Забойный превентор Советский патент 1990 года по МПК E21B33/06 

ские расточки. На стволе 1 концентрично размещены пружины 13, втулка 19, клиновые сухари 15, уплотнительный элемент(УЭ) 17 и его привод в виде кольцевого полого дифференциального поршня (ДП) 18. Внутри ДП 18 установлен узел фиксации УЭ 17 в виде подпружиненного стакана 20 со скошенной внутренней поверхностью и шариков 21, размещенных в радиальных каналах ДП 18. В верхнем и нижнем торцах ДП.18 выполнены осевые каналы. На наружной поверхности ствола 1 имеется кольцевая канавка 23 для размещения шариков 21. В осевых каналах ствола 1 и корпуса 5 концентрично установлены соответственно запорная гильза 8 и ступенчатая втулка (СВ) 11, зафиксированные срезными элементами 9 и

12. В каналах 3 размещены обратные клапаны 10. На торцах УЭ 17 имеются предохранительные пластинь. Втулка 19 и УЭ 17 установлены на,стволе 1 с зазором для сообщения затрубного пространства с кольцевой полостью ДП 18. При посадке запорного шара на СВ 11 она смещается вниз и открывает каналы 4. Буровой раствор поступает под ДП 18, который смещается вверх. Сухари 15 и УЭ 17 движутся вверх, сжимая пружину 13. Сухари 15 заклиниваются между стенками скважины и стволом 1, и УЭ 17 сжимаются до момента попадания шариков 21 в канавку 23. При перемещении стакана 20 вверх шарики 21 запираются в канавке 23 и затрубное пространство надежно герметизируется. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения газонефтепроявлений при бурении скважин. Цель - повышение надежности работы забойного превентора за счет предотвращения его разгерметизации при резком возрастании давления в скважине. Превентор содержит ступенчатый снаружи ствол 1 с осевым 2 и радиальными 3, 4 каналами, соединенный с корпусом 5 с осевым каналом 6. На внутренних поверхностях ствола 1 и корпуса 5 имеются цилиндрические расточки. На стволе 1 концентрично размещены пружины 13, втулка 19, клиновые сухари 15, уплотнительный элемент (УЭ) 17 и его привод в виде кольцевого полого дифференциального поршня (ДП) 18. Внутри ДП 18 установлен узел фиксации УЭ 17 в виде подпружиненного стакана 20 со скошенной внутренней поверхностью и шариков 21, размещенных в радиальных каналах ДП 18. В верхнем и нижнем торцах ДП 18 выполнены осевые каналы. На наружной поверхности ствола 1 имеется кольцевая канавка 23 для размещения шариков 21. В осевых каналах ствола 1 и корпуса 5 концентрично установлены соответственно запорная гильза 8 и ступенчатая втулка (СВ) 11, зафиксированные срезными элементами 9 и 12. В каналах 3 размещены обратные клапаны 10. На торцах УЭ 17 имеются предохранительные пластины. Втулка 19 и УЭ 17 установлены на стволе 1 с зазором для сообщения затрубного пространства с кольцевой полостью ДП 18. При посадке запорного шара на СВ 11 она смещается вниз и открывает каналы 4. Буровой раствор поступает под ДП 18, который смещается вверх. Сухари 15 и УЭ 17 движутся вверх, сжимая пружину 13. Сухари 15 заклиниваются между стенками скважины и стволом 1, и УЭ 17 сжимаются до момента попадания шариков 21 в канавку 23. При перемещении стакана 20 вверх шарики 21 запираются в канавке 23 и затрубное пространство надежно герметизируется. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения газонефтеводопрояв- лений (ГНВП) при. бурении скважин.

Цель изобретения заключается в повышении надежности работы забойного пре- вентора за счет предотвращения его разгерметизации при резком возрастании давления в скважине.

На фиг. 1 показан превентор в процессе бурения, общий вид; на фиг. 2 - то же, в момент фиксации превентора в обсадной колонне и герметизации межтрубного пространства; на фиг. 3 -; то же, в момент замены бурового раствора в скважине над превентором.

Забойный превентор включает ствол 1 со ступенчатой наружной поверхностью, осевым 2 и радиальными 3, 4 каналами. Под стволом 1 размещен жестко связанный с ним корпус 5 с осевым каналом 6. Забойный превентор входит в состав бурильной колонны 7 и устанавливается выше долота.

В осевом канале 2 ствола .имеется цилиндрическая расточка, где концентрично установлена запорная гильза 8, зафиксированная с помощью срезных элементов 9 в положении, когда она перекрывает радиальные каналы 3. В последних установлены обратные клапаны 10.

В осевом канале 6 корпуса 5 также имеется цилиндрическая расточка, где концен- тричн.о размещена подпружиненная ступенчатая втулка 11. Она зафиксирована в крайнем верхнем положении относительно корпуса 5с помощью срезных элементов 12.

На стволе 1 установлены концентрично и последовательно пружина 13. кольцо 14,

клиновые сухари 15, толкатели 16, уплотнительный элемент 17 с предохранительными пластинами на торцах и его привод в виде кольцевого дифференциального поршня 18.

Между последним и уплотнительным элементом 17 находится втулка 19.

Уплотнительный элемент 17 и втулка 19 размещены относительно ствола 1 с зазором для сообщения затрубного пространства с кольцевой полостью дифференциального поршня 18.

Клиновые сухари 15 и толкатели 16 удерживаются на стволе 1 с помощью разрезных пружинных колец.

Уплотнительный элемент 17 снабжен

узлом его фиксации в рабочем (сжатом) положении, который установлен в кольцевой полости дифференциального поршня 18 и выполнен в виде подпружиненного стакана

20 со скошенной внутренней поверхностью для взаимодействия с шариками 21, размещенными в радиальных каналах дифференциального поршня 18.

Дифференциальный поршень 18 имеет

в нижней части крышку 22. В верхнем торце дифференциального поршня-18 и в крышке 22 выполнены осевые каналы.

На наружной.поверхности ствола 1 имеется кольцевая канавка 23 для размещения

в ней шариков 21 дифференциального поршня 18.

. Ступенчатая втулка 11 образует с шаром 24 обратный клапан. Шар 25 образует такой же обратный клапан с запорной гиль.ЗОЙ 8.(

Забойный превентор работает следующим образом.

Перед вскрытием продуктивных горизонтов забойный превентор включается в

10

состав бурильной колонны 7 и размещается выше долота, При обнаружении возникновения ГНВП в бурильную колонну 7 сбрасывается шар 24, который садится на ступенчатую втулку 11, перекрывая осевой канал 2. За счет давления, действующего на шар 24, разрушаются срезные элементы 12 и ступенчатая втулка 11 опускается в крайнее нижнее положение, сжимая пружину. Открываются радиальные kaнaлы 4 ствола 1, по которым буровой раствор попадает в пространство под дифференциальным поршнем 18. Последний под действием давления бурового раствора начинает перемещаться вверх, толкая перед собой втулку 18, уплотнительный элемент 17, толкатели 16, клиновые сухари 15, кольцо 14 и сжимая пружину 13. Клиновые сухари 15, двигаясь по конической наружной поверхности ствола 1, заклиниваются между стволом 1 и стенками скважины (или обсадной колонной). Дальнейшее перемещение вверх дифференциального поршня 18 приводит к сжатию уплотнительного элемента 17 и герметизации затрубного пространства сква- 25 жины. Сжатие уплотнительного элемента 17 происходит до тех пор, пока шарики 21 дифференциального поршня не попадут в кольвниз ступенчатая втулка 11 также переме щается вниз, сжимая пружину.

После замены бурового раствора на утя желенный производят открытие забойного превентора. Для этого создают избыточное давление в затрубном пространстве. Давле ние бурового раствора передается по зазо ру между втулкой 19, уплотнительным элементом 17 и наружной поверхностью ствола 1, а также по осевым каналам в верхнем торце дифференциального поршня 18 на подпружиненный стакан 20, отжимая его вниз. Шарики 21 получают возможность выйти из кольцевой канавки 23, позволяя 15 дифференциальному поршню 18 смещаться вниз. Под действием избыточного давления взатрубном пространстве над уплот«итель- ным элементом 17 и усилия сжатой пружины 13 кольцо 14. клиновые сухари 15. толкатели 16, уплотнительный элемент 17 и дифференциальный поршень 18 возвращаются в исходное положение.

Формула изобретения Забойный превентор. включающий ствол со ступенчатой наружной поверхностью и осевым и радиальными каналами, размещенный под стволом корпус с осевым каналом и установленным в нем седлом под

20

цевую канавку 23 на наружной поверхности

ствола 1. Перемещение дифференциально-30 запорный орган, концентрично размещен

го поршня 18 прекращается, а подпружи-ныеснаружи на стволе уплотнительный элененный стакан 20 под действием давленияменте предохранительными пластинами на

бурового раствора перемещается вверх доторцах и его привод в виде кольцевого поупора в верхний торец дифференциальноголого дифференциального поршня, о т л и поршня 18, запирая шарики 21 в кольцевой35 чающийся тем, что. с целью повышения

канавке 23. Забойный превентор оказыва-надежности работы забойного превентора

ется надежно зафиксированным в стволе скважины (в обсадной колонне), а уплотнительный элемент 17 герметизирует затруб- ное пространство скважины исключая возможность самопроизвольной разгерметизации, например при резком повышении давления в скважине.

После этого давление внутри бурильной

за счет предотвращения его разгерметизации при резком возрастании давления в скважине, он снабжен узлом фиксации уп- 40 лотнительного элемента в рабочем положении, концентрично расположенными в осевых каналах корпуса и ствола, подпружиненной ступенчатой втулкой и запорной гильзой, зафиксированными срезными элеколонны 7 сбрасывается и ступенчатая втул-45 ментами соответственно относительно корка 11 под действием пружины поднимаетсяпуса и ствола, причем на внутренних и занимает исходное положение.поверхностях последних выполнены цилин- Для замены бурового раствора над за-дрические расточки, при этом узел фикса- бойным превентором на утяжеленный в бу-ции уплотнительного элемента установлен в рильную колонну 7 сбрасывают шар 25.50 дифференциальном поршне, имеющим ракоторый садится на запорную гильзу 8, перекрывая осевой канал 2 ствола 1. Давлением бурового раствора на шар 25 разрушают срезные элементы 9. Запорная гильза 8 смещается в нижнее положение, открывая радиальные каналы 3 с обратными клапанами 10. Через них и производится замена бурового раствора на утяжеленный в затрубном пространстве над уплотнительным элементом 17. При смещении запорной гильзы 8

диальные каналы с шариками, и выполнен в виде подпружиненного стакана со скошен- ной внутренней поверхностью для взаимодействия с шариками дифференциального : 55 поршня, выполненного с осевыми каналами в верхнем и нижнем торцах, а ствол имеет дополнительные радиальные каналы и размещенные в них обратные клапаны для сообщения осевого канала ствола с пространством за ним при размещении за0

5

вниз ступенчатая втулка 11 также перемещается вниз, сжимая пружину.

После замены бурового раствора на утяжеленный производят открытие забойного превентора. Для этого создают избыточное давление в затрубном пространстве. Давление бурового раствора передается по зазору между втулкой 19, уплотнительным элементом 17 и наружной поверхностью ствола 1, а также по осевым каналам в верхнем торце дифференциального поршня 18 на подпружиненный стакан 20, отжимая его вниз. Шарики 21 получают возможность выйти из кольцевой канавки 23, позволяя 5 дифференциальному поршню 18 смещаться вниз. Под действием избыточного давления взатрубном пространстве над уплот«итель- ным элементом 17 и усилия сжатой пружины 13 кольцо 14. клиновые сухари 15. толкатели 16, уплотнительный элемент 17 и дифференциальный поршень 18 возвращаются в исходное положение.

0

Формула изобретения Забойный превентор. включающий ствол со ступенчатой наружной поверхностью и осевым и радиальными каналами, размещенный под стволом корпус с осевым каналом и установленным в нем седлом под

запорный орган, концентрично размещен

за счет предотвращения его разгерметизации при резком возрастании давления в скважине, он снабжен узлом фиксации уп- 40 лотнительного элемента в рабочем положении, концентрично расположенными в осевых каналах корпуса и ствола, подпружиненной ступенчатой втулкой и запорной гильзой, зафиксированными срезными эле45 ментами соответственно относительно корпуса и ствола, причем на внутренних поверхностях последних выполнены цилин- дрические расточки, при этом узел фикса- ции уплотнительного элемента установлен в 50 дифференциальном поршне, имеющим радиальные каналы с шариками, и выполнен в виде подпружиненного стакана со скошен- ной внутренней поверхностью для взаимодействия с шариками дифференциального : 5 поршня, выполненного с осевыми каналами в верхнем и нижнем торцах, а ствол имеет дополнительные радиальные каналы и размещенные в них обратные клапаны для сообщения осевого канала ствола с пространством за ним при размещении запорной гильзы в ее нижнем положении, причем на наружной поверхности ствола, выполнена кольцевая канавка для, размещения в ней шариков дифференциального поршня в его крайнем верхнем положении, при этом ступенчатая втулка установлена с возможностью перекрытия радиальных каналов ствола в своем край15

Фиг,г

нем верхнем положении и сообщения осевого канала ствола с пространством под дифференциальным поршнем - в крайнем нижнем положении, причем уплотнитель- ный элемент установлен относительно ствола с зазором для сообщения затрубного пространства с кольцевой полостью дифференциального поршня.