Устройство для консервации донного устья скважины Советский патент 1990 года по МПК E21B33/43 E21B43/01 

U68060

YcTpov- cTBO для консервации донного устья скважины (см.фиг.1) содержит пробку I с пЛльцами 2 на горловине 3 и обратным клапаном 4 с хвостовиком 5, размещённым между седлом 6 и упором 7, а также подъемно- спускной механизм. Подъемно-спускной механизм содержит корпус 8 и толкатель 9 клапана.

Корпус 8 установлен в соединительном переходнике 10 на резьбе. Его осевое перемещение ограничено винтом 11 , взаимодействующим с выступом 12 резьбы корпуса, и упором выступом 13 в торец соединительного переходника 10. Механизм . зацепляется с пальцами 2 выполненными на соединительном переходнике 10 Г-образными пазами 14. Для направления на пальцы заходная часть 15 пазов (см.фиг.3) начинается после скошенных вырезов 16, выполненных снизу соединительной гайки. Для попада- ния пальцев в захватную часть 17 паза и без открытия клапана она выполнена шире заходной части 15 (соответ- ствующей диаметру пальца) на величину хода клапана при его открытии.

Герметичность соединения инструмента с пробкой обеспечивается уплотнителем, который выполнен в виде поде пружиненной втулки 35 (см.фиг.1) с уплотнительным элементом (уплотнителем) 36 на конце. Пружина 37 выдвигает уплотнитель до упора в контрвинт 32 так, что до открытия кла10 пана А толкателем 9 уплотнитель контактирует с верхней поверхность 38 седла 6.Втулка 35 с набором уплот- нительных элементов ЗА образует верхнюю ступень, совокупное поперечное

15 сечение (активная площадь) которой больше, чем нижней ступени, ограниченной Наружным диаметром уплотнителя 36.

Устройство работает следующим об20 разом.

Подъемно-спускной механизм закреплен корпусом 8 на конце колонны бурильных труб.

25

В исходном состоянии для спуска н установки пробки корпус 8 механизма вывернут из соединительного переходника 10 до упора выступом 12 резьбы в винт 11 , а уплотнитель 35-36

У „г.«л,г, пяпе- 30 вьщвинут пружиной 37 до упора в

Во избежание самопроизвольного паде „„ 32. Направляя Г-образные ния спускаемой или поднимаемой про б- контрви J

кают на горлоЁину 3 пробки 1 до упора нижним торцом корпуса 8 в торец 35 горловины 3. При зтом уплотнитель 35-36, упираясь в коническую поверхность 38 седла 6, отжимается внутрь механизма, преодолевая сопротивление пружины 37, клапан 5 отжимается 40 толкателем 9 от нижней конической поверхности седла 6, преодолевая сопротивление пружины 24, а пальцы 2 оказываются в верхней части Г-об- разного паза. Для зацепления меха- 45 низма с пробкой соединительный переходник 10 вместе с корпусом 8 проворачивается по часовой стрелке до

.-. I О ,Лг

ПИ/.

ки с механизма конец 18 паза заканчи вается впадинбй 19.

Узел обратного клапана размещен в стакане 20 (см.фиг.1 и 2), который подвешен к седлу 6 на цангах 21 с ригелями 22 на концах, входящими в канавку 23 седла. Клапан 4 прижимается к седлу пружиной 24, а герме- - тичность контакта обеспечивается уплотнительным кольцом 25. Стравливаемая скважинная среда или задавли- вающий глинистый раствор проходят через прорези между цангами 21 и продольные прорези 26 на верхней направляющей части клапана 4.

Герметичность- установки седла 6 в горловине 3 пробки обеспечивается уплотнительным кольцом 27.

Toлкafeль 9 с шариком 28 на конце (для снижения сил трения при взаимодействии с клапаном), закреплен в шайбе 29, которая выполнена с отверстиями 30 для прохождения жидкости.

50

JJcHMrlDcl i |.х.л isj- .-. - - -

упора пальцев 2 в конец 18 Г-образ- ных пазов 14. В таком положении подвешенная на механизме пробка попадает пальцами во вп1адину 19 Г-об- разных пазов, что препятствует самопроизвольному расцеплению.

Пробка спускается на донное

v../..--.-- --- я „ оокпеплена чч устье (в головку обсадной колонны) установлена в корпусе 8 и закреплена 55 устья скважины (на

ВТУЛКОЙ 31 с контрвинтом 32. . показана) и заворачивается

вращением механизма против часовой

Уплотнительные элементы (уплотнители) 33 и 34 обеспечивают герметичность механизма.

стрелки.

Герметичность соединения инструента с пробкой обеспечивается уплотнителем, который выполнен в виде подпружиненной втулки 35 (см.фиг.1) с уплотнительным элементом (уплотнителем) 36 на конце. Пружина 37 выдвигает уплотнитель до упора в контрвинт 32 так, что до открытия клапана А толкателем 9 уплотнитель контактирует с верхней поверхность 38 седла 6.Втулка 35 с набором уплот- нительных элементов ЗА образует верхнюю ступень, совокупное поперечное

сечение (активная площадь) которой больше, чем нижней ступени, ограниченной Наружным диаметром уплотнителя 36.

Устройство работает следующим образом.

Подъемно-спускной механизм закреплен корпусом 8 на конце колонны бурильных труб.

В исходном состоянии для спуска н установки пробки корпус 8 механизма вывернут из соединительного переходника 10 до упора выступом 12 резьбы в винт 11 , а уплотнитель 35-36

ают на горлоЁину 3 пробки 1 до упора нижним торцом корпуса 8 в торец горловины 3. При зтом уплотнитель 35-36, упираясь в коническую поверхность 38 седла 6, отжимается внутрь механизма, преодолевая сопротивление пружины 37, клапан 5 отжимается толкателем 9 от нижней конической поверхности седла 6, преодолевая сопротивление пружины 24, а пальцы 2 оказываются в верхней части Г-об- разного паза. Для зацепления меха- низма с пробкой соединительный переходник 10 вместе с корпусом 8 проворачивается по часовой стрелке до

.-. I О ,Лг

JJcHMrlDcl i |.х.л isj- .-. - - -

упора пальцев 2 в конец 18 Г-образ- ных пазов 14. В таком положении подвешенная на механизме пробка попадает пальцами во вп1адину 19 Г-об- разных пазов, что препятствует самопроизвольному расцеплению.

Пробка спускается на донное

устье (в головку обсадной колонны) устья скважины (на

стрелки.

Соединительный переходник 10 связан с корпусом 8 механизма правой резьбой, а пробкя 1 и головка обсад-. ной колонны выполнены с левой резьбой.

В процессе заворачивания пробки корпус 8 механизма остается вывернутым из соединительного.переходника 10 до упора выступом 12 в винт II, а пальцы 2 из впадины 19 и из захватной части переходят в заход- нуто часть 15 (фиг.3). Поэтому после того как пробка завернута при подъеме используемой бурильной колонны механизм снимается с горловины 3 (фиг.5) пробки 1. При этом клапан 4 освобояодается из-под толкателя 9, а уплотнитель 35-36 - от взаимодействия с седлом .6 и под воздействием . пружин 24 и 37 соответственно возвращаются в исходное положение.

Расконсервация устья произподится путем съемапробки с помощью механизма, также приведенного в исходное положение.

Если вес колонны бурильных труб (с УБТ) , на которой спускается инструмент, окажется недостаточным для открытия обратного клапана, то спущенный на горловину 3 с пальцами 2 механизм остановится с упором толка- теля 9 в торец клапана i (фиг.1). Уплотнитель 35-36 при ятом ухе бу- дет прижат к поверхности 38 седла 6. Вошедшие в заходную часть 15 Г-образ- ных пазов пальцы остановятся напро-. тив захватной части 17 (ее низа) (на фиг.З показано тонкой сплошной окружностью). С проворотом механизма по часовой стрелке соединительный переходник 10 наденется на пальцы 2 захватной частью 17 Г-обраэны х пазов до упора концом 18 пазов в пальцы. Тем самым будет обеспечено зацепле- ние инструмента с пробкой;

При дальнейшем вращении механизма по часовой стрелке корПус 8 будет вворачиваться в неподвижный переходник 10 вплоть до упора в нее . своим выступом 13. Одновременно закрепленный в корпусе В толкатель 9 своим концом отожмет клапан 4 от седла 6, открьш проход для скважин- ной среды, скопившейся под пробкой.

Необходимое для герметичности устройства предварительное удельное давление в контакте уплотнителя 35- 36 с поверхностью 38 седла 6 обеспе

.

-. аязя- . з- . .

10

15

25

читается усилием предпаритгльного напряжения пружины. 37. Виослсдг.тние с перемещением корпуса 8 пружина 37 сжимаетг.ч, за счет чего подрастает напряжение ее, переходящее в усйли- ваю чееся давление уплотнителя нл контактную поверхность 38. Сил.ч этого давления еще возрастает по мере открытия клапана 4 за счет воздействия на уплотнитель давления стравливаемой из-под клапана сква- жинной среды, т.к. активная площадь сечения его верхней ступени 34-35 больгае, чем нижней 35-36.

После того как корпус 8 упрется выступом 13 в соединительный переходник 10 (фиг.2) механизм будет связан с пробкой . Поэтому последующее

20 вращение механизма по часовой стрелке приведет к.выворачиванию пробки 1 из головки обсад юй колонны. Снятая таким образом с донного устья . пробка на механизме поднимается с колонной бурильных труб.

Если же пес колонны бурильных труб с УБТ достаточен для открытия клапана А и сжатия пруткины 37 (см. фиг.2), то с установкой механизма на горлопнну пробки ее пальцы оказываются пверху Г-образного паза соединительного переходника (на фиг.З показано пунктиром), т.к. механизм в этом случае садится нижним торцом

-п корпуса 8 нл торец горловины 3 (см. фиГ.2). Теперь с вращением буриль-. ной колонны корпус 8 лишен возмсж- осепого перемещения, а только. вращается. Поэтому сначала благода-

4Q ря силам трпния п резьбе корпус 8 и толкатель 9 (фиг.1) вращаются вместе до тех пор, пока Г-образные пазы не наденутся захват гой частью 17 до конца 18 на пяльцы 2. Тем самым праще с ние гайки будет застопорено. При последующем вращении поворачиваться будет только корпус 8 инструмента, а переходник 10, взаимодействуя с вит- ками резьбы корпуса, будет перемещаться по нему до упора в выступ 13, чем свяжет механизм и пробку и единое целое. Далее будет происходить съем пробки 1 из устья как было описано выше.

30

50

55

Формула изобретени

I. Устройство для консервации донного устья скважины, включающее

пробку с присоединительными элементами к устью скважины, пальцами и обратным клпплном и подъемно-спускной механизм, содержащий корпус с толкателем и уплотнительным узлом, отличающееся тем, что, с целью повьпчения надежности устройства в работе, а также расширения функциональных воэможностей и бблас- ти применения, оно снабжено соединительным переходником, размещенным на корпусе подъемно-СПускноТо механизма с возможностью осевого перемещения и выполненным с Г-обраЭными пазами для размещения в них пальцев, причем уплотнительный узел выпол

нен в виде подпружиненной втулки с конусообразным нижним торцом, при этом верхний торец седла обратного клапана выполнен коническим для взаимодействия с конусообразным торцом втулки в рабочем положении при открытом обратном клапане.

2, Устройство по п.1| отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе при высоком скважинном давлении, подпружиненная втулка выполнена двухступенчатой и обращена х:ту- пенью меньшего диаметра к седлу обратного клапана.

Изобретение относится к нефте- промыслопому оборудованию. Цель - повышение надежности устр-ва в работе и расширение его функциональных .возможностей и области применения, в частности при высоком скважинном давлении. Для этого на корпусе 8 подъем-- но-спускного механизма размещен с возможностью осевого перемещения сое-I Изобретение относится к нефтепро- мысловому оборудованию, а именно к . обустройству устья скважин, и может быть использовано в системах временной консервации морских скважин с подводньм расположением устья. Целью изобретения является повьпае- ние надежности устройства в работе, а также расширение его фу кциональ- ных возможностей и области применения, в том числе при работе устройдинительный переходник 10 с Г-образ- ными пазами 14 для размещения в них пальцев 2 пробки 1, Уплотнительный узел выполнен в виде подпружиненной пружиной 37 двухступенчатой втулки 35 с конусообразным нижним торцом (уплотнителем) 36. В рабочем положении при открытом обратном клапане 4 пробки I торец 36 взаимодействует с верхним торцом (поверхностью) 38 I седла 6 клапана 4.Ступень меиьгаего диаметра втулки 35 обращена к седлу 6 обратного клапана 4.При открытом клаTiaHe 4 И сжатой пружине 37 пальцы 2 пробки 1 оказываются вверху паза 14. Нижний торед корпуса 8 садится на торец горловины 3 пробки 1. При вращении бурильной колонны корпус 8 только вращается, не перемещаясь в осевом направлении. При закрытом клапане 4 торец 36 втулки 35 прижат .к торцу 38 седла 6. Переходник 10 надевается на пальцы 2. Инструмент зацепляется с пробкой 1. I з.п.ф-лы, 3 ил. ства при ВЫСОКОМ скважинном давлении . На фиг.1 представлено устройство в исходном положении, когда подъемно-спускной механизм спущен на пробку устья скважины; на фиг.2 - то ле в рабочем .состоянии, когда подъемно-спускной механизм зацеплен -ча пробку и обратный клапан OTKPI.IT; на фиг.З - Г-образный паз пчдъсмио- спускного механизма. с (О сл с: 4; о: оо о Oi о

.1

ui.t

16 15