Устройство для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника Российский патент 2023 года по МПК E21B33/03 B25B27/14 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно устройствам для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника.

Известно устройство для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника (патент на ПМ RU № 54612, МПК Е21В 33/03, опубл. 10.07.2006 Бюл. № 19), состоящее из разрезной втулки с открытым боковым пазом под устьевой шток, на верхнем конце которой имеется головка в виде буртика, а другой конец является рабочим, причем рабочий конец имеет зацеп и выполнен в виде заостренной спиральной ленты с острием в нижней части, у основания спиральной ленты выполнен стопорный зуб, а на головке выполнены сквозные отверстия для навинчивания ручек.

Недостатками данного устройства являются низкая надежность из-за наличия спиральной заострённой ленты, сложной в изготовлении и склонной к поломке при незначительных осевых и тангенциальных нагрузках, а также невозможность осевых ударных нагрузок сверху вниз, что сужает область применения, так как делает невозможным применения устройства для снятия прикипевших (прилипших при длительной эксплуатации) к устьевой арматуре.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника (патент RU № 2648385, МПК Е21В 33/03, опубл. 26.03.2018 Бюл. № 9), выполненное в виде разрезной трубы с продольным пазом под устьевой шток с расстоянием между боковыми кромками паза больше диаметра штока, с зацепом в виде спиральной ленты на нижнем конце и с держателем в виде кольца с ручками, закрепленными в его отверстиях резьбой, и с пазом под устьевой шток, причем в средней части трубы просверлены отверстия, где к внутренней стенке трубы сваркой закреплен держатель в виде кольца, а резьбовые концы ручек держателя заворачиваются в держатель через просверленные отверстия трубы, при этом на верхнем свободном конце внутри трубы к ее стенке сваркой закреплено цилиндрическое кольцо с пазом под устьевой шток.

Недостатками данного устройства являются низкая надежность из-за наличия спиральной заострённой ленты, сложной в изготовлении и склонной к поломке при незначительных осевых и тангенциальных нагрузках, а также невозможность осевых ударных нагрузок сверху вниз, что сужает область применения, так как делает невозможным применения устройства для снятия прикипевших (прилипших при длительной эксплуатации) уплотнительных элементов к устьевой арматуре.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является создание простой и надежной конструкции устройства для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника, позволяющей срывать прикипевшие уплотнительные сальников за счет наличия продольных, равномерно расположенных по периметру и загнутых внутрь зубцов с горизонтальной кольцевой поверхностью между ними для осуществления ударного осевого усилия.

Техническое решение достигается устройством для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника, включающим разрезную трубку с продольным пазом под устьевой шток с расстоянием между боковыми кромками паза больше диаметра штока, с зацепом на нижнем конце и держателем в виде кольца с ручками, симметрично установленными снаружи.

Новым является то, что в качестве зацепа на нижнем конце применены как минимум два продольных заостренных книзу зубца, загнутых под углом 25°-30° внутрь и расположенных равномерно по периметру с горизонтальными кольцевыми поверхностями между ними, которые изготовлены с возможностью опоры на уплотнительные элементы сверху, при этом сверху и в средней части снаружи трубки выполнены по периметру верхнее и нижнее утолщения, а от верхней кромки трубки до нижнего утолщения изготовлен продольный выступ, причем кольцо держателя выполнено разборным, состоящим из двух одинаковых половинок, соединенных с возможностью охвата трубки с скольжением и оснащенных продольным внутренним пазом под продольный выступ трубки, при этом кольцо установлено между верхним и нижним утолщениями, расположенными на кольцевой поверхности разрезной трубки, для обеспечения передачи осевого усилия при ударе кольца о нижнее утолщение для срыва уплотнительного элемента от устьевого сальника.

На фиг. 1 изображено устройство в изометрии.

На фиг. 2 изображено устройство – вид спереди.

На фиг. 3 изображено устройство – вид снизу.

Устройство для извлечения уплотнительных элементов (не показаны) из устьевого сальника (не показан) включает разрезную трубку 1 (фиг. 1 – 3) с продольным пазом 2 под устьевой шток (не показан) с расстоянием Н между боковыми кромками паза 2 больше диаметра штока (d ˂Н), с зацепом 3 на нижнем конце и держателем в виде кольца 4 с ручками 5, симметрично установленными снаружи. В качестве зацепа 3 на нижнем конце применены как минимум два продольных заостренных книзу зубца 6, загнутых под углом α = 25°÷30° (фиг. 2) внутрь и расположенных равномерно по периметру с горизонтальными кольцевыми поверхностями 7 между ними. Угол α = 25°÷30° выбран эмпирическим путем, так как обеспечивает хорошее прокалывание уплотнительных элементов и их удержание при подъеме. Количество и высота зубцов 6 также выбирается эмпирическим путем, например, для устьевых сальников, применяемых на месторождениях Республики Татарстан (РТ), число зубцов6 варьируется от 2 до 5, а высота – от 18 до 23 мм, чем больше диаметр уплотнительных элементов, тем больше число зубцов и их высота. Кольцевые поверхности 7 изготовлены с возможностью опоры на уплотнительные элементы сверху. Сверху и в средней части снаружи трубки 1 выполнены по периметру верхнее 8 (фиг. 1 и 2) и нижнее 9 утолщения, а от верхней кромки трубки 1 до нижнего утолщения 9 изготовлен продольный выступ 10 (фиг. 1). Кольцо 4 держателя выполнено разборным, состоящим из двух одинаковых половинок 11 (фиг. 1 и 2), соединенных с возможностью охвата трубки 1 со скольжением и оснащенных продольным внутренним пазом 12 (фиг. 1 и 3) под продольный выступ 10 (фиг. 1) трубки 1. Половинки 11 (фиг. 1 и 2) кольца 4 могут соединяться штифтом 13, винтами, замковыми механизмами и т.п. (последнее не показано и авторы на это не претендуют).

Технологические соединения, уплотнения и конструктивные элементы, не влияющие на работоспособность устройства, на чертеже не показаны или показаны условно.

Устройство для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника работает следующим образом.

С устьевого сальника сверху снимают все конструктивные элементы, мешающие доступу к уплотнительным элементам. Снаружи устьевого штока при помощи паза 2 (фиг. 1 и 2) устанавливают трубку 1. Полукольцами 11 (фиг. 3) охватывают трубку 1 между верхним 8 (фиг. 1) и нижнем 9 так, что продольный выступ 10 вошел в продольный паз 12 одного из полуколец 11 для исключения проворота относительно трубки 1 и кольца 4 относительно друг друга. После чего полукольца 11 фиксируют между собой, например, штифтом 13, образуя полное кольцо 4 (фиг. 3) с радиальными ручками 5.

По завершении сборки кольцо 14 (фиг. 1) при помощи ручек 5 опускают по трубке 1 до нижнего утолщения 9, которую заталкивают в устьевой сальник до взаимодействия с уплотнительными элементами сначала зубцов 6 зацепа 3, а после их входа в уплотнительный элемент - и кольцевых поверхностей 7. Поворотом ручек 5 вместе с кольцом 4 и трубкой 1 стараются сорвать уплотнительный элемент от соединения (срыва) с устьевым сальником. При больших затруднениях по провороту уплотнительного элемента относительно устьевого сальника при помощи ручек 5 кольцо 4 поднимают до верхнего утолщения 8 и с ударом опускают на нижнее утолщение 9, обеспечивая передачу осевого удара через кольцевые поверхности 7 на уплотнительный элемент. Сочетанием по два три подобных удара в проворотом при помощи ручек 5 и кольца 4 трубки 1 удается извлечь на месторождениях РТ сорвать 85–90% уплотнительных элементов. В более сложных случаях усилие поворота при помощи кольца 4 и ручек 5 сочетают с ударами по торцу 14 трубки тяжелым предметом (молоток, кувалда или т.п.), увеличивающим силу осевого воздействия на уплотнительный элемент, что обеспечивает срыв практически любого уплотнительного элемента от устьевого сальника, что фиксируется поворотом трубки 1 с уплотнительным элементом только за счет мускульного усилия прилагаемого к ручкам 5 кольца 4. Во время работы ни разу не было поломок коротких и прочных зубьев 6 зацепа 3, которые гораздо проще в изготовлении спиральной ленты.

После чего при помощи зубьев 6 зацепа 3 поднятием трубки 1 за счет упора кольца 4 с ручками 5 в верхнее утолщение 8 уплотнительный элемент извлекают из устьевого сальника. Разъединяют кольцо 4 (например, выдергиванием штифта 13) на полукольца 11, а трубку 1 снимают при помощи паза 2 со штока.

Предлагаемое устройство для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника имеет простую и надежную конструкцию, при этом позволяет срывать прикипевшие уплотнительные сальников за счет наличия продольных, равномерно расположенных по периметру и загнутых внутрь зубцов с горизонтальной кольцевой поверхностью между ними для осуществления ударного осевого усилия.

Заявлено устройство для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника. Техническим результатом является создание простой и надежной конструкции устройства для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника. Устройство включает разрезную трубку с продольным пазом под устьевой шток с расстоянием между боковыми кромками паза больше диаметра штока, с зацепом на нижнем конце и держателем в виде кольца с ручками. Ручки симметрично установлены снаружи. В качестве зацепа на нижнем конце применены как минимум два продольных заостренных книзу зубца, загнутых под углом внутрь и расположенных равномерно по периметру с горизонтальными кольцевыми поверхностями между ними. Кольцевые поверхности изготовлены с возможностью опоры на уплотнительные элементы сверху. Сверху и в средней части снаружи трубки выполнены по периметру верхнее и нижнее утолщения. От верхней кромки трубки до нижнего утолщения изготовлен продольный выступ. Кольцо держателя выполнено разборным, состоящим из двух одинаковых половинок, соединенных с возможностью охвата трубки с скольжением и оснащенных продольным внутренним пазом под продольный выступ трубки. Кольцо установлено между верхним и нижним утолщениями, расположенными на кольцевой поверхности разрезной трубки, для обеспечения передачи осевого усилия при ударе кольца о нижнее утолщение для срыва уплотнительного элемента от устьевого сальника. 3 ил.

Устройство для извлечения уплотнительных элементов из устьевого сальника, включающее разрезную трубку с продольным пазом под устьевой шток с расстоянием между боковыми кромками паза больше диаметра штока, с зацепом на нижнем конце и держателем в виде кольца с ручками, симметрично установленными снаружи, отличающееся тем, что в качестве зацепа на нижнем конце применены как минимум два продольных заостренных книзу зубца, загнутых под углом внутрь и расположенных равномерно по периметру с горизонтальными кольцевыми поверхностями между ними, которые изготовлены с возможностью опоры на уплотнительные элементы сверху, при этом сверху и в средней части снаружи трубки выполнены по периметру верхнее и нижнее утолщения, а от верхней кромки трубки до нижнего утолщения изготовлен продольный выступ, причем кольцо держателя выполнено разборным, состоящим из двух одинаковых половинок, соединенных с возможностью охвата трубки с скольжением и оснащенных продольным внутренним пазом под продольный выступ трубки, при этом кольцо установлено между верхним и нижним утолщениями, расположенными на кольцевой поверхности разрезной трубки, для обеспечения передачи осевого усилия при ударе кольца о нижнее утолщение для срыва уплотнительного элемента от устьевого сальника.