Устройство для управления внутрискважинным запорным элементом Советский патент 1979 года по МПК E21B43/00 

жинным запорным элементом содержит наземный блок 1 управления, установленный на нижнем фланце стволовой катушки 2 фонтанной арматуры. Наземный блок управления постоянно связан посредством гибкой механической связи 3 с подземным блоком управления, который спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах Я. В скважине установлена эксплуатационная колонна труб 6 и пакер 7.

Наземный блок управления содержит корпус 8, выполненный с пазами 9 с возможностью перемещения по ним фиксаторов 10, установленных на втулке И. Во втулке 11 размещен узел зачаливания верхнего конца гибкой механической связи 3, выполненный в виде ролика 12, установленного на седле 13. Седло 13 иодпружинено пружиной 14, предназначенной компенсировать изменения длины гибкой механической связи 3 от темнературного воздействия. Сверху втулка закрывается крышкой 15.

На корпусе 8 размещена гайка 16, предназначенная для подъема фиксаторов 10. Грундбукса 17 и уплотнительные манжеты 18 предназначены для уплотнения гибкой механической связи 3. Для регулирования сальникового уплотнения в корпусе 8 выполнены сквозные окна 19.

На гибкой механической связи 3 установлена легкоплавкая вставка 20, предназначенная для автоматического закрытия клапана в случае пожара на устье скважин.

Подземный блок 4 управления содержит корпус 21, на котором установлены фонари верхний 22 и нижний 23. Упоры верхний 24 и нижний 25 предназначены для ограничения поворота ролика-сектора 26, на котором размещен узел зачаливания нижнего конца гибкой механической связи 5.

Ролик-сектор 26 установлен на валу 27. Шпонка 28 предназначена для передачи крутящего момента валу 27. На роликесекторе 26 установлена пружина 29, один конец которой размещен в радиальных прорезях, выполненных на валу 27 и ступице ролика-сектора 26, а другой - в проточке верхнего упора 24. Корпус 21 связан с ниппель-седлом 30, причем в корпусе 21 установлено седло 31. Между седлом 31 и ниппель-седлом 30 установлен запорный элемент 32 с зазором. Ниппель-седло 30 в зоне сопряжения с запорным элементом 32 имеет прорези 33 со стороны устья скважины.

Вращающиеся детали закрыты кожухом 34.

Устройство работает следующим образом.

В наземном блоке 1 управлепия производят натяжение гибкой механической связи 3 путем перемещения фиксаторов 10 с втулкой 11 вверх до выведения их из прорезей 9 корпуса 8. Фиксацию натяжения осуществляют поворотом фиксаторов 10 до упора их на верхнем торце корпуса 8. Ноложение натянутой связи остается постоянным на все время открытого .положения запорного элемента 32. Для компенсации удлинения (укорачивания) гибкой механической связи 3 от температурного воздействия служит пружина 14.

При натяжении гибкой механической связи 3 создается крутящий момент на ролике-секторе 26, он поворачивается на 90° до упора 24. Одновременно с поворотом ролика-сектора 26 поворачиваются на тот

же угол вал 27 и запорный элемент 32. При этом происходит закручивание прул4Ины 29, которая постоянно стремится повернуть ролик-сектор 26 до нижнего упора 25. Для экстренного закрытия скважины поворачивают втулку И с фиксаторами 10 до совмещения их с прорезями 9 корпуса 8. Натяжение гибкой механической связи при этом резко снимается, и пружина 29 поворачивает на 90° ролик-сектор 26 до упора

25, вал 27, запорный элемент 32 в закрытое положение.

В закрытом положении продольная ось кулачкового соединения запорного элемента 32 и вала 27 параллельна оси затвора.

Это позволяет запорному элементу 32 под действием давления среды скважины, свободно скользя продольной прорезью по соответствующему кулачковому выступу вала 27, плотно прилечь к седлу 31. При этом

компенсируются все допустимые технологические погрешности изготовления сопряженных деталей.

В случае возникновения пожара в зоне устья скважины легкоплавкая вставка 20

расплавляется, благодаря чему происходит снятие натяжения гибкой механической связи.

Для открытия запорного элемента 32 в наземном блоке 1 управления производят

вращение гайки 16, которая своим верхним торцом поднимает фиксаторы 10 с втулкой 11 вверх по прорезям 9 корпуса 8. При этом создается необходимое натяжение гибкой механической связи 3 для поворота заиориого элемента 32 в открытое положение. I loBOpOT запорного элемента 32 с помощью гайки 16 происходит до тех пор, пока не выравияется давление среды над и под запорным элементом 32, после чего усилие,

прижимающее запорный элемент 32 к седлу 31, исчезнет, и дальнейший подъем втулки 11 с фиксаторами 10 и их фиксация на торце корпуса 8 может производиться вручную.

При аварийной ситуации на устье скважины, с целью подъема насосно-компрессорных труб, производится глушение скважины. При глушении запорный элемент 32 под действием давления жидкости, нагнетаемой с устья скважины в трубы, скользя

ho кулачковому выступу вала 27, сядет на ниппель-сед.то 30, при этом жидкость пройдет по кольцевому зазору между запорным элементом 32 и внутренним диаметром корпуса 21 и дальше через прорези 33.

Таким образом, прорези в ниппель-седле 30 и зазор, с которым шар помеш;ен между седлом 31 и ниппель-седлом 30, позволяют провести глушение скважины.

Наличие ролика-сектора 26 позволяет увеличить плечо крутящего момента, поворачивающего запорный элемент 32.

Формула изобретения

Устройство для управления внутрискважинным запорным элементом, содержащее гибкую механическую связь, связанную одним концом с подземным блоком управления, а другим - с наземным блоком управления, включающим корпус и втулку, отличающееся тем, что, с целью новыщения надежности работы устройства за счет уменьшения усилия прп открытии запорного элемента н обеспечения принудительного срабатывания его, подзе.мный блок

управления снабжен, связанным с запорным элементом, валом, на котором установлен подпружиненный ролик-сектор с возможностью ограниченного поворота, причем втулка наземного блока управления снабжена фиксаторами, а корпус выполнен с пазами с возможностью размещения в ни.х фиксаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зайцев Ю. В. н др. Оборудование для

предотвращения открытых фонтанов нефтяны.х и газовых скважин. М., «Недра,

1973. с. 41-58.

2. Разработка конструкций забойны.х отсекателей (отчет), № 34/67, ТатНИПИнефть, с. 103-104.

ct

fuz.1

/5

to

м

3

9

3

9