АРМАТУРА-ГЕРМЕТИЗАТОР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающему оборудованию и может быть использовано в равной степени как арматура устья нефтяных скважин и как герметизатор устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации на скважине, а также при длительном перерыве ведения ремонтных работ подземного характера.

Известна арматура-герметизтор, содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщения трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб (см. 1776290, E 21 B 33/03, 1992).

Недостатком известной конструкции арматуры-герметизатора является невозможность использования ее в равной степени как арматуры устья нефтяных скважин и как герметизатора устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации на скважине, при длительных перерывах ведения ремонтных работ.

Задачей изобретения является получение технического результата.

Техническим результатом является создание арматуры устья нефтяной скважины, обеспечивающей герметизацию устья нефтяной скважины, при возникновении аварийной ситуации во время проведения подземного ремонта без применения специальных герметизаторов или превенторов, которые, как известно, повышают вертикальный габарит рабочей площадки и создают дополнительные трудности в техническом обслуживании этих устройств.

Поставленная задача решается тем, что в одном из вариантов арматура-герметизатор (далее - арматура), содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщениям трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб, имеет планшайбу, жестко соединенную муфтой, и устьевой сальник для уплотнения штока подвески штангового глубинного насоса.

В другом варианте поставленная задача решается тем, что арматура-герметизатор, содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщения трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб, муфта соединена сверху с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб и снабжена поворотной втулкой, боковые выступы которой расположены в фигурном пазу центрального отверстия корпуса, при этом поворотная втулка снабжена подпружиненными фиксаторами, которые в зафиксированном положении также расположены в фигурном пазу центрального отверстия корпуса, а боковые выступы поворотной втулки при этом расположены внутри кольцевой проточки корпуса и находятся в силовом контакте от давления со стороны скважины.

В частном случае в качестве запорного органа может быть применен шаровой кран.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - вертикальный разрез арматуры по Б-Б на фиг. 2 в компоновке, предназначенной для эксплуатации ее в процессе добычи нефти из скважины, механизированной штанговым глубинным насосом;
на фиг. 2 - горизонтальный разрез арматуры по А-А на фиг. 1 в той же компоновке;
на фиг. 3 - вертикальный разрез арматуры в момент, когда планшайба с муфтой удалены, а на насосно-компрессорные трубы установлена герметизирующая вставка в исходном положении;
на фиг. 4 - горизонтальный разрез по Г-Г на фиг. 3, где показаны фигурные пазы для прохода боковых выступов герметизатора;
на фиг. 5 - разрез по Е-Е на фиг. 3 с видом на боковые выступы поворотной втулки и на фиксаторы снизу;
на фиг. 6 - разрез по Д-Д на фиг. 3 с видом на фиксаторы сверху;
на фиг. 7 - продольный разрез фиксатора по ИИ на фиг. 6;
на фиг. 8 - вертикальный разрез арматуры в момент установки в нее герметизирующей вставки с продольной фиксацией за счет поворота боковых выступов и сцепления их с кольцевой проточкой корпуса арматуры.

Арматура содержит корпус 1, канал сообщения с затрубным пространством 2 с запорным вентилем 3, канал сообщения с полостью насосно-компрессорных труб (НКТ) 4 с запорным вентилем 5, канал сообщения затрубного пространства с полостью НКТ 6 через вентиль-клапан 7, патрубок 8 с крышкой 9 для присоединения глубиномерных акустических приборов, манометры 10, устанавливаемые в корпус 1 при помощи штуцеров 11, интегральный пробоотборник 12, устьевой сальник 13 для уплотнения штока подвески штангового глубинного насоса, планшайбу 14 для подвески НКТ (фиг. 1 и 2). Кроме того, арматура содержит герметизирующую вставку, содержащую ствол 15 для подвески НКТ 16 и установки шарового крана 17 или другого запорного органа, уплотнительный элемент 18, поворотную втулку 19 с упорами 20 (фиг. 3), взаимодействующими с фигурными пазами 21 арматуры. От осевого смещения поворотная втулка 19 зафиксирована кольцевой шпонкой 22 и жестко соединена с кронштейном 23 при помощи болтов 24. На кронштейне 23 смонтированы фиксаторы 25, выполненные в виде подвижного штока 26, подпружиненного пружиной 27, приводимого в действие при помощи рукоятки 28 (фиг. 6, 7). Для поворота кронштейна 23 имеется втулка 29 с отверстием для ввода в него цилиндрического стержня (не показано).

Работает арматура следующим образом.

После демонтажа планшайбы 14 и извлечения НКТ с глубиннонасосным оборудованием производится спуск НКТ 16 и проведение различных работ, связанных с подземным ремонтом скважины. При возникновении необходимости срочного перекрытия ствола скважины, а это может быть при возникновении аварийной ситуации или в связи с длительным перерывом в работе, на колонну НКТ 16 устанавливают герметизатор (фиг. 3) и ориентируют его поворотную втулку 19 таким образом, чтобы его упоры 20 расположились напротив соответствующих фигурных пазов 21 арматуры. Далее перемещают компоновку вниз до упора конических поверхностей ствола 15 в соответствующие конические поверхности корпуса 1 арматуры, поворачивают втулку 19 на 90 градусов, вводя упоры 20 в зацепление с канавкой корпуса 1 (фиг. 8), а подпружиненные фиксаторы располагаются в фигурном пазе 21 и стопорят поворотную втулку 19 от вращения. Уплотнительный элемент 18 герметично перекрывает кольцевое (межтрубное) пространство скважины, а запорный орган 17 перекрывает внутреннюю полость НКТ 16. Таким образом полость скважины оказывается герметично перекрыта от контакта с окружающей средой.

Разгерметизация скважины производится путем принудительного вывода фиксаторов 25 из фигурного паза 21 арматуры, поворота втулки 19 в обратном направлении на 90 градусов подъема герметизатора за пределы внутренней полости арматуры.

По завершении ремонтных работ, производят монтаж глубиннонасосного оборудования, устанавливают планшайбу 14 с устьевым сальником 13 и вводят арматуру в обычный режим эксплуатации.

Эксплуатация нефтяных скважин с помощью заявленной арматуры позволит осуществлять герметизацию скважины в период проведения подземного ремонта без применения специальных превенторов или других герметизирующих устройств.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано в равной степени как арматура устья нефтяных скважин и как герметизатор устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации на скважине, при длительном перерыве ведения ремонтных работ подземного характера. Арматура-герметизатор (далее - арматура) содержит корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства с установленными в этих каналах запорными устройствами. Центральное отверстие выполнено в корпусе для прохода технологического оборудования. Планшайба жестко соединена с муфтой для подвески колонны насосно-компрессорных труб, находящейся в герметичном контакте с уплотнительной поверхностью корпуса. Планшайба имеет центральное отверстие с фигурными пазами и герметизирующей вставкой, выполненной в виде муфты, герметично установленной в уплотнительную поверхность корпуса. Муфта соединена снизу с насосно-компрессорными трубами, а сверху - с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб. Муфта снабжена поворотной втулкой, боковые выступы которой расположены в ответном фигурном пазу центрального отверстия корпуса. Поворотная втулка снабжена подпружиненными фиксаторами, которые в зафиксированном положении также располагаются в ответном фигурном пазу центрального отверстия корпуса. Боковые выступы поворотной втулки расположены внутри кольцевой проточки корпуса и находятся в силовом контакте от давления со стороны скважины. Использование изобретения обеспечивает герметизацию устья скважины без применения специальных герметизаторов. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Арматура-герметизатор, содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщения трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб, отличающаяся тем, что она имеет планшайбу, жестко соединенную с муфтой, и устьевой сальник для уплотнения штока подвески штангового глубинного насоса. 2. Арматура-герметизатор, содержащая корпус с центральным отверстием для прохода технологического оборудования, каналами сообщения трубного и межтрубного пространства скважины с установленными в этих каналах запорными устройствами, кольцевой проточкой, фигурными пазами в центральном отверстии и герметизирующую вставку в виде находящейся в контакте с уплотнительной поверхностью корпуса через уплотнительный элемент муфты для подвески колонны насосно-компрессорных труб, отличающаяся тем, что муфта соединена сверху с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб и снабжена поворотной втулкой, боковые выступы которой расположены в фигурном пазу центрального отверстия корпуса, при этом поворотная втулка снабжена подпружиненными фиксаторами, которые в зафиксированном положении также расположены в фигурном пазу центрального отверстия корпуса, а боковые выступы поворотной втулки при этом расположены внутри кольцевой проточки корпуса и находятся в силовом контакте от давления со стороны скважины. 3. Арматура-герметизатор по п.2, отличающаяся тем, что в качестве запорного органа применен шаровой кран.