Соединитель подводного устьевого оборудования Советский патент 1987 года по МПК E21B33/35 

Изобретение относится к бурению, а имен но к бурению с плавучих буровых установок, и предназначено для соединения подводного противовыбросного оборудования с устьем скважины и с морским стояком.

Цель изобретения - повышение надежности при одновременном снижении трудоемкости и повышении безопасности при обслуживании соединителя путем обеспечения дистанционного извлечения уплотнительного кольца при его замене.

На фиг. 1 показан соединитель, общий вид; на фиг. 2 - узел I на фиг. .

Соединитель подводного устьевого оборудования содержит корпус 1 (фиг. 1), в нижней части которого в специальном гнезде размещено уплотнительное кольцо 2, удерживаемое от выпадания фиксирующим механизмом 3, который может быть два, три, четыре, равномерно расположенных по окружности кольца. Корпус 1 в верхней части имеет фланец 4 для присоединения к устьевому оборудованию, а в нижней части корпуса на кольцевом выступе 5 размещены цанги 6, которые своей наружной поверхностью взаимодействуют с коническим поршнем 7. установленным с возможностью осевого перемещения в наружном цилиндре 8. Цилиндр 8 имеет кольцевой выступ 9, взаимодействующий с поршнем 7. Для повьпцения надежности соединителя он снабжен аварийным поршнем 10. Для управления соединителем, т. е. перемещения поршпей 7 и 10 служат полости 11 «Открыто, 12 «Аварийно открыто и 13 «Закрыто, сообщенные с источником давления каналами 14, 15 и 16 соответственно. Канал 17 предназначен для дистанционнО1 о управления фиксирующим механизмом 3.

Фиксирующий механизм 3 содержит установленный в цилиндрической расточке 18 корпуса 1 плунжер, состоящий из толкателя 19 и стакана 20, неподвижно соединенных между собой, например, резьбовым соединением. Плунжер поджат к дну расточки 18 пружиной 21, удерживаемой втулкой 22, зафиксированной в расточке 18 пружинным кольцом 23. Внутренняя полость 24 расточки 18 герметизируется уплотнениями 25, ус иювленными во втулке 22. В полости 24 установлен поршень 26 со штоком 27, выступающим наружу через отверстие в тол кателе 19. Между щтоком 27 и толкателем 19 установлено уплотнение 28. Цорщень 26 со штоком 27 подпружинены в направлении уплотнительного кольца 2 пружиной 29, установленной в полости 30 стакана, которая сообщена с атмосферой для предотвращения образования в ней избыточного давления, сквозным отверстием, вьщолненным в поршне 26 и щтоке 27 (не показано). Е стакане 20 выполнено отверстие 31, соединяющее полость 32, образованную перед поршнем 26, с полостью 24. Цолость 24 посредством канала 17 сообщена с источником давления (не показан).

Уплотнительное кольцо 2 снабжено буртом 33, имеющим кольцевой паз 34 для взаимодействия с фиксирующим механизмом 3.

Для обеспечения работоспособности устройства -3 пружины 21 и 29 должны отвечать условию

9 S

Ос о л

где PC - усилие пружины 21, кг;

Sc - площадь рабочей поверхности плунжера, а именно толкателя 19, 5 РП - усилие пружины 29, кг;

5„ - площадь рабочей поверхности

поршня 26,

Комплекс подводного устьевого оборудования включает два соединителя: соединитель превентор-устье для присоединения 0 блока превенторов к устью скважины (колонной головке) и соединитель стояк-пре- вентор для соединения этого блока с морским стояком.

Соединитель, например превентор-устье 5 работает следующим образом.

При подготовке соединителя- к работе подают гидравлическое давление через канал 14 в полость 11 «Открыто или через канал 15 в полость 12 «Аварийно открыто, в результате чего поршень 7 поднимается, 0 разводя цанги 6, соединитель раскрывается. В гнездо корпуса 1 устанавливается уплотнительное ко;1ьцо 2, которое от выпадания фиксируется подпружиненным щтоко.м 27, взаимодействующи.м с пазом 34 кольца 2. При установке на колонную головку со- 5 единитель закрывается подачей давления через канал 16 в полость 13 «Закрыто, при этом поршень 7 перемещается вниз, сводя цанги 6, которые прижимают торец корпуса 1 к торцу головки (не показана), а уплотнительное кольцо 2 герметизирует стык. Таким образом, посредством соединителя производится герметичное соединение или разоб- гцение подводного противовыбросового оборудования с устье.м скважины (или с морским стояком).

5 Замена уплотнительного кольца 2 производится при отстыкованном от устья или головки блока превенторов соединителе, поднятом на палубу ППБУ или бурового судна. Для замены кольца 2 через канал 17 в полость 24, а оттуда через отверстие 31 0 в полость 32 подается гидравлическое давление. Так как в соответствии с соотношеРс 2Р„ пием -- удельное сопротивление, Я

здаваемое пружиной 29, не менее чем в 2 5 раза меньше, чем удельное сопротивление, создаваемое пружиной 21, то при подаче давления в полости 24 и 11 вначале перемещается поршень 26, выводя шток 27, удерживающий кольцо 2 в гнезде корпуса 1, из паза 34 и кольцо может выпадать под собственным весом. Поршень 26 перемещается до упора хвостовиком в днище стакана 20, после чего начнется перемещение плунжера, т. е. стакана 20 вместе с толкателем 19, в направлении к кольцу 2. При этом в случае заклинивания кольца 2 в гнезде корпуса 1 толкатель 19 воздействует на бурт 33 и при- нудитель выталкивает кольцо. После извлечения использованного уплотнительного кольца 2 прекращается подача давления и канал 17 переключается на слив, при этом под действием пружины 21 стакан 20 с толкателем 19 возвратится в исходное положение (до упора в днище расточки 18), а поршень 26 со штоком 27 под действием пружины 29 переместится до упора в толкатель 19, при этом устройство готово к фиксации следующего кольца. При введении нового кольца 2 в гнездо корпуса 1, бурт 33 отжимает шток 27, который при дальнейшем перемещении кольца заскакивает в паз 34, фиксируя кольцо от выпадания.

Формула изобретения

Соединитель подводного устьевого оборудования, содержащий корпус, уплотнительное кольцо с буртом и кольцевым пазом, механизм для фиксации кольца в корпусе, снабженный неподвижным относительно корпуса цилиндром, который сообщается

с источником давления, и подпружиненный поршень со штоком для взаимодействия с кольцом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при одновременном снижении трудоемкости и повышении безопасности при обслуживании, механизм

для фиксации дополнительно снабжен подпружиненным плунжером для взаимодействия с буртом кольца, установленным в цилиндре, поршень со штоком размещены в указанном плунжере, а полость, образован5 ная .между порш нем и плунжеро.м, сообщена с полостью цилиндра, при этом торцовые поверхноети поршня и плунжера находятся в зависимости от соотнощения усилий их пружин, которую определяют из математического выражения

0

5

где Sc и 5,;

PC и Рп PC 2Рг.

S, Sn

площади торцовых поверхностей плунжера и поршня соответственно,

рабочие усилия пружин плунжера и поршня соответственно, кг.

77

W

Редактор С. Патрушева Заказ 5497/29

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Фиг.г

Составитель .. Соколов

Техред И. ВересКорректор Н. Король

Тираж 533Подписное

Изобретение относится к области бурения и позволяет повысить надежность при одновременном снижении трудоемкости и повышении безопасности при обслуживании соединителя путем обеспечения дистанционного извлечения уплотнительного кольца (УК) 2 при его замене. Соединитель содержит корпус 1, УК 2 с буртом и кольцевым пазом, механизм 3 для фиксации УК 2 в корпусе 1 с подпружиненным плунжером, установленным в неподвижном цилиндре 8. В плунжере размещен подпружиненный поршень (П) 7 со штоком, взаимодействующие с УК 2. Полость между П 7 и плунжером сообщена с полостью цилиндра 8, а их торцовые поверхности находятся в завнсимост от соотношения усилий их пружин, которое определяют из математического выражения Pc/Sc 2Pn/S,,, где Sc, S,, - площади цовых поверхностей плунжера и П 7, PC, РП - рабочие усилия плунжера и П 7, кг. При подаче гидравлического давления П 7 поднимается, соединитель раскрываетсяг. В корпусе I устанавливается УК 2. При закрытии соединителя П 7 опускается, а УК 2 герметизирует стык. Для замены УК 2 поднимают вверх П .механизма 3 и выводят шток, удерживающий УК 2 в гнезде корпуса I. Толкатель плунжера принудительно выта, 1- кивает УК 2. 2 ил. g сх ел -vj СП СО Фиг. 1