Устройство для герметизации устья скважины Советский патент 1984 года по МПК E21B33/06 

00

ел Изобретение относится к нефтегазо добывающей промьциленности, в частности к конструкциям превенторов, предназначенным для герметизации устья нефтяных и газовых скважин при бурении. Известно устройство для герметизации устья скважины, содержащее корпус с кольцевым выступом и соплами, ступенчатые уплотнительные плашки, герметизирующие выступ корпуса, и механизм привода -плашек, выполненньш в виде самоцентрирующегося токарного патрона П. Недостатками известного устройства являются низкая надежность герметизации устья скважины вследствие .необходимости обеспечения постоянного зазора между плашками и бурильной колонной, достаточного в момент прохождения замка, а также высокая трудоемкость ручного управления откры тием и закрытием плашек. Известно также устройство для гер метизации устья скважины, содержащее корпус с кольцевым выступом и соплами, ступенчатые уплотнительные плашки, герметизирующие бурильную колонн и выступ корпуса, и механизм привода плашек выполненный в виде самоцентри рующего токарногопатрона 12, Однако известное устройство не обеспечивает надежную герметизацию устья скважины, поскольку в.процесс бурения уплотнительные плашки изнаши ваются при прохождении замков труб через устройство. Цель изобретения - повышение надежности герметизации устья скважины в процессе бурения путем предотвращения преждевременного износа уплотнительных плашек. Поставленная цель достигается тем, что устройство для герметизации устья скважины, содержащее корпус с кольцевым выступом и соплами, ступен чатые уплотнительные плашки, гермети зирующ11е бурильную колонну и выступ корпуса, и механизм привода плашек, выполненный в виде самоцентрирующего токарного патрона, снабжено кожухом с зубчатым венцом на его внутренней поверхности, а на корпусе установлены контактный элемент, вйаимодействующий с бурильной колонной, кинематически связанная с венцом электромагнитная реверсивная муфта, датчики контроля изменения диаметра бурильно колонны и ограничения хода плашек, связанные с электрической частью электромагнитной реверсивной муфтой, причем корпус с реверсивной муфтой установлен с возможностью вращения в .неподвижном кожухе. На фиг.1 изображено устройство для герметизации устья скважины; на фиг. 2-схема управления механизмом переме-дения плашек. Устройство состоит из корпуса 1, самоцентрирующегося патрона 2, содержащего ведомую 3 и ведущую 4 шестерни, реечный кулачок 5 и разгрузочную втулку 6. На реечный кулачок 5 насажена ступенчатая плашка 7, футерованная уплотнителем 8. В корпус 1 вставлен вал 9, который одним концом вставляется в ведущую шестерню 4, а другим выведен наружу для насадки на него привода, к гнематически связанного с ведомым валом 10, например, электромагнитной реверсивной муфты 11, жестко закрепленной на корпусе 1. Ведущий вал 12 реверсивной муфты 11 кинематически связан с зубчатым венцом 13, жестко закрепленным на внутренней поверхности неподвижного кожуха 14. Корпус 1 вращается внутри неподвижного кожуха 14 на подшипниках 15, герметизация между корпусом 1 и кожухом 14 достигается за счет уплотнитепьных элементов 16. Корпус закрыт крьш1кой 17с жестко закрепленным на нем контактными элементом 18. Корпус 1 выполнен с кольцевым выступом 19 и соплами 20 для охлаждения и омывания уплотнителей 8. Состороны проходного отверстия разгрузочной втулки 6 корпуса 1 и кольцевого выступа 19 устанавливаются датчики контроля изменения диаметра бурильной колонны 21 и 22 соответственно. С внутренней стороны корпуса 1 и с внешней стороны кольцевого выступа 19 устанавливаются датчики ограничения хода плашек 23 и 24 соответственно. Датчики 21-24 управляют электромагнитной реверсивной муфтой 11, питание которой осуществляется через щеточный контакт 25. Контактный элемент 18 взаимодействует с бурильной колонной 26, переавая вращение ее корпусу. Для получения нужного направления ращения ведомого вала 10, электроагнитной реверсивной муфты 11 при 3 неизменном направлении вращения ведущего вала 12 ток подается в одну из частей муфты 11 ( или Ц). Схема содержит конечныйзык.чючател ВК1, ВК2, ВКЗ, Р,К4, работающие как датчики 21, 22, 23, 24 соответственно. Подача тока в J часть муфты 11 осуществляется посредством последовательно включенных ВК4 и ВК2 на пускатель П2, а в часть 1 - путем последовательно включенных ВКЗ и ВК на пускатель П1. Схема содержит кно ку управления КУ1 или кнопку Рабо,чее положение, которая шунтирует ВК2 и кнопку управления КУ2 или кнопку Закрыто, которая шунтирует ВК1 . Устройство работает следующим образом. Устройство в комплекте противовы росового оборудования устанавливают на устье скважины. При опускании бурильная колонна 26 взаимодействуе с контактным элементом 18, посредст вом которого приходит во вращение 1 орпус 1. При нажатии вынесенной -кнопки Рабочее положение или КУ1 подаетс напряжение на П2, который включает реверсивную муфту 11 на прямое вращ ние ведомого вала 10. Вращение веду щего вала реверсивной муфты 11 осуществляется за счет кинематических связей от зубчатого венца 13. Враще ние ведомого вала 10 реверсивной му ты 11 передается за счет кинематиче ких связей валу 9, вращение которог передается на ведущую шестерню 4, вращающую ведомую шестерню 3 и пере мещающую реечный кулачок 5 со ступенчатыми плашками 7 и уплотнителями 8, герметизирующими затрубное пространство в месте соприкосновения уплотнителя 8 с кольцевым высту пом 19 корпуса 1 и бурильной колонной 26. Одновременно происходит нажатие ВК4 (датчик 24), который обес печивает П2; муфта отключается, переходя в .нейтральное положение. При подходе к уплотнительному узлу замок бурильной колонны 26 нажимает ВК1 (датчик 21), при этом подается напряжение на П1, включающее реверсивную муфту 11 на обратно 134 вращение ведомого вала 10, вращение которого передается посредством кинематических связей валу 9 механизма привода плашек, который переме- щает ступенчатые плашки 7 с уплотнителями 8 от бурильной колонны 26 до нажатия ВКЗ (датчик 23), при этом обесточивается П1, муфта отключается, переходя в нейтральное положение. После прохождения уплотнительного узла замок бурильной колонны 26 нажимает ВК2 (датчик 22), который посредством П1 включает муфту 11 на прямое вращение ведомого вала 10. Механизм привода плащек перемещает ступенчатые плашки 7 с уплотнителями 8 к буровой колонне 26, герметизируя затрубное пространство, до нажатия ВК4 (датчик 24), которьй, обесточивая П1, выключает муфту 11, переводя в нейтральное положение. Перед разгерметизацией затрубного пространства и подъемом бурильной колонной 26 нажимается вынесенная кнопка Открыто или КУ2. При этом подается напряжение на П1, который :включает реверсивную муфту 11 на Юбратное вращение ведомого вала 12. Механизм привода плашек перемещает I ступенчатые плашки 7 с уплотнителями 18 от бурильной колонны 26 до нажатия ВКЗ (датчик 23), после чего муфта переходит в нейтральное положение. Реверсивная муфта 11 и датчики 21-24 управления муфтой могут изготовляться с пневматическим или любым другим приводом. Таким образом, предлагаемая конструкция устройства обеспечивает автоматизацию управления открытием и закрытием плашек и повьш1ение надежности герметизации устья скважины путем предотвращения преждевременного (износа уплотнительных элементов, так как в момент прохождения замков бурильной колонны последовательное открытие и закрытие плашек происходит автоматически. Универсальность конструкции устрой ства допускает его применение как в качестве вращающегося превентора, так и в качестве превентора с трубными плащками в схеме обвязки устья скважины Б процессе бурения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ, содержащее корпус с кольцевым выступом и соплами, ступенчатые уплотнительные плашки, герметизирующие бурильную колонну и выступ корпуса, и механизм привода плашек, выполненный в виде самоцентрирующего токарного патрона, отличающееся тем, что, с целью повмиения надежности герметизации устья скважины в процессе бурения путем предотвращения преждевременного износа утшотнительных плащек, оно снабжено кожухом с зубчатым венцом на его внутренней поверхности, а на корпусе установлены контактный эле-. мент, взаимодействующий с бурильной колонной, кинематически связанная с венцом электромагнитная реверсивная муфта, датчики контроля изменения диаметра бурильной колонны и ограничения хода плашек, связанные с (Л электрической частью электромагнитной реверсивной муфтой, причем корпус с реверсивной муфтой установлен с возможностью вращения в неподвижном кожухе.