Устройство для герметизации устья скважины Советский патент 1991 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для герметизации устья скважины при проведении спуско-подъемных операций с колоннами труб при наличии избыточного скважинного давления.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет предотвращения возможности выдавливания уплотнительного элемента скважинным давлением.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид (в процессе проведения спускоподъема колонны труб); на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Устройство для герметизации устья скважины состоит из корпуса 1 с фланцами 2 и 3. Нижний фланец 3 служит для закрепления корпуса 1 на устье скважины. Внутри корпуса 1 установлены уплотнительный элемент 4 и муфта 5. Последняя выполнена разрезной в виде отдельных секторов, которые имеют возможность радиального перемещения в корпусе 1. Для обеспечения их свободного радиального перемещения в корпусе 1 имеются направляющие пазы 6. а в каждом секторе закреплена шпонка 7. Над уплотнительным элементом 4 в корпусе 1 установлен кольцевой упор 8, который может перемещаться в осевом направлении

О

чэ

4 00 СП КЗ

относительно корпуса 1. Упор 8 имеет внутреннюю коническую поверхность FI,

Сектора муфты 5 выполнены с наружной конической поверхностью Fa и установ- лены в корпусе 1 с возможностью взаимодействия с упором 8 по поверхностям FI и Fa.

Площадь Рз контакта упора 8 с уплотни- тельным элементом 4 превышает площадь F4 контакта секторов с уплотнительным эле- ментом 4.

Колонна труб 9 с замковыми соединениями 10 размещена внутри корпуса 1.

Устройство работает следующим образом.

В процессе проведения спуско-подъем- ных операций с колонной труб 9 герметизация устья достигается за счет прижатия уплотнительного элемента 4 к наружной поверхности труб 9 под действием избыточно- го скважинного давления. При этом уплотнительный элемент 4 перемещается вверх вместе с упором 8, который своей поверхностью FI взаимодействует с секторами. Последние перемещаются в радиаль- ном направлении, охватывая трубу 9 и препятствуя выдавливанию уплотнительного элемента 4 в зазоры. При прохождении замкового соединения 10 секторы муфты 5 раскрываются, пропуская его. В этот мо- мент секторы отжимают упор 8 вместе с

уплотнительным элементом 4. После прохождения замкового соединения 10 через уплотнительный элемент 4 сектора муфты 5 вновь охватывают тело трубы 9.

При прохождении очередного замкового соединения 10 весь цикл вновь повторяется.

Формула изобретения Устройство для герметизации устья скважины, включающее корпус с размещенными в нем эластичным уплотнительным элементом и муфтой, подвижной в радиальном направлении, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства путем предотвращения возможности выдавливания уплотнительного элемента скважинным давлением, оно снабжено установленным над уплотнительным элементом и подвижным в осевом направлении кольцевым упором, имеющим внутреннюю коническую поверхность, муфта выполнена разрезной в виде отдельных секторов, имеющих коническую наружную поверхность, причем секторы и упор установлены с возможностью взаимодействия по соответствующим коническим поверхностям, при этом площадь контакта уплотнительного элемента с упором больше площади контакта между секторами и уплотнительным элементом.

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при проведении спуско-подъемных операций с колонной труб при избыточном скважинном давлении. Цель - повышение надежности работы устройства за счет предотвращения возможности выдавливания уплотнительного элемента (УЭ) скважинным давлением. Устройство содержит корпус 1 с фланцами 2 и 3. Внутри корпуса 1 установлен УЭ 4, а над ним - кольцевой упор (КУ) 8 и муфта (М) 5. Последняя имеет возможность радиального перемещения в корпусе 1 и выполнена разрезной в виде отдельных секторов. Наружная поверхность секторов М 5 конусная. Внутренняя поверхность КУ 8 также конусная и может взаимодействовать с соответствующей конусной поверхностью секторов М 5. Внутри корпуса 1 КУ 8 может перемещаться в осевом направлении. ГТлощадь.кЪнтакта КУ 8 и УЭ 4 больше, чем площадь контакта секторов М 5 с УЭ 4. Под действием скважинного давления УЭ 4 охватывает трубку 9 и перемещает КУ 8 вверх. Последний взаимодействует секторами М 5, заставляя их сжиматься в радиальном направлении. При прохождении замкового соединения 10 сектора М 5 раздвигаются, перемещая вниз КУ 8 и УЭ 4. После прохождения замкового соединения 10 сектора М 5 вновь охватывают тело трубы 9. 2 ил. Ё

Фиг./

Фиг. 2