Превентор со сменным кольцом и способ его установки на опорном фланце устьевой арматуры Российский патент 2020 года по МПК E21B33/06 

Изобретение относится к устройствам, используемым в превенторах, предназначенных для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с различными типами опорных фланцевых устьевых арматур, в том числе скважин сверхвязкой нефти (СВН) с наклонным устьем и двухрядной колонной труб.

Известен противовыбросовый плашечный превентор (патент RU № 2214499, МПК Е21В 33/06), включающий корпус со стволовым вертикальным каналом и плашечным каналом с уплотнительными элементами, с двух сторон от которых предусмотрены крышки и приводы, при этом плашечный канал имеет круглое сечение, превентор дополнительно содержит полый сменный элемент в виде открытой цилиндрической вставки со сквозными отверстиями в боковой цилиндрической поверхности, установленной в расточке плашечного канала сквозными отверстиями соосно со стволовым вертикальным каналом, при этом на наружной боковой цилиндрической поверхности сменного элемента вдоль его направляющих с двух сторон от стволового вертикального канала предусмотрены гнезда под уплотнительные элементы, а внутренняя поверхность цилиндрической вставки контактирует с плашками.

Недостатками данного устройства являются:

- во-первых, для установки и крепления данного превентора на различных типах опорных фланцевых устьевых арматур, в том числе скважин СВН с наклонным устьем и двухрядной колонной труб (на трубодержателе короткой колонны труб) требуется изготовление переходных катушек под каждый типоразмер опорных фланцевых арматур, что приводит к высоким затратам;

- во-вторых, большие габариты (высота) превентора после его установки на опорном фланце устьевой арматуры с использованием переходных катушек, что выражается неудобством при работе обслуживающего персонала и увеличении металлоёмкости конструкции.

Известен способ установки противовыбросового плашечного превентора на опорном фланце устьевой арматуры (патент RU № 2214499, МПК Е21В 33/06), включающий герметичное крепление превентора нижним фланцем на опорном фланце устьевой арматуры.

Недостатками способа являются:

- во-первых, сложность выполнения и высокая продолжительность монтажа (демонтажа) превентора на опорном фланце устьевой арматуры (монтируется и демонтируется два ряда шпилек и соответственно четыре ряда гаек), имеющей разные типоразмеры;

- во-вторых, низкая эффективность установки превентора на опорный фланец скважины с наклонным устьем, так как вручную необходимо наклонять превентор на нужный угол для стыковки его нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры, так как грузоподъёмные фиксаторы выполнены на одном уровне от нижнего фланца превентора;

- в-третьих, низкая безопасность проведения работ на устье наклонных скважин СВН, а также в критической ситуации при возникновении нефтегазоводопроявления (НГВП), связанная с необходимостью наклонять превентор на нужный угол с последующей стыковкой нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры в аварийном режиме;

- в-четвёртых, дополнительные затраты, связанные с необходимостью использования катушки для обвязки превентора с опорным фланцем устьевой арматуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является превентор плашечный (патент RU № 2632721, МПК Е21В 33/06), содержащий превентор с литым нижним фланцем, крепящимся герметично на опорный фланец устьевой арматуры. Превентор содержит верхний и нижний фланцы, жестко соединённые с корпусом, корпус оснащен вертикальным круглым осевым каналом, относительно осевого канала симметрично расположены боковые горизонтальные каналы, продольные оси боковых горизонтальных каналов расположены перпендикулярно оси вертикального канала, в первых горизонтальных каналах, выполненных в корпусе с возможностью продольного перемещения, установлены плашечные блоки, в которых размещены трубные плашки, снабженные эластичными уплотнителями, и ручные приводы управления плашками, включающие приводные штоки плашек, имеющие резьбовые соединения для взаимодействия с крышками, ввернутыми в корпус, при этом полости корпусов плашечных блоков в поперечном сечении имеют прямоугольную форму, а эластичные уплотнители размещены в пазах, выполненных в трубных плашках. Нижние глухие плашки, размещенные в плашечном блоке, непосредственно перекрывают вертикальный осевой канал корпуса, причем их корпуса являются корпусами плашечных блоков, корпуса верхних трубных плашек в поперечном сечении имеют прямоугольную форму и размещены в прямоугольных выемках корпусов нижних плашек с возможностью перемещения, при этом эластичные уплотнители размещены в фигурных пазах, выполненных в корпусах плашек, а продольные оси приводных штоков плашек разнесены относительно друг друга в вертикальной диаметральной плоскости и взаимодействуют с двумя резьбовыми отверстиями крышки.

Недостатками данного устройства являются:

- во-первых, для установки и крепления данного превентора на различных типах опорных фланцевых устьевых арматур, в том числе скважин СВН с наклонным устьем и двухрядной колонной труб (на трубодержателе короткой колонны труб) требуется изготовление переходных катушек под каждый типоразмер опорных фланцевых арматур, что приводит к высоким затратам;

- во-вторых, большие габариты (высота) превентора после его установки на опорном фланце устьевой арматуры с использованием переходных катушек, что выражается неудобством при работе обслуживающего персонала и увеличении металлоёмкости конструкции;

- в-третьих, дополнительные затраты, связанные с необходимостью использования катушки для обвязки превентора с опорным фланцем устьевой арматуры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ установки превентора на опорном фланце устьевой арматуры, (патент RU № 2649205, МПК Е21В 33/03), включающий сбор оборудования и установку превентора плашечного. Способ обеспечивает герметизацию устья наклонно-направленной скважины. Оборудование, включающее плашечный превентор, крестовину с задвижками, катушку превенторную, задвижку шиберную, катушку переходную, собирают между собой в соответствии с КД. В собранном виде оборудование при помощи крана опускают к устью скважины и соединяют шпильками с нулевым патрубком. Растяжки канатные с талрепом в собранном виде крепят одним концом к колоннам, другим - к рым-болтам превентора. Проводится регулировка высоты стойки опоры подпревенторной до прилегания к превентору. Натягиваются растяжки канатные путем регулировки талрепов.

Недостатками способа являются:

- во-первых, сложность выполнения и высокая продолжительность сборки оборудования и монтажа (демонтажа) превентора на опорном фланце устьевой арматуры (монтируется и демонтируется два ряда шпилек и соответственно четыре ряда гаек), имеющей разные типоразмеры и требующие дополнительное оборудование (например, переходные катушки, канатные растяжки, и т.д.);

- во-вторых, низкая эффективность установки превентора на опорный фланец скважины с наклонным устьем, так как вручную необходимо наклонять превентор на нужный угол для стыковки его нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры, так как грузоподъёмные фиксаторы выполнены на одном уровне от нижнего фланца превентора;

- в-третьих, низкая безопасность проведения работ на устье наклонных скважин СВН, а также в критической ситуации при возникновении НГВП, связанная с необходимостью наклонять превентор на нужный угол с последующей герметичной стыковкой нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры в аварийном режиме;

в-четвёртых, дополнительные затраты, связанные с необходимостью использования катушки для обвязки превентора с разными типоразмерами опорных фланцев устьевых арматур;

- в-пятых, низкая эффективность способа, так как при несоответствии присоединительного и герметизирующего размеров опорного фланца устьевой арматуры и нижнего фланца превентора невозможно обеспечить их герметичное соединение.

Техническими задачами превентора со сменным кольцом и способа его установки на опорном фланце устьевой арматуры являются сокращение продолжительности монтажа (демонтажа) превентора на опорном фланце устьевой арматуры, повышение эффективности установки превентора на разные типоразмеры опорного фланца скважины с наклонным устьем за счет создания сменного кольца, которое при установке не требует специальных технических знаний и инструментов, дает возможность быстрой смены кольца, повышение безопасности проведения работ на устье наклонных скважин СВН и в критической ситуации при возникновении НГВП, упрощение и снижение затрат на изготовление переходных катушек нижнего фланца превентора, а также уменьшение высоты установки превентора на опорном фланце устьевой арматуры.

Технические задачи решаются превентором со сменным кольцом, содержащим превентор с литым нижним фланцем, крепящимся герметично на опорный фланец устьевой арматуры.

Новым является то, что нижний фланец превентора выполнен присоединительным и герметизирующим размером, соответствующим минимальным размерам опорного фланца устьевой арматуры, при этом превентор оснащен сменным кольцом, выполненным присоединительным и герметизирующим размерами, соответствующими размерам того опорного фланца устьевой арматуры на который крепится превентор, причем сменное кольцо установлено под нижним фланцем с возможностью герметичного крепления болтовым соединением, нижний фланец превентора оснащен металлическим кольцом, а присоединительный размер нижнего фланца соответствует межцентровому диаметру болтового соединения, выполненному в сменном кольце, на корпусе превентора жестко закреплены грузоподъёмные проушины со смещением по высоте относительно друг от друга с возможностью установки превентора на устье наклонной скважины.

Также новым является то, что сменное кольцо выполнено с кольцевыми канавками с возможностью установки герметизирующих металлических колец.

Технические задачи решаются способом установки превентора со сменным кольцом на опорном фланце устьевой арматуры, включающим сбор оборудования и установку превентора плашечного.

Новым является то, что предварительно на корпусе превентора устанавливают грузоподъёмные проушины под углом 180° по отношению друг к другу и со смещением относительно друг от друга в вертикальной плоскости, выбирают превентор с минимальными присоединительным и герметизирующим размерами нижнего фланца, соответствующими опорному фланцу устьевой арматуры, нижний фланец превентора герметично соединяют со сменным кольцом большего типоразмера чем нижний фланец, но соответствующего размерам опорного фланца устьевой арматуры, затем превентор со сменным кольцом поднимают за грузоподъёмные проушины с углом наклона, соответствующим углу наклона опорного фланца скважины с наклонным устьем и герметично крепят на опорном фланце устьевой арматуры.

Также новым является то, что сменное кольцо выполняют размерами присоединительным и герметизирующим, равными типоразмерам опорных фланцев устьевых арматур.

Также новым является то, что при необходимости крепления превентора к опорному фланцу устьевой арматуры другого типоразмера производят замену, установленного сменного кольца на другое сменное кольцо, соответствующее тому опорному фланцу устьевой арматуры, на который будет крепиться превентор.

На фигурах 1-3 схематично и последовательно изображен превентор со сменным кольцом и способ его установки на опорном фланце устьевой арматуры.

Превентор 1 (фиг. 1) содержит литой нижний фланец 2 с отверстиями 3. Превентор 1 нижним фланцем 2 крепится герметично на опорный фланец 4' с отверстиями 5' устьевой арматуры, а также на опорные фланцы 4''…4ⁿ с отверстиями 5''…5ⁿ разных типоразмеров устьевой арматуры (фиг. 2). Укрепление нижнего фланца превентора 2 и опорного фланца 4 устьевой арматуры обеспечивается с помощью шпилек 6 (на фиг. 1 показано условно), а герметичность крепления обеспечивает металлическое кольцо 7 с установочным диаметром D_к1. Количество отверстий, наружный диаметр D_мф1 и межцентровой диаметр D_мц1 одинаковое для нижнего 2 и опорного 4' фланцев.

На практике чаще используется устьевая арматура с минимальным, средним и максимальным размером опорного фланца.

Присоединительный (количество и диаметр отверстий, наружный диаметр D_мф1 и межцентровой диаметр D_мц1) и герметизирующий (диаметр D_к1) размеры нижнего фланца 2 превентора 1 изготовлены соответствующими (равными) опорному фланцу 4' устьевой арматуры с минимальными размерами. Например, для нижнего фланца 2 превентора и опорного фланца 4' устьевой арматуры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм.

Превентор оснащают одним из сменных колец 8'….8ⁿ с отверстиями 9'….9ⁿ, а присоединительный (количество и диаметр отверстий, наружный диаметр D_мфi и межцентровой диаметр D_мцi) и герметизирующий размеры (диаметр D_кi) сменных колец 8'….8ⁿ изготовлены соответствующими тем опорным фланцам 4''….4ⁿ с отверстиями 5''….5ⁿ устьевой арматуры, на которой крепится c помощью шпилек 10'….10ⁿ (на фиг. 2 показано условно) превентор 1.

Нижний фланец 2 превентора 1 (фиг. 2) имеет возможность герметичного крепления с помощью одного из металлических колец 11'….11ⁿ друг под другом с одним из сменных колец 8'….8ⁿ превентора болтовым соединением 12, причем одно из сменных колец 8'….8ⁿ установлено под нижним фланцем 2 превентора 1.

Межцентровой диаметр D_мц1 нижнего фланца 2 соответствует (равен) межцентровому диаметру D_мб болтового соединения 12, выполненному в сменных кольцах 8'….8ⁿ в виде глухого резьбового отверстия 13 (на фиг. 2 показано условно).

При установке превентора 1 (фиг. 1) на устье наклонной скважины грузоподъёмные проушины 14 и 15 превентора 1 установлены на корпусе превентора 1 под углом 180° по отношению друг к другу и со смещением относительно друг от друга в вертикальной плоскости на расстояние а, например равным 150 мм. Например, центр тяжести превентора находится в плоскости 16. На корпусе превентора 1 жестко, например, с помощью сварного соединения крепим грузоподъёмную проушину 14 в плоскости 16, соответствующей центру тяжести превентора 1, а грузоподъёмную проушину 15 крепим на корпусе превентора 1 как указано выше на расстоянии, равном - а = 150 мм, полученным опытным путем. Это обеспечивает поворот превентора 1 при подъёме его тросом 17 грузоподъемного механизма (на фиг. 1-3 не показано) за грузоподъёмные проушины 14 и 15 на требуемый угол, равный 45°. При угле наклона опорного фланца 4' устьевой арматуры отличного от 45° опытным путем подбирают расстояние - а между грузоподъёмными проушинами 14 и 15 превентора 1 и жёстко крепят их на корпусе превентора. Это значительно облегчает процесс стыковки превентора с опорным фланцем устьевой арматуры и сокращает время монтажа/демонтажа превентора при его установке на опорном фланце устьевой арматуры, особенно в критической ситуации при возникновении НГВП. Выбирают превентор с минимальными присоединительным и герметизирующим размерами нижнего фланца, соответствующими опорному фланцу устьевой арматуры, нижний фланец превентора герметично соединяют со сменным кольцом большего типоразмера чем нижний фланец, но соответствующего размерам опорного фланца устьевой арматуры, затем превентор со сменным кольцом поднимают за грузоподъёмные проушины с углом наклона, соответствующим углу наклона опорного фланца скважины с наклонным устьем и герметично крепят на опорном фланце устьевой арматуры. Сменное кольцо выполняют размерами присоединительным и герметизирующим, равными типоразмерам опорных фланцев устьевых арматур. При необходимости крепления превентора к опорному фланцу устьевой арматуры другого типоразмера производят замену, установленного сменного кольца на другое сменное кольцо, соответствующее тому опорному фланцу устьевой арматуры, на который будет крепиться превентор. В качестве грузоподъёмного механизма, например используют гидрокран.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим установку превентора 1 (фиг. 1) на опорный фланец 4' устьевой арматуры, при этом нижний фланец 2 и опорный фланец 4 имеют одинаковые присоединительные и герметизирующие размеры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм, диаметр отверстий 30 мм, количество шпилек – 16.

Превентор 1 (фиг. 1) с помощью троса 17 грузоподъёмного механизма предварительно соединённого с грузоподъемными проушинами поднимают на 1-1,5 м от поверхности земли посредством подъёмного агрегата и центрируют относительно опорного фланца 4' устьевой арматуры. Герметизирующее металлическое кольцо 7 устанавливают в соответствующую кольцевую канавку (на фиг. 1 показано условно) опорного фланца 4' (фиг. 1) устьевой арматуры.

Далее превентор посредством подъёмного агрегата опускают вниз до посадки нижнего фланца 2 на опорный фланец 4' с одновременным совмещением нижнего фланца 2 с отверстиями 3 с отверстиями 5' опорного фланца 4' устьевой арматуры. Далее с помощью затягивания шпилек 6 (на фиг. 1 показано условно) осуществляют крепление нижнего фланца превентора 2 и опорного фланца 4' устьевой арматуры, а герметичность крепления обеспечивает металлическое кольцо 7. Далее продолжают работы с превентором 1 на устье скважины. После окончания работ демонтируют превентор в обратной последовательности.

Рассмотрим установку превентора 1 (фиг. 1) на разные опорные фланцы 4''…4ⁿ устьевой арматуры с применением сменных колец 8'….8ⁿ.

Пример № 1. Нижний фланец 2 имеет следующие присоединительные и герметизирующие размеры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм, диаметр отверстий 30 мм, количество шпилек – 16.

Опорный фланец 4'' устьевой арматуры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

Для установки превентора 1 нижним фланцем 2 на опорный фланец 4'' устьевой арматуры используют сменное кольцо 8' (фиг. 1). Сменное кольцо 8' обеспечивает соединение между собой опорного фланца 4'' устьевой арматуры и нижнего фланца 2 превентора 1.

Сначала в кольцевую канавку (на фиг. 2 показано условно) сменного кольца 8' устанавливают герметизирующее металлическое кольцо 7. Затем с помощью болтового соединения 12 по межцентровому расстоянию D_мц1 = 250 мм, например, состоящему из восьми болтов М22, под нижним фланцем 2 превентора 1 крепят сменное кольцо 8'. Для этого устанавливают болты 12 в отверстия 3 нижнего фланца и вворачивают болты 12 до упора в глухое резьбовое отверстие 13 сменного кольца 8', при этом герметичность крепления обеспечивает металлическое кольцо 7.

Затем превентор 1 (фиг. 1) с помощью троса 17, предварительно соединённого с грузоподъемными проушинами, поднимают на 1-1,5 м от поверхности земли посредством грузоподъёмного механизма, далее центрируют относительно опорного фланца 4" устьевой арматуры. Герметизирующее металлическое кольцо 11' устанавливают в соответствующую кольцевую канавку (на фиг. 2 показано условно) опорного фланца 4" (фиг. 2) устьевой арматуры.

Далее превентор посредством подъёмного агрегата опускают вниз до посадки сменного кольца 8' на опорный фланец 4" с одновременным совмещением сменного кольца 8' с отверстиями 9' с отверстиями 5'' опорного фланца 4'' устьевой арматуры. Далее с помощью затягивания шпилек 10" (16 штук) (на фиг. 1 показано условно) осуществляют крепление нижнего фланца превентора 2 и сменного кольца 8' с опорным фланцем 4'' устьевой арматуры, а герметичность крепления обеспечивает герметизирующее металлическое кольцо 11'.

Далее продолжают работы с превентором 1 на устье скважины. После окончания работ демонтируют превентор в обратной последовательности.

Пример № 2.

Нижний фланец 2 имеет следующие присоединительные и герметизирующие размеры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм, диаметр отверстий 30 мм, количество шпилек – 16.

Опорный фланец 4ⁿ устьевой арматуры: наружный диаметр D_мф2 = 445 мм, межцентровой диаметр D_мц2 = 387 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к2 = 324 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

Для установки превентора 1 нижним фланцем 2 на опорный фланец 4"' устьевой арматуры используют сменное кольцо 8"( фиг. 1). Сменное кольцо 8" обеспечивает соединение между собой опорного фланца 4''' устьевой арматуры и нижнего фланца 2 превентора 1.

Сначала в кольцевую канавку (на фиг. 2 показано условно) сменного кольца 8" устанавливают герметизирующее металлическое кольцо 7. Затем с помощью болтового соединения 12 по межцентровому расстоянию D_мц1 = 250 мм, например, состоящему из восьми болтов М22 под нижним фланцем 2 превентора 1 крепят сменное кольцо 8". Для этого устанавливают болты 12 в отверстия 3 нижнего фланца и вворачивают болты 12 до упора в глухие резьбовые отверстия 13 сменного кольца 8", при этом герметичность крепления обеспечивает металлическое кольцо 7.

Затем превентор 1 (фиг. 4) с помощью троса 17, предварительно соединённого с грузоподъемными проушинами, поднимают на 1-1,5 м от поверхности земли посредством грузоподъёмного механизма и центрируют относительно опорного фланца 4"' устьевой арматуры. Герметизирующее металлическое кольцо 11" устанавливают в соответствующую кольцевую канавку (на фиг. 2 показано условно) опорного фланца 4"' (фиг. 2) устьевой арматуры.

Далее превентор посредством грузоподъёмного механизма опускают вниз до посадки сменного кольца 8" на опорный фланец 4"' с одновременным совмещением сменного кольца 8" с отверстиями 9" с отверстиями 5"' опорного фланца 4''' устьевой арматуры. Далее с помощью затягивания шпилек 10" (16 штук) (на фиг. 1 показано условно) осуществляют крепление нижнего фланца 2 превентора 1 и сменного кольца 8" с опорным фланцем 4'" устьевой арматуры, а герметичность крепления обеспечивает герметизирующее металлическое кольцо 11".

Далее продолжают работы с превентором 1 на устье скважины. После окончания работ демонтируют превентор в обратной последовательности.

Аналогичным образом с помощью сменных колец 8ⁿ с отверстиями 9ⁿ производят герметичное крепление металлическими кольцами 7 и 11ⁿ нижнего фланца 2 превентора 1 с любым типоразмером опорных фланцев 4 ⁿ устьевых арматур.

Снижаются финансовые затраты на изготовление металлоемких переходных катушек, так как при установке превентора со сменным кольцом на разном типоразмере опорного фланца устьевой арматуры превентор имеет меньшие габариты и вес.

Использование сменных металлических колец вместо переходных катушек снижает высоту установки превентора на опорном фланце устьевой арматуры, что безусловно отражается на удобстве работы обслуживающего персонала.

Способ установки превентора на опорном фланце устьевой арматуры реализуют следующим образом.

Нижний фланец 2 превентора 1 выполняют под опорный фланец 4' устьевой арматуры с минимальным присоединительным и герметизирующим размерами.

Например, для нижнего фланца 2 и опорного фланца 4' устьевой арматуры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

Затем определяют присоединительные и герметизирующие размеры остальных типоразмеров опорных фланцев 4'…4ⁿ устьевых арматур. Например, рассмотрим два опорных фланца 4" и 4ⁿ устьевой арматуры

Для опорного фланца 4'': наружный диаметр D_мф1 = 380 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 330 мм и диаметр установочного металлического кольца D_к1 = 267 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

Для опорного фланца 4ⁿ: наружный диаметр D_мф2= 450 мм, межцентровой диаметр D_мц2 = 387 мм и диаметр установочного металлического кольца D_к2,= 324 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

Затем выполняют сменные кольца с аналогичными присоединительным и герметизирующим размерам опорных фланцев устьевых арматур.

Для опорного фланца 4'' изготавливают первое сменное кольцо 8' со следующими присоединительными и герметизирующими размерами: наружный диаметр D_мф1 = 380 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 330 мм и диаметр установочного металлического кольца D_к1,= 267 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

Для опорного фланца 4ⁿ изготавливают второе сменное кольцо 8ⁿ со следующими присоединительными и герметизирующими размерами: наружный диаметр D_мф2 = 450 мм, межцентровой диаметр D_мц2 = 387 мм и диаметр установочного металлического кольца D_к2 = 324 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

В зависимости от типоразмера опорного фланца устьевой арматуры под нижний фланец превентора герметично крепят соответствующее сменное кольцо 8' или 8ⁿ большего типоразмера чем нижний фланец 2, если типоразмер нижнего фланца 2, имеющий минимальные типоразмер равен типоразмеру опорного фланца 4'' опорной арматуры, то сменные кольца 8'…8ⁿ не используют.

Рассмотрим пример реализации способа.

Нижний фланец 2 (фиг. 1-3) имеет следующие присоединительные и герметизирующие размеры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм, диаметр отверстий 30 мм, количество шпилек – 16.

Опорный фланец 4'' устьевой арматуры: наружный диаметр D_мф1 = 300 мм, межцентровой диаметр D_мц1 = 250 мм, а установочный диаметр металлического кольца 7 D_к1 = 200 мм, диаметр отверстий 32 мм, количество шпилек – 16.

Для установки превентора 1 нижним фланцем 2 на опорный фланец 4'' устьевой арматуры используют сменное кольцо 8' (фиг. 1). Сменное кольцо 8' обеспечивает соединение между собой опорного фланца 4'' устьевой арматуры и нижнего фланца 2 превентора 1.

Сначала в кольцевую канавку (на фиг. 2 показано условно) сменного кольца 8' устанавливают герметизирующее металлическое кольцо 7 (фиг. 1-3). Затем с помощью болтового соединения 13 по межцентровому расстоянию D_мц1 = 250 мм, например, состоящему из восьми болтов М22 под нижним фланцем 2 превентора 1 крепят сменное кольцо 8'. Для этого устанавливают болты 12 в отверстия 3 нижнего фланца и вворачивают болты 12 до упора в резьбовое отверстие 13 сменного кольца 8'. Герметичность крепления обеспечивает металлическое кольцо 7.

Превентор 1 (фиг. 1) с помощью троса 17, предварительно соединённого с грузоподъемными проушинами, поднимают на 1-1,5 м от поверхности земли посредством грузоподъёмного механизма, центрируют относительно опорного фланца 4" устьевой арматуры. В наклонном положении под углом 45° (фиг. 3). Герметизирующее металлическое кольцо 11' устанавливаютв соответствующую кольцевую канавку (на фиг. 2 показано условно) опорного фланца 4" (фиг. 2) устьевой арматуры.

Далее превентор посредством подъёмного агрегата опускают вниз до посадки сменного кольца 8' (фиг. 1-3) на опорный фланец 4" с одновременным совмещением сменного кольца 8' с отверстиями 9' с отверстиями 5'' опорного фланца 4'' устьевой арматуры. Затягивают шпильки 10' (16 штук) (на фиг. 1 показано условно) и крепят нижний фланец превентора 2 посредством сменного кольца 8' с опорным фланцем 4'' устьевой арматуры, а герметичность крепления обеспечивает герметизирующее металлическое кольцо 11'.

Далее продолжают работы с превентором 1 на устье скважины. По окончанию работ демонтируют превентор в обратной последовательности.

Превентор со сменным кольцом герметично крепят на опорном фланце устьевой арматуры, при необходимости крепления превентора к опорному фланцу устьевой арматуры другого типоразмера производят замену, установленного сменного кольца на другое сменное кольцо, соответствующее размеру того опорного фланца устьевой арматуры, на который будет крепиться превентор. Грузоподъёмные проушины превентора на корпусе устанавливают так, чтобы после подъема превентора грузоподъёмным механизмом угол наклона соответствовал углу наклона опорного фланца скважины с наклонным устьем за счёт того, что грузоподъёмные проушины 14 и 15 смещены по высоте превентора 1 относительно друг друга на расчетное расстояние, определяемое опытным путём в зависимости от угла нанлона опорного фланца устьевой арматуры, на который крепится превентор.

За счёт использования сменных колец, соответствующих типоразмерам опорных фланцев устьевых арматур сокращается время монтажа/ демонтажа превентора на опорном фланце устьевой арматуры (монтируется и демонтируется один ряд шпилек), так как при использовании переходных катушек необходимо монтировать/ демонтировать два ряда шпилек.

Повышается удобство установки превентора на опорный фланец скважины с наклонным устьем, так по прототипу при установке превентора на опорный фланец скважины с наклонным устьем необходимо вручную наклонять превентор на нужный угол для стыковки его нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры, так грузоподъёмные проушины выполнены под углом 180° по отношению друг к другу и со смещением относительно друг от друга в вертикальной плоскости на расстояние - а.

Повышается безопасность проведения работ на устье наклонных скважин СВН в критической ситуации при возникновении НГВП, так как размещение грузоподъемных фиксаторов на корпусе устройства обеспечивает поворот превентора на угол опорного фланца устьевой арматуры, что ускоряет процесс стыковки нижнего фланца с опорным фланцем устьевой арматуры, а это чрезвычайно важно в аварийном режиме работы.

Предлагаемое устройство и способ его установки на опорных фланцах устьевых арматур позволяет:

- сократить время монтажа/демонтажа превентора на опорном фланце устьевой арматуры;

- снизить затраты на изготовление;

- снизить высоту установки превентора на опорном фланце устьевой арматуры;

- повысить удобство установки превентора на опорный фланец скважины с наклонным устьем;

- повысить безопасность проведения работ на устье наклонных скважин СВН в критической ситуации при возникновении НГВП.

Изобретение относится к устройствам, используемым в превенторах, предназначенных для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с различными типами опорных фланцевых устьевых арматур, в том числе скважин сверхвязкой нефти (СВН) с наклонным устьем и двухрядной колонной труб. Техническими результатами являются: сокращение продолжительности монтажа (демонтажа) превентора на опорном фланце устьевой арматуры, повышение эффективности установки превентора на разные типоразмеры опорного фланца скважины с наклонным устьем за счет создания сменного кольца, которое при установке не требует специальных технических знаний и инструментов, дает возможность быстрой смены кольца, повышение безопасности проведения работ на устье наклонных скважин СВН и в критической ситуации при возникновении НГВП, упрощение и снижение затрат на изготовление переходных катушек нижнего фланца превентора, а также уменьшение высоты установки превентора на опорном фланце устьевой арматуры. Превентор со сменным кольцом содержит превентор с литым нижним фланцем. Нижний фланец превентора выполнен присоединительным и герметизирующим размером, соответствующим минимальным размерам опорного фланца устьевой арматуры. Превентор оснащен сменным кольцом, выполненным присоединительным и герметизирующим размерами, соответствующими размерам того опорного фланца устьевой арматуры на который крепится превентор, причем сменное кольцо установлено под нижним фланцем с возможностью герметичного крепления болтовым соединением, нижний фланец превентора оснащен металлическим кольцом. Присоединительный размер нижнего фланца соответствует межцентровому диаметру болтового соединения, выполненному в сменном кольце. На корпусе превентора жестко закреплены грузоподъёмные проушины со смещением по высоте относительно друг от друга с возможностью установки превентора на устье наклонной скважины. Сменное кольцо выполнено с кольцевыми канавками с возможностью установки герметизирующих металлических колец. Способ установки превентора со сменным кольцом на опорном фланце устьевой арматуры включает сбор оборудования и установку превентора плашечного. Предварительно на корпусе превентора устанавливают грузоподъёмные проушины под углом 180° по отношению друг к другу и со смещением относительно друг от друга в вертикальной плоскости. Выбирают превентор с минимальными присоединительным и герметизирующим размерами нижнего фланца, соответствующими опорному фланцу устьевой арматуры, нижний фланец превентора герметично соединяют со сменным кольцом большего типоразмера чем нижний фланец, но соответствующего размерам опорного фланца устьевой арматуры, затем превентор со сменным кольцом поднимают за грузоподъёмные проушины с углом наклона, соответствующим углу наклона опорного фланца скважины с наклонным устьем и герметично крепят на опорном фланце устьевой арматуры. Сменное кольцо выполняют размерами присоединительным и герметизирующим, равными типоразмерам опорных фланцев устьевых арматур. При необходимости крепления превентора к опорному фланцу устьевой арматуры другого типоразмера производят замену, установленного сменного кольца на другое сменное кольцо, соответствующее тому опорному фланцу устьевой арматуры, на который будет крепиться превентор. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Превентор со сменным кольцом, содержащий превентор с литым нижним фланцем, крепящимся герметично на опорный фланец устьевой арматуры, отличающийся тем, что нижний фланец превентора выполнен присоединительным и герметизирующим размером, соответствующим минимальным размерам опорного фланца устьевой арматуры, при этом превентор оснащен сменным кольцом, выполненным присоединительным и герметизирующим размерами, соответствующими размерам того опорного фланца устьевой арматуры на который крепится превентор, причем сменное кольцо установлено под нижним фланцем с возможностью герметичного крепления болтовым соединением, нижний фланец превентора оснащен металлическим кольцом, а присоединительный размер нижнего фланца соответствует межцентровому диаметру болтового соединения, выполненному в сменном кольце, на корпусе превентора жестко закреплены грузоподъёмные проушины со смещением по высоте относительно друг от друга с возможностью установки превентора на устье наклонной скважины.

2. Превентор со сменным кольцом по п. 1, отличающийся тем, что сменное кольцо выполнено с кольцевыми канавками с возможностью установки герметизирующих металлических колец.

3. Способ установки превентора со сменным кольцом на опорном фланце устьевой арматуры, включающий сбор оборудования и установку превентора плашечного, отличающийся тем, что предварительно на корпусе превентора устанавливают грузоподъёмные проушины под углом 180° по отношению друг к другу и со смещением относительно друг от друга в вертикальной плоскости, выбирают превентор с минимальными присоединительным и герметизирующим размерами нижнего фланца, соответствующими опорному фланцу устьевой арматуры, нижний фланец превентора герметично соединяют со сменным кольцом большего типоразмера чем нижний фланец, но соответствующего размерам опорного фланца устьевой арматуры, затем превентор со сменным кольцом поднимают за грузоподъёмные проушины с углом наклона, соответствующим углу наклона опорного фланца скважины с наклонным устьем и герметично крепят на опорном фланце устьевой арматуры.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что сменное кольцо выполняют размерами присоединительным и герметизирующим, равными типоразмерам опорных фланцев устьевых арматур.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что при необходимости крепления превентора к опорному фланцу устьевой арматуры другого типоразмера производят замену, установленного сменного кольца на другое сменное кольцо, соответствующее тому опорному фланцу устьевой арматуры, на который будет крепиться превентор.