ПРЕВЕНТОР Российский патент 2003 года по МПК E21B33/06 

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для герметизации устья при возникновении аварийной ситуации на скважине, а также при длительном перерыве в работе.

Известен малогабаритный превентор ППР-180х21, содержащий корпус с осевым каналом, плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб [1] . Недостатком известного превентора является то, что он может произвести герметизацию либо поверхности труб (плашками трубными), либо отверстия скважины при отсутствии труб (плашками глухими). Для совмещения этих функций на устье скважины потребуется установить два таких превентора: один с трубными плашками, другой - с глухими. Последовательная установка двух превенторов приведет к неприемлемо высокому вертикальному габариту (500 мм) и значительной массе 810 кг.

Известен малогабаритный сдвоенный плашечный превентор, ППР2-150х21-КН, который выполняет герметизацию устья скважины как при наличие труб в скважине, так и при их отсутствии [2]. Масса такого превентора ниже предыдущего (475 кг), но вертикальный габарит остается значительным (625 мм). Кроме того, привод плашками в данном превенторе осуществляется четырьмя штурвалами.

Наиболее близким по техническому решению является сдвоенный плашечный превентор модели Сентинел компании "НЛ Шаффер", принятый за прототип [3]. Вертикальный габарит его составляет 470 мм, а масса - не более 400 кг. Кроме того, управление каждой парой плашек осуществляется одним рабочим при помощи цепной синхронной передачи вращения от одного штурвала. Несмотря на очевидные преимущества данного превентора высота и масса его остаются значительны и не могут считаться удовлетворительными.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание сдвоенного плашечного превентора с минимальными значениями высоты, массы и количества штурвалов управления.

Поставленная задача решается тем, что превентор, содержащий корпус с осевым каналом для прохода труб с технологическим оборудованием, плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб при их нахождении в скважине, подвижную шиберную пластину с приводом для перекрытия отверстия, остающегося между уплотнительными элементами сдвинутых плашек при отсутствии труб в скважине, отличается тем, что внутри шиберной пластины расположена подвижная пробка, которая выполнена с возможностью расположения в нерабочем положении - внутри шиберной пластины, в рабочем положении под воздействием давления снизу - в отверстии, остающемся между уплотнительными элементами сдвинутых плашек, и в нерабочем положении - последующим принудительным спуском внутрь шиберной пластины.

Изобретение поясняется чертежами, где изображено:
На фиг. 1 - общий вид превентора в вертикальном разрезе.

На фиг. 2 - вид сверху по стрелке Г со снятыми механизмами привода плашек и шиберной пластины.

На фиг. 3 - разрез по В-В.

На фиг. 4 - механизм Е привода шиберной пластины.

На фиг. 5 - механизм Д привода плашек.

На фиг. 6 - вид с торца на механизм Е привода шиберной пластины.

На фиг. 7 - вид с торца на механизм Д привода плашек.

На фиг. 8, 9 - шиберная пластина в разрезе с пробкой в нерабочем положении и в рабочем - соответственно.

На фиг. 10 - вид на шиберную пластину с пробкой сверху. На фиг. 11; 12, 13 и 14 последовательно показаны фазовые положения плашек и шиберной пластины при переходе их в рабочее положение.

Превентор содержит корпус 1 с осевым каналом для прохода труб с технологическим оборудованием, подвижные плашки 2 и 3 (далее - плашки) с механизмом Д привода плашек и с уплотнительными элементами 4 для герметизации плашек по трубе, подвижную шиберную пластину 5 (далее - шибер) с механизмом Е привода шибера, установленную в направляющих пазах 6 плашки 3, дополнительные уплотнительные элементы 7 для герметизации сомкнутых плашек 2 и 3 по корпусу 1 (фиг. 1), вал 8 с шестигранными торцами 9 (фиг.3) для кинематической связи плашек 2 и 3 через цепную передачу.

Справа к торцу корпуса 1 присоединен механизм Е привода шибера 5, который содержит корпус 10 с уплотнителем 11, шток 12 с упором 13 для взаимодействия с шибером 5 и с левой винтовой поверхностью снаружи, которая находится в зацеплении с приводной втулкой 14 с квадратным торцем 15, предназначенным для соединения с дистанционным штурвалом (не показано) и закрытого защитным колпаком 16 (фиг.5). В этом же корпусе расположена ведомая звездочка 17, винтовой поверхностью соединенная с подвижным штоком 18 с упором 19, находящимся в контакте с плашкой 3. Ведомая звездочка 17 при помощи цепи 20 соединена с промежуточной звездочкой 21, имеющей внутреннее шестигранное отверстие 22 для подвижного соединения с ответным шестигранным торцем 9 вала 8 (фиг.6).

Слева к торцу корпуса 1 присоединен механизм Д привода плашек 2 и 3, содержащий корпус 23 с уплотнителем 24, шток 25 с упором 26 для взаимодействия с плашкой 2 и с левой винтовой поверхностью снаружи, которая находится в зацеплении с ведущей звездочкой 27 с квадратным торцем 28, предназначенным для соединения с дистанционным штурвалом (не показано) и закрытым защитным колпаком 29 (фиг.5). Ведущая звездочка 27 при помощи цепи 30 соединена с другой промежуточной звездочкой 31, также имеющей внутреннее шестигранное отверстие 32 для подвижного соединения с другим ответным шестигранным торцем 9 вала 8 (фиг. 7). Данная кинематика привода плашек 2 и 3 обеспечивает им синхронное перемещение к центру осевого канала корпуса 1 до плотного смыкания уплотнительных элементов 4 вокруг поверхности герметизируемой трубы или в кольцо при отсутствии труб в скважине с приводом от одного дистанционного штурвала. Шибер 5 содержит подвижную пробку 33 с кольцевым упором 34, установленную в корпусе 35 (фиг.8; 9; 10).

Работает превентор следующим образом. В исходном положении превентор располагается на верхнем фланце крестовины фонтанной арматуры ремонтируемой скважины (не показано), при этом плашка 2 располагается в левом крайнем положении, а плашка 3 и шибер 5 - в правом крайнем положении корпуса 1 (фиг. 1). Защитные колпаки 16 и 29 удаляют и на их место устанавливают дистанционные штурвалы. Превентор готов к работе. При необходимости произвести герметизацию устья скважины при наличии труб или при их отсутствии вращают левый штурвал вправо (по часовой стрелке), при этом ведущая звездочка 27 начинает вращаться вокруг штока 25 и перемещает его вместе с плашкой 2 в направлении к вертикальной оси корпуса 1. Правая плашка 3 также получает синхронное перемещение в направлении к центру за счет того, что ведущая звездочка 27 при помощи цепи 30, промежуточной звездочки 31, вала 8, другой промежуточной звездочки 21, цепи 20 и ведомой звездочки 17 объединена в единую кинематическую цепь. В результате встречного синхронного движения плашки сходятся в центре корпуса 1. плотно обжимая герметизируемые трубы или замыкаясь в кольцо при отсутствии труб. При наличии труб в скважине процесс герметизации на этом считается законченным (фиг.9), а при отсутствии труб переходят к перемещению шибера 5 к центру корпуса 1, для чего правый штурвал вращают вправо (по часовой стрелке), шток 12 получает поступательное движение и шибер 5 двигается по направляющим пазам 6 плашки 3 до совпадения оси пробки 33 с осью отверстия, образованного уплотнительными элементами 4 сомкнутых плашек 2 и 3 (фиг. 13). Далее под воздействием давления снизу пробка 33 перемещается вверх в зону отверстия эластичных манжет 4, обеспечивая герметичное перекрытие отверстия при отсутствии труб в скважине (фиг. 14). Для разгерметизации устья скважины поступают в обратной последовательности, предварительно опустив принудительно пробку 33 шибера 5 в нижнее (нерабочее) положение.

Преимущество заявляемого превентора по сравнению с известными сдвоенными превенторами заключается в сверхмалом вертикальном габарите (234 мм), малой массе (200 кг) и минимальном количестве дистанционных штурвалов - 2. Все это в сумме облегчает эксплуатацию превентора и снижает затраты, связанные с его приобретением, эксплуатацией и техническим обслуживанием.

Источники информации
1. УДК 622.276.76.05(075), Бухаленко Е.И., Бухаленко В.Е. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. М.: Недра, 1991 г., с.120-122.

2. Превентор ППР2-150х21-КШ, ТУ 3661-005-32729091-99.

3. УДК 622.245.73/248.83, Гоинс У.К., Шеффилд Р. Предотвращение выбросов. Пер. с англ. - М.: Недра, 1987 г., с.212.

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для герметизации устья при возникновении аварийной ситуации на скважине, а также при длительном перерыве в работе. Превентор содержит корпус с осевым каналом для прохода труб с технологическим оборудованием. Имеются плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб при их нахождении в скважине. Подвижная шиберная пластина с приводом служит для перекрытия отверстия, остающегося между уплотнительными элементами сдвинутых плашек при отсутствии труб в скважине. Внутри шиберной пластины расположена подвижная пробка. Эта пробка выполнена с возможностью расположения в нерабочем положении внутри шиберной пластины. В рабочем положении под воздействием давления снизу пробка располагается в отверстии, остающемся между уплотнительными элементами сдвинутых плашек. Для перевода пробки в нерабочее положение ее принудительно спускают внутрь шиберной пластины. Технический результат - создание сдвоенного плашечного превентора с минимальными значениями высоты, массы и количества штурвалов управления. 14 ил.

Превентор, содержащий корпус с осевым каналом для прохода труб с технологическим оборудованием, плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб при их нахождении в скважине, подвижную шиберную пластину с приводом для перекрытия отверстия, остающегося между уплотнительными элементами сдвинутых плашек при отсутствии труб в скважине, отличающийся тем, что внутри шиберной пластины расположена подвижная пробка, которая выполнена с возможностью расположения в нерабочем положении внутри шиберной пластины, в рабочем положении под воздействием давления снизу - в отверстии, остающемся между уплотнительными элементами сдвинутых плашек, и в нерабочем положении - последующим принудительным спуском внутрь шиберной пластины.