Устьевая головка Советский патент 1990 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к горному оборудованию, а именно к устьевым головкам для работы с пластоиспытателями, спускаемыми в скважину на бурильных трубах.

Цель изобретения - повышение надежности работы головки при одновременном упрощении ее конструкции и уменьшении габаритов.

На фиг, 1 изображена головка перед испь ганием пласта, общий вид} на фиг. 2 - то же, в процессе испытания пласта (притока) и в -момент сброса груза; на фиг. 3 - принципиальная схема обвязки устьевой головки для проведения испытания пласта.

Устьевая головка включает Корпус, собранный из трубных переводников 1-4. Переводник 3 имеет радиальный канал, в который ввернут патрубок 5. С переводником 4 сопряжен ствол 6. Внутри корпуса размещен контрольный клапан, состоящий из полого штока 7 с установленным на нем уплотнителем 8 который зафиксирован с помощью стопорной гайки 9, и гильзы 10, На ствол 6 навернут кожух 11 узла 12 , вращения, обеспечивающие возможность осевого вращения ствола 6. В переводнике 1 имеется гидравлический канал А для присоединения насо- оа высокого давления. Ствол 6 имеет в средней части кольцевые проточку Б и выступ В для размещения элеватора, В переводнике 2 установлен концентрично механизм дистанционного управления работой контрольного клапана, выполненного в виде дифференциального поршня 13, поджатого пружиной 14, Над дифференциальным поршнем 13 выполнена кольцевая камера Г гидравлически связанная с каналом А В верхней части устьевой головки размещен механизм ручного управления работой контрольного клапана. Он выполнен в виде винтовой пары, образованной полым винтом 1 5 и переводником 1, и.втулки 16, упирающейся в дифференциальный поршень 13.

В корпусе головки имеется также механизм дистанционного управления грузом 17, имеющим на своем верхнем конце утолщение. Этот механизм состоит из угольника 18, навернутого на стакан 19, имеющий на наружной поверхности резьбу для образования винтовой пары с втулкой 1 6. Последняя свинчена с полым, штоком 7, который при своем осевом перемещени вниз может взаимодействовать с поршнем 20. В гайку 9 ввернута цанга 21, удерживающая за утолщение груз 17. В поршень 20 сверху упира

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ется толкатель 22, Нижний конец поршня 20 установлен с возможностью взаимодействия с грузом 17. Герметичность сопрягаемых соединений устьевой головки обеспечивают уплотни- тельные элементы 23-28.

Устьевую головку перед проведением испытания пласта наворачивают на верхнюю бурильную трубу 29. К патрубку 5 присоединяют манифольд 30 и насосный агрегат 31. К каналу А через гибкий рукав 32 присоединяют насос 33 высокого давления с вентилем 34 для сброса давления из системы дистанционного управления контрольным клапаном. К угольнику 18 через гибкий рукав 35 присоединяют насос 36 высокого давления с вентилем 37 для сброса давления из систем дистанционного управления сбросом груза 17.

Устьевая головка работает следующим образом.

Перед началом испытания пласта устьевая головка обвязывается с насосами 33 и 36, насосным агрегатом 31, манифольдом 30 и соединяется с бурильной трубой 29. При этом контрольный клапан закрыт.

Для дистанционного открытия контрольного клапана в полости Г с помощью насоса 33 создают необходимое избыточное давление, под действием которого дифференциальный поршень 13, жестко связанный с полым штоком 7, преодолевая сопротивление пружины 14, перемещается вниз. При этом открывается кольцевой проход между полым штоком 7 и гильзой 10 для прохода пластового флюида, который по патрубку 5 направляется в манифольд 30.

Для дистанционного сброса груза 1 7 в трубы насосом 36 над поршнем 20 создают избыточное давление, под действием которого поршень 20 начинает перемещаться вниз и выталкивает груз 17 из удерживающей его цанги 21.

Закрытие контрольного клапана осуществляется автоматически под действием пружины 14 и потока пластового флюида после сброса давления в полости Г с помощью вентиля 34 нагоса 33. i

Открытие контрольного клапана можно осуществить вручную, вращая полый винт 15. При этом взаимодейству51

ющая с ним втулка 16 начинает перемещаться вниз, увлекая с собой дифференциальный поршень 13. Перемещение последнего вместе с полым што- ком 7 приводит к открытию контрольного клапана.

Сброс груза 17 также можно производить вручную. Для этого вращают стакан 19, который, перемещаясь в осевом направлении вниз, передает выталкивающее из цанги 21 груз 17 усилие через толкатель 22 и поршень 20.

Вращение колонны бурильных труб, соединенной со стволом 6, производится после разгрузки ее веса на клинья или на элеватор, размещенный на столе ротора, с помощью последнего.

Формула изобретения

Устьевая головка, включающая корпус в виде соединенных между собой трубных переводников, один из которых имеет радиальный канал с патрубком, связанный с нижним переводником ствол с узлом его осевого вращения, и размещенные концентрично в корпу

,

5

0

5

5й

се имеющий привод контрольный клапан в виде подпружиненного дифференциального поршня со штоком, гильзой и груз под ним с механизмом его управления, содержащим толкатель, поршень и узел удержания груза, о т - личающаяс я тем, что, с целью повышения надежности работы головки при одновременном упрощении ее конструкции и уменьшении габаритов, она снабжена полым винтом, образующим с корпусом винтовую пару, и втулкой с резьбой на внутренней поверхности, размещенной между дифференциальным поршнем и полым винтом с возможностью взаимодействия с ними, причем механизм, управления грузом размещен концентрично в корпусе и выполнен в виде установленного в полости винта стакана с резьбой на наружной поверхности для образования винтовой пары с втулкой, при этом стакан установлен с возможностью взаимодействия с толкателем, груз имеет на верхнем конце утолщение, а узел его удержания выполнен в виде цанги для взаимодействия с утолщением на грузе.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при работе с пластоиспытателями, спускаемыми в скважину на бурильных трубах. Цель - повышение надежности работы устьевой головки (УГ) при одновременном упрощении ее конструкции и уменьшении габаритов. Корпус УГ собран из трубных переводников, один из которых имеет радиальный канал с патрубком, а нижний сопряжен со стволом. Последний имеет узел осевого вращения. В корпусе УГ концентрично размещен контрольный клапан (КК), состоящий из полого штока, гильзы и подпружиненного дифференциального поршня (ДП). Под КК размещен груз с механизмом его управления. Последний состоит из толкателя, поршня и узла удержания груза в виде цанги. В верхней части корпуса УГ установлен полый винт, который образует с первым переводником корпуса винтовую пару. В корпусе концентрично размещена втулка, имеющая резьбу на внутренней поверхности. Втулка установлена между ДП и полым винтом и может взаимодействовать с обоими. Механизм управления грузом размещен концентрично в корпусе УГ. Он включает стакан с резьбой на наружной поверхности, установленный в полости винта. Стакан и втулка образуют винтовую пару. Стакан установлен с возможностью взаимодействия с толкателем. Груз имеет на верхнем конце утолщение для взаимодействия с цангой. Для открытия КК над ДП создают избыточное давление и шток механизма управления грузом перемещается вниз, при этом между ним и гильзой образуется канал для пластового флюида. Закрытие КК осуществляется автоматически после сброса давления над ДП. Вручную КК открывают, вращая полый винт. Сброс груза производят либо подачей давления на поршень механизма управления грузом, либо вращением стакана. Колонну бурильных труб вращают ротором после ее разгрузки на клинья или на элеватор. 3 ил.

Фиг1

18 IS

& 23

ШҐЯ -ы

27

Фие2

/

16

Фиё.З