Устройство для герметизации устья скважины Советский патент 1981 года по МПК E21B33/06 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для оборудования устья скважин и может быть использовано для герметизагши устья при бурении или ремонте нефтяных и газовых скважин. Известно устройство для герметизации устья скважин, содержащее корпус с фланцами и плашки с механизмами их привода 1, Недостатком известного устройства для герметизации устья нефтяных скважин является отсутствие возможности автоматического перекрытия устья скважины при аварии наземного оборудования , а закрытие превентора требует присутствия людей, что не всегда возможно при открытом фонтанировании скважины, а сама процедура закрытия длительная и трудоемкая., Известно также устройство для герметизации устья скважины, содержащее установленный между верхним и нижним фпанц&ми корпус с превентором, включающим запоршлй орган и приводные гидроцилиндры и механизм для автоматического срабатывания превентора 2. Однако устройство требует установки диафрагмы, а также измерительной системы, что усложняет систему и снижает надежность перекрытия скважины. Цель изобретения - обеспечение надежного перекрытия скважины при разрушении наземного оборудования. Поставленная цель достигается тем, что механизм для автоматического срабатывания превентора вьшолнен в виде связанного с полостью верхнего фланца патрубка, в котором установлен подпружиненный поршень со штоком, и установленного в цилиндре золотника, который жестко связан со штоком и выполнен с проточками, причем цилиндр имеет связь с атмосферой, а полость нижнего фланца через проточки золотника связана с надпоршневой и подпоршневой полостями гидроцилиндров превентора. На чертеже показан общий вид устройства в разрезе. Устройство состоит из корпуса 1, в поперечном сечении которого в пазах 2 установлен запорный орган плоские плашки 3 превентора с гидроцилиндрами 4, жестко скрепленные кор пусом 1. Над плашками 3 в корпусе 1 врезан патрубок 5, принимающий общее давление в корпусе 1, и цилиндр 6. В патрубке 5 установлен поршень 7 с пружиной 8 и регулировочной гайкой 9 Поршень 7 тягой жестко соединен со штоком 10 золотника 11, имеющего две проточки 12 и 13. Под плашками в кор пусе I выполнено отверстие 14 приема динамического давления для чего над ним установлен козьфек 15 или может быть установлена трубка с открытым концом, которая трубопроводом 16 через вентиль 17 соединяется с проточкой 12 золотника.11. Эта же проточка 12 золотш1ка 11 трубопровод 18 параллельно соединяется с подпорш невыми полостями гидроцилиндров 4, а проточка 13 трубопроводом 19 надпорш невыми полостями этих гидрощшиндров 4. Корпус 1 снабжен нижним 20 и верх ним 21 фланцами, нижним он закрепляется на фланце устья скважины 22, а верхним крепитсяназемный трубопровод 23. Устройство для герметизации устья скважин работает следуюпщм образом. При пуске в эксплуатацию скважины 22 через нее, корпус 1 и наземный тр бопровод 23 с определенной скоростью и давлением проходит проду1 т, например гаа. Запуск скважины производится ПРИ з акрытом вентиле 17 трубопровода 1. 1Из корпуса 1 через патрубок 5 подается внутреннее давление газа, который действует на поршень 7, и, сжимая .пружину 8, передвигает его вправо, соответственно передвигая шток 10 золотника 11. Регулируя степень сжатия пружины 8 гайкой 9 устанавливают шток 10 золотника 11 в пра вое крайнее положение до упора без натяжения, что возможно проконтролировать вручную за шток 10, открывают вентиль17 и устройство приходит в положение готовности. Динамическое давление газового потока через трубо провод 16, проточку 12 штока 10 и трубопровод 18 подается пбд поршневы полости гидроцилиндров 4, которые удерживают свои штоки во втянутом .положении, тем самым удерживают и шташки 3 в открытом положении. В это время надпоршневые полости гидроцилиндров 4 через трубопровод 19 и проточку 13, шток 10 золотника 11 сообщаются с.атмосферой. При разрушении наземного трубопровода 23 в полости корпуса 1 происходит падение общего давления, в то же время падение динамического давления по крайней мере, не происходит ввиду уве--. личения скорости газового потока. Падение давления в корпусе 1 через патрубок 5 передается под поршень 7, действие давления на поршень 7 снижается, и он под действием сжатой пружины 8 перемещается влево и перемещает за собой шток 10 золотника 11, с которым перемещаются его проточки 12 и 13. Трубопровод 18 через проточку 12 соединяется с атмосферой,и давление в подпоршневых полостях гидроцилиндров исчезает, а трубопровод 19 через проточку 13 соединяется с трубопроводом 16 приема динамического давления, и в надпорщневык полостях гидроцилиндров 4 устанавливается высокое давление. .Гидроцилиндры 4 вьщвигают свои штоки и сближают плашки 3, которые перемещаются в пазах 2 и перекрывают сечение корпуса 1, тем самьш автоматически прекращают выход газа из скважины 22. По мере перекрытия сечения корпуса 1 под плашками 3 происходит падение динамического давления газов, так как снижается скорость их истечения,НО зато повышается общее давление да пластового, что таким же образом передается через врезку 14 на закрытие плашек 3 и последующее их надежное удержание в закрытом положемии. Возврат устройства в исходное положение после ремонта наземного трубопровода 23 возможен вручную возвратом штока 10 золотника 11 в правое крайнее положение, что описанным образом осуществляет открытие плашек 3 в корпусе 1 и восстановление давления газа над ними, после чего шток 10 остается в заданном рабочем положении и устройство находится в повторной готовности. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает автоматическое и надежное перекрытие: скважиньг при любых разрушениях трубопроводов или иной арматуры, исключая потери про дукта, отравление среды и пожароопасное ть.