Скважинный превентор Советский патент 1991 года по МПК E21B33/06 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения выбросов в процессе бурения скважин.

Цель изобретения - повышение надежности работы скважинного превентора за счет предотвращения возможности его срыва высоким забойным давлением

при одновременном упрощении конструкции.

На фиг.1 и 2 изображено устройство, общий вид; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2.

Скважинный превентор содержит цилиндрический корпус 1 с радиальными каналами 2. На корпусе 1 установлен эластичный уплотнительный элемент 3. Внутри корпуса 1 концентрично размещен гидроцилиндр 4 с поршнем 5. Последний штоком 6 связан с тарельчатым клапаном 7, который выполнен в виде диска с прорезями 8 на наружной поверхности. Внутренняя полость 9 уплотнительного элемента 3 ради- альными каналами 2 гидравлически связана с внутренней полостью 10 гидроцилиндра 4.

Выше уплотнительного элемента 3 размещен механизм фиксации корпуса 1 в об- саженном стволе скважины. Он выполнен в виде подпружиненных плунжеров 11, которые установлены в ступенчатых радиальных каналах 12 корпуса 1. Наружные концы плунжеров 11 выполнены заостренными для лучшего сцепления с обсадной колонной 13, спущенной в ствол 14 скважины. К верхнему концу гидроцилиндра 4 присоединена пробка 15 с центральным осевым и радиальными 16 каналами. Ступенчатые ка- налы 12 корпуса 1 гидравлически связаны с радиальными каналами 16 пробки 15. В центральном осевом канале пробки 15 размещен толкатель 17 с утолщенным верхним концом 18. В верхней части гидроцилиндра 4 под пробкой 15 установлен шаровой обратный клапан 19 с ограничителем 20 его перемещения внутри гидроцилиндра 4. Шаровой клапан 19 может взаимодействовать с нижним концом толкателя 17.

Утолщенный верхний конец 18 толкателя 17 упирается в подпружиненную трехгранную звездообразую втулку 21 с наклонными пазами 22. В них размещены оси 23 вилок 24 с роликами 25. Вилки 24 размещены в дополнительных радиальных каналах 26 корпуса 1. Ролики 25 установлены в вилках 24 на осях 27 с возможностью вращения.

В нижнем положении втулки 21 толка- тель 17 имеет возможность взаимодействия с шаровым клапаном 19.

Корпус 1 соединен с колонной 28 бурильных труб и долотом 29. Скважинный поевентор работает следующим образом.

Скважинный превентор включается в состав бурильной колонны 28 и в процессе бурения размещается в необсаженной части ствола 14 вблизи забоя. Под действием потока циркулирующего бурового раствора

тарельчатый клапан 7 находится в нижнем положении. В случае повышения забойного давления (возникновения проявления) трубный клапан автоматически перекрывается тарельчатым клапаном 7. При этом поршень 5 двигается вверх, выдавливая жидкость из гидроцилиндра 4 через радиальные каналы 2 под уплотнительный элемент 3. Последний расширяется и перекрывает затрубное пространство скважины. Шаровой клапан 19 при этом препятствует вытеснению жидкости.

Во избежание прихвата бурильной колонны 28 при проявлении долото 29 необходимо разместить в обсаженной части ствола 14. При подъеме скважинного превентора ролики 25 перекатываются по стенкам скважины, втулка 21 находится в верхнем положении и толкатель 17 не взаимодействует с шаровым клапаном 19. который закрыт. Поскольку внутренний диаметр обсадной колонны 13 больше диаметра ствола 14 скважины, при попадании роликов 25 в обсадную колонну 13 происходит радиальное перемещение вилок 24 относительно корпуса 1. Оси 23 вилок 24. двигаясь в пазах 22, смещают втулку 21 вниз. Толкатель 17 при этом начинает взаимодействовать с шаровым клапаном 19, открывая последний. Жидкость из гидроцилиндра 4 по центральному осевому и радиальному 16 каналам пробки 15 попадает в ступенчатые каналы 12. Плунжеры 11 выдвигаются, впиваясь заостренными концами в стенки обсадной колонны 13 и предотвращая тем самым возможность срыва скважинного превентора под действием высокого забойного давления.

После закачки в скважину утяжеленного бурового раствора и ликвидации проявления тарельчатый клапан 7 перемещается вниз под действием упругих сил уплотнительного элемента 3. Трубный канал и затрубное пространство скважины оказываются свободными, а Скважинный превентор приходит в исходное положение.

Формула изобретения Скважинный превентор, включающий цилиндрический корпус с радиальными каналами, концентрично размещенные в корпусе гидроцилиндр с поршнем, который связан штоком с тарельчатым клапаном, и установленный на корпусе уплотнительный элемент, внутренняя полость которого радиальными каналами гидравлически связана с внутренней полостью гидроцилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы скважинного превентора за счет предотвращения возможности его срыва высоким забойным давлением при одновременном упрощении конструкции, он снабжен механизмом фиксации корпуса в обсаженном стволе скважины, установленным над уплотнительным элементом и выполненным в виде радиаль- но размещенных в ступенчатых радиальных каналах корпуса подпружиненных плунжеров с заостренными наружными концами, пробки с центральным осевым и радиальными каналами, установленного в ее центральном осевом канале толкателя с утолщенным верхним концом, подпружиненной трех0

гранной звездообразной втулки с наклонными пазами, в которых размещены оси вилок с роликами и шаровым обратным клапаном, установленным в верхней части гидроцилиндра под пробкой с возможностью взаимодействия с нижним концом толкателя при нижнем положении втулки, причем тарельчатый клапан выполнен с прорезями на наружной поверхности, при этом корпус имеет дополнительные радиальные каналы для размещения в них вилок, а радиальные каналы пробки гидравлически связаны со ступенчатыми каналами корпуса.

.16 2 ff

28

Изобретение относится к горной промышленности и может быть применено для предупреждения выбросов при бурении скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы скважинного превентора за счет предотвращения возможности его срыва высоким забойным давлением при одновременном упрощении конструкции. Скважинный превентор включает цилиндрический корпус (К) 1 с радиальными каналами 2. В К 1 концентрично размещен гидроцилиндр (Г) 4 с поршнем 5, который связан штоком 6 с тарельчатым клапаном 7. Последний выполнен с прорезями 8 на наружной поверхности. На К 1 размещен уплотнительный элемент 3. Его внутренняя полость гидравлически связана с внутренней полостью Г 4. Над уплотнительным элементом 3 установлен механизм фиксации К 1 в обсаженном стволе скважины. Механизм включает подпружиненные плунжеры 11, которые радиально размещены в ступенчатых радиальных каналах 12 К 1. Плунжеры 11 выполнены с заостренными концами. На Г 4 установлена пробка 15 с центральным осевым и радиальными 16 каналами. Последние гидравлически связаны с каналами 11. В осевом канале пробки 15 установлен толкатель 17 с утолщенным верхним концом. Им он упирается в трехгранную звездообразную втулку (ТЗВ) с наклонными пазами. В них размещены оси вилок с роликами. Под пробкой 15 установлен шаровой обратный клапан 19. Толкатель 17 может взаимодействовать с клапаном 19 в нижнем положении ТЗВ. В К 1 имеются дополнительные радиальные каналы для размещения в них вилок. При бурении ступенчатый клапан 7 находится в нижнем положении. При возникновении проявления он перемещается вверх, перекрывая трубный канал бурильной колонны. Поршень 5 при этом выдавливает жидкость из Г 4 под уплотнительный элемент 3, который перекрывает затрубное пространство скважины. При размещении скважинного превентора в обсадной колонке 13 ролики с вилками перемещаются в радиальном направлении, а ТЗВ смещается вниз. При этом толкатель 17 открывает клапан 19. Жидкость из Г 4 попадает в каналы 12. Плунжеры 11 выдвигаются, впиваясь в обсадную колонну 13. 3 ил.

фиг. 2

А-А

23

26

фиг.З