Превентор Советский патент 1992 года по МПК E21B33/06 

Изобретение относится к бурению скважин, из которых ожидается выброс жидкого или газообразного флюида, и является усовершенствованием превентора по авт.св. СССР № 1592472.

Известен превентор который предназначен для автоматической герметизации устьев скважин в экстремальных условиях и содержит корпус, манжету и конус-расширитель.

Однако он не обеспечивает достижения полной декомпрессии полости над флюидным поршнем, так как декомпрессионный канал сообщается с атмосферой через центральный кольцевой выкидной канал. Остаточная компрессия над флюидным поршнем исключает возможность 100%-ного использования давления флюида под ним в целях экстренной автоматической герметизации устья скважины, так как часть давления флюида расходуется на преодоление остатка компрессии, понижая чувствительность автоматики.

Кроме того, главная пружина автоматики представляет собой традиционную конструкцию, выполненную из монолитного прутка. При термообработке и механической нагрузке такой пружины ее волокна максимально удаленные от оси поперечного сечения, предельно напряжены, а центральные нагружены минимально, но увеличивают массу пружины.

Целью изобретения является повышение чувствительности его автоматики к внезапному изменению давления флюида под превентором, а следовательно, и под флюидным поршнем, необходимой для экстренной герметизации устья скважины обеспечение надежности работы в том числе за счет снятия внутреннего напряжения и уменьшения массы главной пружины.

Сущность изобретения заключается в том, что для исключения компрессии в полоМ

со

ч

сти цилиндра над флюидным поршнем при его движении вверх под давлением флюида она соединена с атмосферой каналами, проходящими в стенках цилиндра ручного управления превентором; главная пружина автоматики выполнена из полой заготовки.

На фиг.1 показан превентор, вертикальный разрез (левее оси - скважина разгерметизирована, правее - загерметизирована); на фиг.2 - превентор, вид сверху; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4- разрез Б-Б на фиг.1.

В корпус 1 с фланцем 2 и резьбой 3, хордальным отверстием 4, резьбой 5, уплотнениями 6-9, отверстиями 10 - 15, выточ- кой 16, цилиндрической частью 17, резьбой 18, полостями 19, 20, дренажным отверстием 21 и теплоизоляцией 22, посажена лабиринтная втулка 23 с резьбой 24, каналом 25, выточкой 26, монтажными элементами 27, червячной шестерней 28, с которой взаимодействует червяк 29, лишенный осевого перемещения.

В зоне фланца 2 посажена грундбукса 30 с пружинами 31, степень сжатия которых регулируется положением фланца 32.

На радиально-упорный подшипник 33 посажен полый вал 34 с коническим участком 35, радиальными отверстиями 36. полузамком 37, цилиндрической частью 38 и резьбой 39 в верхнем конце, содержащий эластичную манжету 40 с антифрикционными шариками 41, пружинным браслетом 42, цоколем 43, полузамком 44, уплотнением 45, флюидными отверстиями 46.

Полузамки 37 и 44, находясь во взаимодействии, представляют собой легкоразъемный замок (артилерийского типа).

В манжету 40 посажен конус 47 с поршнем 48, уплотнением 49 и резьбой 50,

На поршень 48 посажена тарированная пружина 51 из трубной заготовки, сжатая до заданной величины кольцом 52, посаженным в резьбу 39 цилиндрической части 38 полого вала 34,

На кольцо 52 посажен радиально-упорный подшипник 53 и застопорен фланцем цилиндра 54, посаженным в резьбу 18 цилиндрической части 17 юрпуса 1, снабженного лабиринтным уплотнением 55, каналами 56 и 57 для рабочей среды и каналами сквозными 59 и декомпрессионными 59, сообщающими полость 60 с атмосферой (фиг.1 и 2)..

В манжету 40 и цилиндр 54 посажены соответственно конус 47 и шток 61 с лабиринтом 62 на поршне 63 и резьбой 64 на верхнем конце штока 61, предназначенной для посадки на нее (в зависимости от схемы лбвязки устья скважины), например, центробежного диска сброса загрязнений, вращателя, передающего крутящий момент от бурильной колонны лрееентору, или трех- плашечного превентора.

В цилиндр 54 посажено стопорное кольцо 65, перегородка 66 с лабиринтным уплотнением 67, радиально-упорный подшипник 68 и застопорены от осевого смещения крышкой 69 с уплотнением 70 и монтажными отверстиями.

На фиг,1, левее главной оси, изображено положение деталей в статике, когда под превентором избыточного давления нет, грундбукса 30 контактирует с торцом конического участка 35 полого вала 34, конус 47 расклинил устье манжеты 40, обеспечив беспрепятственный проход элементов бурильной колонны, а втулка 23 контактирует с коническим участком 35 полого вала 34. Контактирование втулки 23 и участка 35 допустимо только при длительном бездействии превентора или перед началом его регулировки для работы с флюидом определенных физических свойств. При этом конус 35 является клапаном, а втулка 23 - гнездом для него, исключая проход флюида между ними. В зависимости от качества флюида (вода, насыщенный пар. перегретый пар, нефть или газ), вращением втулки 23 червяком 29 в резьбе 5 корпуса 1 регулируется величина зазора 71 между конусом втулки 23 и коническим участком 35 полого вала 34. В статике бурильная колонна 72, 73 или 74 разгерметизирована потому, что под действием пружины 51 конус 47 расклинивает манжету 40, в результате чего между устьевой частью манжеты с браслетом 42 и бурильной колонной 72, 73, 74 образуется зазор 75, обеспечивающий бесконтактный проход и вращение бурильной колонны, предохраняя манжету 40 от износа.

Позициями 76 и 77 обозначены подпор- шневые полости, позицией 78 - надпоршне- вая.

Технико-экономическая эффективность заключается в повышении чувствительности автоматики к перепадам давления флюида под ним путем полного исключения компрессии в надпоршневой полости флюидного поршня, обеспечивающей мгновенность герметизации устья сква- жины, исключая аварийные выбросы флюида на дневную поверхность, пожары, разрушение бурового хозяйства, обеспечивая безопасность работ.

Формула изобретения

Превентор по авт.св. № 1592472 .отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, система декомпрессии выполнена в виде каналов в стенке цилиндра, расположенных параллельно каналу для рабочей среды и сообщающих надпоршневую полость с пространством за корпусс-у.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для герметизации устья при бурении скважин. В корпусе (К) с возможностью вращения установлен полый вал (8) с манжетой (М). Внутри В перемещается шток (Ш) с поршнями и конусом, взаимодействующим с М. В цилиндре, жестко связанном с К, выполнены сквозные каналы и каналы управления, через которые рабочая среда поступает в надпор- шневую и подпоршневую полости поршня При перемещении Ш относительно В за счет сообщения через сквозные каналы полости с атмосферой достигается ее полная декомпрессия. 4 ил.

60

63

69

Фиг. 2

№J

/

46

JO

31

Фиг. 4