СТЕНД ДЛЯ ОПРЕССОВКИ ГАЗОНЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2002 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к газонефтедобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для гидравлических испытаний газонефтяного оборудования.

Известно устройство для испытания оборудования (1), содержание резервуар для жидкости, центробежный шламбовый насос, компрессор и сосуд высокого давления.

Недостатками известного устройства являются ограничение давлений испытания оборудования давлением рабочей жидкости, сосредоточенной в сосудах высокого давления, низкое качество результатов испытания, низкая надежность проводимых испытаний.

Целью изобретения является повышение надежности и качества гидравлических испытаний, расширение диапазона давлений испытания.

Поставленная цель достигается следующим образом.

Стенд для опрессовки газонефтепромыслового оборудования, состоящий из насосной установки высокого давления, линии нагнетания рабочей жидкости, а также системы управления, регулирования и контроля давления, снабжен двумя линиями нагнетания, управления, регулирования и контроля давления нагнетаемой рабочей жидкости, узлом механизированной герметизации стыка (УМГС) между опрессовочным и арматурным фланцами, а также системой раздельной подачи рабочей жидкости с регулируемыми давлениями в полость испытываемого оборудования и в узел механизированной герметизации стыка.

Согласно требованиям безопасности в газовой и нефтяной промышленности нефтегазопромысловое оборудование, монтируемое на устье скважин при их бурении и эксплуатации и работающее под действием давления внутрискважинной среды (превенторы различных типов, переходные катушки, крестовины, фонтанная арматура, трубные головки и т.п.),перед монтажом должно быть в обязательном порядке подвергнуто гидравлическим испытаниям (опрессовке) на прочность и герметичность действием избыточного давления рабочей жидкости, величина которого в зависимости от типоразмеров фланцевых соединений может достигать двукратного значения рабочего давления.

Опрессовку производят на стенде, перед подключением к которому проводят подготовительные работы по герметизации присоединительного фланца испытываемого оборудования пристыковкой к нему опрессовочного ("глухого") фланца того же типоразмера и крепления его посредством шпилек с навинченными на них гайками, которые затягивают динамометрическим ключом, обеспечивая при этом требуемый крутящий момент.

Операция присоединения опрессовочного фланца к оборудованию по времени составляет 80...95% от общего времени, затрачиваемого на весь процесс опрессовки, и требует значительных трудозатрат из-за необходимости перестановок тяжеловесного оборудования в различные положения при креплении шпилек с гайками, поочередно по одной, в определенном порядке для обеспечения равномерного распределения нагрузок, возникающих при действии опрессовочного давления на крепежные элементы.

При неправильной затяжке гаек на шпильках имеет место нарушение герметичности в стыке между фланцами и утечка рабочей жидкости при подаче ее под давлением во внутреннюю полость испытываемого оборудования, что влечет за собой необходимость проведения дополнительных работ по устранению утечек и снижает качество испытаний.

На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема опрессовочного стенда, на фиг. 2 - узел механизированной герметизации стыка (УМГС) между фланцем испытываемого оборудования и фланцем опрессовочного стенда.

Стенд опрессовочный (фиг.1) содержит насос гидравлический НГ1, предохранительный клапан КП3, два гидрораспределителя с ручным управлением Р1 и Р2, два редуктивных клапана КП1 и КП2, два гидрозамка ГЗ1 и ГЗ2 и узел механизированной герметизации стыка между фланцами УМГС. Давление рабочей жидкости в напорных линиях гидросистемы контролируется пятью манометрами МН1...МН5.

УМГС (фиг. 2) содержит переходную катушку 1, к нижнему фланцу которой прикреплен глухой фланец 2, а на верхнюю часть с нарезанной резьбой прямоугольного профиля навинчен стыковочный фланец 3. Во внутренней полости переходной катушки 1 перемещается на величину "Н" плунжер 4, толкающий при движении вверх нажимной блок 5. Герметичность между корпусом переходной катушки 1 и плунжером 4 обеспечивается набором шевронных уплотнительных колец 6 за счет нажимного усилия, передаваемого болтами 7 на грундбуксу 8. Фланец переходной катушки 1 и глухой фланец 2 стянуты между собой шпильками 9 с гайками 10. Фланец испытываемой арматуры и фланец стыковочный 3 соединяются посредством скоб 11. Рабочая жидкость от насоса под давлением подается в полость УМГС через штуцер 12. В верхней части плунжера 4 имеется отверстие для выпуска воздуха, заглушенное пробкой 13.

Стыковочный фланец 3, нажимной блок и скобы 11 являются сменными элементами для каждого типоразмера испытываемого оборудования.

Опрессовка испытываемого оборудования производится следующим образом (фиг. 1). Испытываемое оборудование (на фиг.1 пример - фонтанная арматура скважины) присоединительным фланцем устанавливают на УМГС, совместив при этом уплотнительное металлическое кольцо арматуры с уплотнительной канавкой нажимного блока (фиг. 2). Затем на фланцы, стыковочный и арматурный, устанавливают скобы 11 в количестве по числу шпилечных отверстий в арматурном фланце.

После включения насоса H1 предохранительным клапаном КП3 регулируют по манометру МН5 величину давления в напорной линии, необходимую для опрессовки оборудования. Переключением распределителя Р1 подают рабочую жидкость в полость УМГС, давление в которой регулируется редукционным клапаном КП1 по манометрам МН3 и МН1. Затем рукоятка гидрораспределителя Р1 приводится в нейтральное положение, манометр МН1 при этом показывает наличие давления за счет гидрозамка ГЗ1, а манометр МН3 - отсутствие давления.

Включением гидрораспределителя Р2 подают рабочую жидкость в полость испытываемого оборудования, давление в которой регулируется редукционным клапаном КП2 по манометрам МН4 и МН2. После достижения давления заданной величины рукоятка гидрораспределителя Р2 приводится в нейтральное положение, манометр МН4 при этом показывает отсутствие давления, а манометр МН2 - наличие давления за счет гидрозамка ГЗ2.

После выдержки необходимого на опрессовку времени рукоятки гидрораспределителей в порядке Р2 и Р1 приводят в противоположное первоначальному включению положение, подавая тем самым давление в линии открывания гидрозамков ГЗ2 и ГЗ1, что приводит к сбросу давлений в напорных линиях: показания манометров МН2 и МН1 падают до нуля.

Рабочая жидкость из полости испытываемой арматуры сливается, и она снимается со стенда.

Механизированная герметизация стыка между стыковочным фланцем 3 и фланцем испытываемой арматуры перед опрессовкой достигается следующим образом (фиг.2).

После установки скоб 11 и подачи во внутреннюю полость УМГС через штуцер 12 рабочей жидкости под ее давлением плунжер 4 вместе с нажимным блоком 5 перемещается вверх, выбирая при этом зазор между губками скоб и торцами фланцев и уплотнительный стык в герметизирующей паре кольцо-канавка. Величина давления, с которой подается рабочая жидкость в полость УМГС, расчетная, и за счет разности уплотняемых диаметров Д1 плунжера и Д2 стыковочного фланца 5 (Д1 всегда больше Д2) обеспечивается необходимое усилие прижатия фланцев друг к другу при подаче рабочей жидкости под давлением в полость испытываемой арматуры.

Источник информации
1. А.С. СССР 697701. Устройство для испытания оборудования.

Изобретение относится к газонефтедобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для гидравлических испытаний газонефтепромыслового оборудования. Стенд для опрессовки газонефтепромыслового оборудования состоит из насосной установки высокого давления, линии нагнетания рабочей жидкости. Имеется система управления, регулирования и контроля давления нагнетаемой рабочей жидкости. Узел механизированной герметизации стыка между опрессовочным и арматурным фланцами содержит переходную катушку с глухим внизу и стыковочным вверху фланцами. Система раздельной подачи рабочей жидкости обеспечивает регулирование давления при подаче жидкости в полость испытываемого оборудования и в узел механизированной герметизации стыка. Повышается надежность и качество гидравлических испытаний, расширяется диапазон давлений испытаний. 2 ил.

Стенд для опрессовки газонефтепромыслового оборудования, состоящий из насосной установки высокого давления и линии нагнетания рабочей жидкости, а также системы управления, регулирования и контроля давления, отличающийся тем, что он снабжен двумя линиями нагнетания, управления, регулирования и контроля давления нагнетаемой рабочей жидкости, узлом механизированной герметизации стыка между опрессовочным и арматурным фланцами, а также системой раздельной подачи рабочей жидкости с регулируемыми давлениями в полости испытываемого оборудования и в узел механизированной герметизации стыка.