АРМАТУРА-ГЕРМЕТИЗАТОР Российский патент 2000 года по МПК E21B33/03 

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

Известная моноблочная арматура устья нефтяных скважин не обеспечивает герметизацию устья скважины, оснащенной электропогружным насосом, в момент возникновения аварийной ситуации при проведении подземного ремонта скважины [1].

Известный герметизатор устья скважины не обеспечивает функции оборудования устья нефтяных скважин [2].

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание арматуры устья нефтяной скважины, оснащенной электропогружным насосом, обеспечивающей герметизацию устья с электрокабелем 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 арматура-герметизатор, содержащая корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства с установленными в этих каналах запорными устройствами и центральным отверстием для прохода технологического оборудования с электрокабелем, имеет в верхней части корпуса кольцевую канавку и фигурные пазы, с уплотнительной поверхностью корпуса находится в контакте через уплотнительный элемент планшайба, жестко соединенная с муфтой для подвески насосно-компрессорных труб, кроме того, в качестве альтернативного варианта, в уплотнительную поверхность корпуса герметично установлена герметизирующая вставка, выполненная в виде сменной муфты, соединенной снизу насосно-компрессорными трубами, а сверху - с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб, герметизирующая вставка имеет поворотную втулку с боковыми выступами, подпружиненными фиксаторами, расположенными с возможностью взаимодействия с рукояткой привода поворотной втулки фигурным пазом для прохода электрокабеля и упором для ограничения поворота относительно муфты, при этом в качестве запорного органа применен шаровой кран.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:
на фиг. 1 - общий вид арматуры сбоку;
на фиг. 2 - горизонтальный разрез по А-А;
на фиг. 3 - вертикальный разрез по Б-Б;
на фиг. 4 - вид сверху по Г;
на фиг. 5 - вертикальный разрез арматуры и герметизирующей вставки в исходном положении;
на фиг. 6 - горизонтальный разрез по В-В, вид на фиксатор и на фигурный паз поворотной втулки;
на фиг. 7 - продольный разрез фиксатора по И-И;
на фиг. 8 - горизонтальный разрез под Д-Д, вид на упор и на фигурный паз поворотной втулки для прохода электрокабеля;
на фиг. 9 - горизонтальный разрез по Е-Е, вид на опорные сегменты;
на фиг. 10 - горизонтальный разрез манжеты по Ж-Ж;
на фиг. 11 - горизонтальный разрез опорного кольца по З-З с пазом под электрокабель;
на фиг. 12 - продольный разрез арматуры в момент установки и фиксации герметизирующей вставки.

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 электрокабеля 14 погружного электронасоса, планшайбу 15 для подвески НКТ 4 и установки запорного органа 16 (например, шарового крана) (фиг. 1, 2, 3). В верхней части корпуса 1 арматуры выполнены кольцевая канавка 17 и фигурные пазы 18 (фиг. 4). Арматура содержит также герметизирующую вставку, содержащую муфту 19 для подвески НКТ 4 и установки запорного органа 16, уплотнительный элемент 20, поворотную втулку 21 с фиксаторами 22, жестко соединенными между собой перемычкой 23 и подпружиненными пружинами 24 (фиг. 5, 6, 7). Для прохода электрокабеля 14 поворотная втулка 21 имеет фигурный паз 25, позволяющий втулке поворачиваться на определенный угол, а с противоположной стороны - дугообразный паз 26 с установленным в нем упором 27, ограничивающим угол поворота в заданных пределах (фиг. 8). Для фиксации герметизирующей вставки в корпусе 1 арматуры поворотная втулка 21 имеет боковые упоры 28 (фиг. 6, 8, 12). Для управления герметизатором поворотная втулка 21 снабжена кронштейном 29 с отверстием 30, куда устанавливается рукоятка 31, выполненная в виде круглого стержня (фиг. 5). Уплотнительный элемент 20 размещен эксцентрично и имеет паз 32 с прорезью для размещения электрокабеля 14 (фиг. 10). Снизу уплотнительный элемент 20 имеет опорное кольцо 33 с прорезью 34 для прохода электрокабеля 14, а сверху - опорную шайбу, выполненную в виде двух сегментов 35 и 36, имеющих возможность поворачиваться на оси 37 и снабженных по концам пазом 38 для прохода электрокабеля 14 (фиг. 9, 10, 11).

Работает арматура следующим образом. После демонтажа планшайбы 15 производят извлечение НКТ 4 с электропогружным насосом. 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 4 устанавливают герметизатор (фиг. 5), разводят сегменты 35 и 36 в стороны (фиг. 9), отгибают лепесток уплотнительного элемента 20 (фиг. 10, показано пунктиром), заводят в образовавшийся паз электрокабель 14, замыкают сегменты 35 и 36 в кольцо, ориентируют поворотную втулку 21 таким образом, чтобы ее боковые упоры 28 расположились напротив соответствующих фигурных пазов 18 арматуры. Далее перемещают компоновку вниз до упора конических поверхностей муфты 19 в соответствующие конические поверхности корпуса 1 арматуры, поворачивают втулку 21 на 90 градусов, вводя боковые упоры 28 в зацепление с канавкой корпуса 1 (фиг. 8), а подпружиненные фиксаторы 22 располагаются в фигурном пазе 18 и стопорят поворотную втулку 21 от вращения. Уплотнительный элемент 20 герметично перекрывает кольцевое (межтрубное) пространство скважины, а запорный орган 16 перекрывает внутреннюю полость НКТ 4. Таким образом полость скважины оказывается герметично перекрыта от контакта с окружающей средой.

Разгерметизация скважины производится следующим образом. В отверстие 30 кронштейна 29 вставляют рукоятку-стержень 31, опуская рукоятку 31 вниз, извлекают фиксаторы 22 из фигурных пазов 18 арматуры, поворачивают втулку 21 в обратном направлении на 90 градусов и поднимают компоновку, выводя герметизатор за пределы внутренней полости арматуры.

По завершении ремонтных работ, производят монтаж глубинно-насосного оборудования, устанавливают планшайбу 15 с устьевым сальником 13 и вводят арматуру в обычный режим эксплуатации.

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

Источники информации
1. УДК 622.245.248.3:622.276.5, Асфандияров Х.А., Максутов Р.А. Нефтегазопроявления и открытые фонтаны при эксплуатации скважин. - М.: Недра, 1986, с. 84-85, прототип.

2. SU 1776290 A3, E 21 B 33/03 Украинская ВЧ по предупреждению возникновения и по ликвидации газовых и нефтяных фонтанов, 15.11.92 г.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано как арматура устья нефтяных скважин, эксплуатируемых электропогружными насосами, и как герметизатор устья этих скважин при возникновении аварийной ситуации, а также при длительном перерыве ведения ремонтных работ подземного характера. Арматура-герметизатор содержит корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства. В каналах установлены запорные устройства. Для прохода технологического оборудования с электрокабелем выполнено центральное отверстие. В верхней части корпуса выполнены кольцевая канавка и фигурные пазы. Планшайба находится в контакте с уплотнительной поверхностью через уплотнительный элемент. Планшайба жестко соединена с муфтой для подвески колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). Отличие второго варианта заключается в том, что в уплотнительную поверхность корпуса герметично установлена герметизирующая вставка. Вставка выполнена в виде сменной муфты. Муфта соединена снизу с НКТ. Сверху соединена с запорным органом для перекрытия полости НКТ. Герметизирующая вставка имеет поворотную втулку с боковыми выступами. Выступы подпружинены фиксаторами. Фиксаторы расположены с возможностью взаимодействия с рукояткой привода поворотной втулки фигурным пазом для прохода электрокабеля и упором для ограничения поворота относительно муфты. Использование изобретения позволяет обеспечить герметизацию устья с электрокабелем при возникновении аварийной ситуации во время проведения подземного ремонта без применения специальных герметизаторов или превенторов. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Арматура-герметизатор, содержащая корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства с установленными в этих каналах запорными устройствами и центральным отверстием для прохода технологического оборудования с электрокабелем, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса выполнены кольцевая канавка и фигурные пазы, с уплотнительной поверхностью корпуса находится в контакте через уплотнительный элемент планшайба, жестко соединенная с муфтой для подвески колонны насосно-компрессорных труб. 2. Арматура-герметизатор, содержащая корпус с каналами сообщения трубного и межтрубного пространства с установленными в этих каналах запорными устройствами и центральным отверстием для прохода технологического оборудования с электрокабелем, отличающаяся тем, что в верхней части корпуса выполнены кольцевая канавка и фигурные пазы, в уплотнительную поверхность корпуса герметично установлена герметизирующая вставка, выполненная в виде сменной муфты, соединенной снизу с насосно-компрессорными трубами, а сверху - с запорным органом для перекрытия полости насосно-компрессорных труб, герметизирующая вставка имеет поворотную втулку с боковыми выступами, подпружиненными фиксаторами, расположенными с возможностью взаимодействия с рукояткой привода поворотной втулки, фигурным пазом для прохода электрокабеля и упором для ограничения поворота относительно муфты. 3. Арматура-герметизатор по п.2, отличающаяся тем, что в качестве запорного органа применен шаровой кран.