибере. Приспособление фланцем корпуса прикрепляется к фланцу задвижки. Открывают задвижку и после выравнивания давления в соответствующих полостях приспособления при помощи штока пробку перемещают через задвижку до упора в резьбу элемента арматуры. Вращением маховика по часовой стрелке пробку ввинчивают в резьбу. Затем соответствующей манипуляцией давлением в полостях приспособления шток возвращают в исходное положение. Демонтируют приспособление и вместо поврежденной задвижки ставят исправную, а на ее фланец прикрепляют приспособление и обратными установке приемами снимают пробку.

Основным недостатком приспособления является то, что оно может применяться только при наличии внутренней резьбы в элементах арматуры устья. Оно также сложно по конструкции и в эксплуатации.

Последнее приспособление принято за прототип.

Для расширения масштаба применения путем установки приспособления при заменен задвижек арматуры устья скважины любой конструкции без глушения в известном приспособлении, содержащем съемную пробку и узел для ее установки, съемная пробка содержит цилиндрический корпус, на одном конце которого выполнен кольцевой буртик с пазами, а на другом последовательно установлены на резьбе втулка с наклонными пазами паза ласточкина хвоста, в которые входят шлипсы, охваченные по цилиндрической поверхности пружинным кольцом, и конусная втулка к которой прилегает эластичный уплотнитель с ответной конусной впадиной, прижатый к конусной втулке стаканом, в который коаксиально ввернута на резьбе втулка кулачковая, установленная на цилиндрическом корпусе на подшипниках так, что кулачки выступают за пределы стакана, а узел установки съемной пробки содержит корпус, к которому прикреплен кронштейн с подшипником, в котором установлен винт, взаимодействующий с установленным на нем полым гайка-штоком, на конце которого выполнены Г-образные кулачки, входящие в пазы кольцевого буртика цилиндрического корпуса съемной пробки, а на гайку-шток надет кулачковый патрубок с кулачками, входящими в сцепление с кулачковой втулкой.

Описанная съемная пробка предназначена для смены боковых задвижек крестовика арматуры на скважинах, эксплуатируемых по колонне насосно-компрессорных труб, а также для смены задвижки тройника при любой эксплуатации.

Кроме того втулка с наклонными пазами выполнена с радиальным пазом, в котором шарнирно установлены подпружиненные упоры. Это позволит применить приспособление при смене боковой задвижки крестовика на скважинах, эксплуатируемых без колонны НКТ, а также при смене центральной (коренной) задвижки на скважинах, эксплуатируемых по колонне НКТ.

Новым является также то, что съемная пробка снабжена тормозом, надетым на цилиндрический корпус между втулками с наклонным пазом и конусом, а на втулке с наклонными пазами между пазами по образующей выполнены дополнительные пазы.

В этом случае возможно применение приспособления при смене коренной задвижки арматуры на скважинах, эксплуатируемых без колонны НКТ.

На фиг. 1, 2 приведены схемы приспособления со съемной пробкой, предназначенной для смены боковой задвижки крестовика на скважинах, эксплуатируемых по колонне НКТ, варианты; на фиг. 3 съемная пробка с подпружиненными упорами; на фиг. 4 то же, с тормозом.

Приспособление для смены задвижек устьевой арматуры скважины без ее глушения состоит из съемной пробки и узла ее установки.

Съемная пpобка содержит цилиндрический корпус 1, на одном конце которого выполнен кольцевой буртик 2 с пазами 3, а на другом установлена на резьбе втулка 4 с наклонными пазами типа ласточкина хвоста, в которые входят шлипсы 5, охваченные пружинным кольцом 6. Шлипсы 5 плоским торцом упираются в основание конусной втулки 7, к которой прилегает эластичный уплотнитель 8 с ответной конусной впадиной. Он прижат к конусной втулке 7 стаканом 9, в который коаксиально ввернута на резьбе втулка 10 кулачковая, установленная на цилиндрическом корпусе на подшипниках 11 так, что ее кулачки 12 выходят за пределы стакана 9.

Узел установки съемной пробки содержит корпус 13, к которому прикреплен кронштейн 14 с подшипником 15. В подшипник 15 вставлен винт 16, а на него концентрично надеты полый гайка-шток 17 и патрубок 18 кулачковый. На конце гайки-штока 17 выполнены Г-образные кулачки, входящие в пазы 3 кольцевого буртика 2 съемной пробки, а патрубок 18 кулачковый входит в сцепление с кулачками 12 втулки 10. На корпусе 13 предусмотрены штуцер 19 для соединения манометра и пробка 20 для сброса давления из полости корпуса. Для застопорения гайки-штока 17 относительно винта 16 предусмотрен стопорный болт 21, а для стопорения гайки-штока 17 и патрубка 18 кулачкового относительно кронштейна 14 предусмотрен хомут 22. Кольцевые зазоры между корпусом 13 и патрубком 18 кулачковым, а также между гайкой-штоком и патрубком 18 кулачковым герметизированы резиновыми кольцами 23 и 24.

Управление приспособлением ручное посредством рукоятки 25.

Съемная пробка, в которой втулка 4 с наклонными пазами выполнена с радиальным пазом 27, в котором установлены подпружиненные упоры 28, приведена на фиг. 3, а съемная пробка с тормозом 29 и дополнительными пазами 30 показана на фиг. 4.

Принцип работы приспособления заключается в следующем.

Для смены поврежденной задвижки или для ремонта поврежденной задвижки без демонтажа ее корпуса приспособление корпусом 13 прикрепляется к фланцу задвижки, съемная пробка при помощи винта 16 и гайки-штока 17 пропускается в проход элемента арматуры и устанавливается в нем.

Исходное положение приспособления перед установкой его на фланец поврежденной задвижки соответствует фиг.1, т.е. съемная пробка вставлена в корпус 13 узла установки и присоединена кулачковыми соединениями с узлом установки.

Приспособление прикрепляется к фланцу поврежденной задвижки при ее закрытом шибере.

В штуцер 19 вворачивают манометр при открытой пробке 20 (вывернута на 2-3 витка). Затем гайку-шток 17 и патрубок 18 кулачковый застопоривают относительно кронштейна 14. Для этого хомут 22 надевают на патрубок 18 кулачковый так, чтобы он охватил одновременно и гайку-шток 17, а ролик 26 хомута был в контакте с кронштейном 14. После этого открывают шибер задвижки, и как только из отверстия пробки 20 начинает течь жидкость, закрывают ее.

Вращением рукоятки 25 по часовой стрелке пропускают съемную пробку в проходное отверстие элемента арматуры до упора о колонну насосно-компрессорных труб (о противоположную стенку крестовика или тройника). Затем хомут 22 переставляют так, чтобы он охватил только патрубок 18 кулачковый, а гайку-шток 17 застопоривают относительно винта 16 стопорным болтом 21. Затем вращением рукоятки по часовой стрелке устанавливают и закрывают съемную пробку в проходном отверстии элемента арматуры. При вращении рукоятки происходит вращение цилиндрического корпуса 1, вклинивание втулки 4 под шлипсы 5 и зажатие уплотнителя 8.

Таким образом осуществляется установка, крепление съемной пробки и герметизация отверстия элемента арматуры.

Чтобы уплотнение и крепление съемной пробки было более надежным, необходимо снять хомут 22 с патрубка кулачкового и гаечным ключом повернуть на несколько (2-3) оборотов патрубок кулачковый по часовой стрелке. При этом будет проворачиваться втулка 10 кулачковая, а стакан 9 будет перемещаться по резьбе втулки 10 в сторону уплотнителя и еще больше усилит крепление съемной пробки в элементе арматуры.

Стравливают давление. При нормальном крепления съемной пробки показание манометра должно быть на нуле.

Освобождают стопорный болт 21 и хомутом 22 застопоривают гайку-шток 17 и втулку 18 кулачковую относительно кронштейна 14. Затем вращением рукоятки 25 против часовой стрелки разъединяют узел установки (гайку-шток и патрубок кулачковый) от съемной пробки.

Демонтируют узел установки. Поврежденную задвижку заменяют на исправную и на ее фланец монтируют узел установки приспособления. Открывают задвижку, застопоривают гайку-шток 17 и патрубок 18 кулачковый относительно кронштейна 14 и вращением рукоятки 25 по часовой стрелке проталкивают гайку-шток 17 и патрубок 18 кулачковый до сцепления их со съемной пробкой.

Затем приемами, противоположными установке, возвращают съемную пробку в корпус 13.

Принципы работы приспособления в комплекте со съемными пробками, приведенными на фиг.3 и 4, аналогичны. Дополнительные детали (подпружиненные упоры 28 и тормоз 29) предназначены для предотвращения вращения втулки 4 в процессе установки пробки, а также для предотвращения падения пробки в скважину при смене коренной задвижки.

В зависимости от заменяемой задвижки арматуры и способа эксплуатации скважины (по колонне НКТ или без нее) с узлом установки применяется одна из съемных пробок, приведенных на фиг. 1,3 и 4.

Использование: в нефтяной и газовой промышленности для смены задвижек устьевой арматуры скважин без глушения. Сущность изобретения: в приспособлении, содержащем съемную пробку и узел ее установки, съемная пробка содержит цилиндрический корпус с кольцевым буртиком и пазами на одном конце, а на другом конце последовательно установленные втулку с наклонными пазами типа ласточкин хвост и шлипсы, охваченные пружинным кольцом, конусную втулку с эластичным уплотнителем, который прижат к втулке стаканом с коаксиально ввернутой в него кулачковой втулкой, установленной на цилиндрическом корпусе на подшипниках так, что ее кулачки выходят за пределы стакана. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ СМЕНЫ ЗАДВИЖЕК УСТЬЕВОЙ АРМАТУРЫ СКВАЖИНЫ БЕЗ ЕЕ ГЛУШЕНИЯ, содержащее съемную пробку и узел ее установки, отличающееся тем, что съемная пробка выполнена в виде цилиндрического корпуса, на одном конце которого выполнен цилиндрический буртик с пазами, а другой конец выполнен резьбовым в виде втулки с наклонными пазами типа ласточкина хвоста, в которых размещены шлипсы, охваченные по наружной поверхности пружинным кольцом, конической втулки и эластичного уплотнителя с конической впадиной для размещения в ней конической втулки, стакана с внутренней резьбой, прижимающего уплотнитель к конической втулке, кулачковой втулки с наружной резьбой, размещенной с образованием резьбового соединения с внутренней резьбой стакана, при этом втулка с наклонными пазами и коническая втулка последовательно установлены на резьбовой конце корпуса, кулачковая втулка установлена на цилиндрическом корпусе на подшипниках, узел установки съемной пробки выполнен в виде корпуса, на котором на подшипнике установлен кронштейн с прикрепленным к нему винтом, полого гайки-штока с выполненными на его конце Г-образными кулачками и патрубка с кулачками, коаксиально надетого на гайку-шток, при этом гайка-шток установлен с возможностью размещения его кулачков в пазах корпуса съемной пробки, а патрубок с возможностью взаимодействия его кулачков с кулачковой втулкой. 2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что в съемной пробке втулка с наклонными пазами типа ласточкина хвоста выполнена с радиальным пазом, в котором шарнирно установлены подпружиненные упоры. 3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено тормозом, установленным на цилиндрическом корпусе съемной пробки между втулками с наклонными пазами и конусной, а на втулке с наклонными пазами между пазами на образующей выполнены дополнительные пазы.