Устройство для предотвращения открытых выбросов на устье скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B35/00 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для предотвращения открытых выбросов через бурильные трубы в процессе спуско- подъемных операций.

В случае возникновения в скважине нефтегазопроявпений при выполнении спу- скоподъемных операций работники вахты должны принять срочные меры по установке на бурильные трубы запорного оборудования для герметизации внутреннего канала труб.

Известно устройство для предотвращения открытых выбросов на устье скважины - шаровой кран, содержащий корпус и запорный элемент, установленный в корпусе с возможностью перекрытия его осевого канала.

Недостатком этого устройства является ненадежность герметизации канала труб из-за частых случаев отказа в работе запорного элемента устройства, особенно при переходе нефтегазопроявлений в открытые выбросы.

Известно устройство - обратный клапан для бурильной колонны, включающий корпус с присоединительными резьбами и осевым каналом с установленным в нем сед- .лом и подпружиненным запорным элементом.

Нормально закрытое проходное сечение известного устройства запорным элементом является существенным недостатком его конструкции, исключающий его установку на бурильные трубы при возникновении в скважинах нефтегазопроявлений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для предотвращения открытых выбросов при проявлениях скважин, содержащее полый цилиндрический корпус с размещенным в нем седлом и подпружиненным запорным элементом, жестко связанную с корпусом втулку со штоком, установленным с возможностью взаимодействия с запорным элементом.

Недостатком этого устройства является сложность управления запорным элементом устройства требующая выполнения операций по перехвату колонны труб с тале- вой системы на клиньях ротора и обратно, что ведет к увеличению продолжительности герметизации устья и возможности перехода нефтегазопроявления в открытый выброс, Герметизация канала труб связана с

опасными условиями труда для работающих, так как выходящих из скважины флюид, содержащий нефть и газ, будет ударяться о крюкоблок, распыляться и создавать взрывоопасную концентрацию.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и возможность упрощения управления запорным элементом при одновременном повышении безопасности обслуживающего персонала

Поставленная цель достигается тем, что

предлагаемое устройство снабжено патрубком, выполненным с центральным осевым и радиальными каналами и установленным в последнем фиксирующим элементом, втулка имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ для размещения на нем патрубка и расположенные под ним диаметрально противоположные радиально наклонные под углом 35 - 55° к оси устройства

каналы, причем шток установлен в центральном осевом канале патрубка с возможностью ограниченного перемещения относительно последнего и выполнен на уровне размещения патрубка с кольцевым

пазом на наружной поверхности, в котором установлен фиксирующий элемент в крайнем нижнем положении штока, при этом фиксирующий элемент размещен в плоскости, перпендикулярной плоскости раслоложения каналов втулки.

Фиксирующий элемент выполнен в виде винта.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство для предотвращения открытых выбросов на устье скважины содержит полый цилиндрический корпус 1 с размещенным в нем седлом 2 и подпружиненным запорным элементом 3, жестко связанную с корпусом втулку 4 со штоком 5. Устройство снабжено патрубком 6, выполненным с центральным осевым каналом для размещения штока 5 и радиальными каналами, в одном из которых установлен фиксирующий элемент 7, выполненный в виде винта. Втулка 4 имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ 8 и расположенные под ним ди- аметрально противоположные радиально наклонные под углом 35 - 55° к оси устройства каналы 9. Шток 5 на наружной поверхности на уровне размещения патрубка имеет паз 10, в котором установлен фикси- рующий элемент в крайнем нижнем положении штока. Фиксирущий элемент 7 размещен в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения каналов 9. Шток 5 на верхнем конце содержит опору-ограни- читель 11.

Для подготовки устройства к работе шток 5 устанавливают в осевом канале патрубка 6. Втулку 4 соединяют с корпусом 1, шток 5 перемещают в крайнее нижнее поло- жение, фиксирующим элементом 7, взаимодействующим с кольцевым пазом 10 штока, запорный элемент 3 устанавливают в открытом положении.

Устройство для предотвращения откры- тых выбросов при установке его на бурильный инструмент используют как отдельно, таки в сборе с одиночной бурильнойтрубой.

При обнаружении в скважине признаков нефтегазопроявления во время осуще- ствления спускоподъемных операций устройство соединяют с колонной бурильных труб, при этом поток флюида, выходящего из каналов 9 втулки, не будет ударяться о крюкоблок и попадать в рабо- чую зону обслуживающего персонала, в результате исключается загазованность и образование взрывоопасной концентрации паров нефти и газа, а также обливание обслуживающего персонала пластовым флюи- дом. Ослаблением фиксирующего винта 7, запорный элемент 3 под действием пружины и потока флюида прижмется к седлу 2

и герметизирует трубный канал, чем обеспе- чивается упрощение управления запорным элементом.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении надежности предотвращения открытых выбросов через бурильные трубы за счет упрощения управления запорным элементом, сокращения времени герметизации канала труб и в повышении безопасности обслуживающего персонала.

Формула изобретения

1.Устройство для предотвращения открытых выбросов на устье скважины, содержащее полый цилиндрический корпус с размещенным в нем седлом и подпружиненным запорным элементом, жестко связанную с корпусом втулку со штоком, установленным с возможностью взаимодействия с запорным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и возможности упрощения управления запорным элементом при одновременном повышении безопасности обслуживающего персонала, оно снабжено патрубком, выполненным с центральным осевым и радиальными каналами и установленным в одном из последних фиксирующим элементом, втулка имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ для размещения на нем патрубка и расположенные под ним диаметрально противоположные и радиально наклонные под углом 35 - 55° к оси устройства каналы, причем шток установлен в центральном осевом канале патрубка с возможностью ограниченного перемещения относительно последнего и выполнен на наружной поверхности С кольцевым пазом, в котором установлен фиксирующий элемент в крайнем нижнем положении штока, при этом фиксирующий элемент размещен в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения каналов втулки.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде винта.

Устройство содержит корпус 1 с размещенными в нем седлом 2 и подпружиненным элементом 3. С корпусом жестко связана втулка 4 со штоком 5. Устройство снабже- но патрубком 6, выполненным с центральным осевым каналом для размещения штока 5 и радиальными каналами. В одном из них установлен фиксирующий элемент, выполненный в виде винта. Втулка 4 имеет на внутренней поверхности кольцевой выступ 8 и расположенные под ним диаметрально противоположные радиально наклонные под углом 35 - 55° к оси устройства каналы 9. Шток 5 на наружной поверхности на уровне размещения патрубка имеет кольцевой паз. В нем установлен фиксирующий элемент в крайнем нижнем полоН

Фиг,2