Перепускное устройство универсального превентора Советский патент 1982 года по МПК E21B33/06 

. - , - Изобретение относится к правейторному оборудованию нефтяных и газовых скважин и предназначено для обеспечения постоянного усилия на уплотнитель универсаггьного превентора .при протаскивании через него колонны бурильных труб с замками.

Известно перепускное устройство платечного превентора, обеспечивающее перепуск жидкости через клапан при прохождении через уплотнитель превентора замков труб 1.

Известное устройство не обеспечивает необходимого быстродействия системы.

Известно также перепускное устройство универсального превентора, имеющего камеры его открытия и закрытия, содержащее корпус, управляемый обратный клапансо сливным каналом и предохранительный узел, включающий клапан управления с седлом

и переливной клапан с напорным каналом и каналом управления 12.

В известном устройстве перепуск жидкости из камеры закрытия гидроцилиндра универсального превентора в камеру открытия при протаскивании колонны труб с замками через уплотнитель производится одновременно через управляемый обратный клапан и через предохранительный клапан. При10чем перепуск жидкости в этом устройстве происходит через обратный клапан, который постепенно открывается не на полное сечение проходного отверстия в линии между камерами за13крытия и открытия гидроцилиндра универсального превентора, в связи с этим снижается быстродействие, а следовательно, снижается скорость протаскивания труб с замками через уп30лотнитель. Кроме того, в известном устройстве перепуск жидкости происходит также и через двухкаскадный предохранительный клапан с каскадом 39 управления и переливным каскадом с золотником, при ЭТОМ каскад управления соединен с переливным каскадом только лишь через дроссельное отверстие постоянного сечения, что так же понижает быстродействие устройстйа. Целью изобретения является повышение быстродействия работы устройства, Поставленная цель достигается тем что предохранительный узел снабжен взаимодействующим с клапаном управления индикаторным стержнем, образую щим с.седлом клапана камеру управления, а корпус имеет дополнительный канал для рвязи камеры управления индикаторным стержнем с напорным каналом переливного клапана, при этом напорный канал предохранительного y3j;ia соединен со сливным каналом управляемого обратного клапана и с камерой закрытия универсального превентора. На фиг, t изображено перепускное устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. - принципиальная гидравлическая схема перепускного,устройства универсального превентора. Предлагаемое перепускное устройство состоит из корпуса 1 с крышкой 2, в которых размещены предохранительный узел, включающий клапан управления 3 с пружиной k, поджимающей его к седлу 5, индикаторного стержня 6 с камерой управления 7, уплотнений 8 и 9 седла, пробки 10, и включающий переливной клапан 11, состоящий из пружины 12, поджимающей клапан к сед лу 13, уплотнений 1 и 15 седла и пробки 16, Управляемый обратный клапан состоит из клапана 17с пружиной 18, поджимающей его к седлу 19, порш ня 20 с пружиной 21 и уплотнением 22 воздействующим на клапан 17 при его автоматическом открытии, Пневмогидроаккумулятор состоит из разделителя 23, гильзы 2, уплотнения 25 зарядного устройства 26, пробки 27, по жимаемой накидной гайкой 28, К напор кому каналу 29 подводится давление жидкости заданной величины, а сливно канал 30 соединяется с камерой закрытия 31 униберсального превентора. Универсальный превентор, содержит пор шень 32, воздействующий на уплотни3 . 4 тель 33, обжимающий колонну труб З. Канал 35 соединяет напорный канал 29 с гидравличес1 рй 36 пневмогидроаккумулятора. Универсальный превентор имеет также камеру открытия 37, соединенную с каналом слива 38, который соединен с каналом слива 39Напорный канал kQ при открытии переливного клапана 11 соединен с каналами 39 и 38. 8 переливном клапане 11 цмеется дроссельное отверстие А1, В корпусе 1 и крышке 2 имеется дополнительный канал , через который налорный канал 0 переливного клапана соединен с камерой управления 7 индикаторного сТержня 6. Надклапанная полость соединена с напорным каналом tO через дроссельное отверстие . Канал управления kh Проходит в корпусе 1 и крышке 2 и соединяет каналы слива 38 и 39 с напорной полостью поршня 20. Работа предлагаемого перепускного устройства осуществляется следующим образом. Давление жидкости заданной величины подводится к напорному каналу 29- Под действием давления клапан 17 открывается и через сливной ка нал 30 пропускает жидкость в камеру закрытия 31 гидроцилиндра универсального превентора, где через поршень 32 давление передается на уплотнитель универсального превентора 33, обжимающего колонну труб З с заданным усилием. Одновременно жидкость с заданной величиной давления из канала 29 по каналу 35 подводится в гидравлическую полость 36 пневмогидроаккумулятора. Камера открытия 37 универсального превентора соединена через каналы слива 38 и 39 со сливной магистралью гидросистемы. При достижении заданной величины давления жидкости в камере закрытия .31 обратный клапан 17 под действием пружины 18 закрывается, В процессе протаскивания колонны труб 3 с замками через уплотнитель универсального превентора замки колонны труб стараются расширить уплотнитель, в связи с чем в уплотнителе возникают дополнительные усилия, передающиеся через поршень 32 на жидкость в камере закрытия 31. Давление жидкости в камере закрытия превышает ранее заданное и по 59 сливному каналу 30 и напорному каналу 0 предохранительного клапана воздействует на переливной клапан I 1 а через дроссельное отверстие tl и одновременно через канал большого сечения k2 и индикаторный стержень 6 - на клапан управления 3. С другой стороны на клапан управления воздействует первоначальное давление жидкбсти заданной величины гидравлической полости 36 пневмогидроаккумулятора и усилие пружины . Под действием повысившегося давления жидкости клапан 3 открывается, через дроссельное отверстие 1 мгновенно создается перепад давления в надклепанной полости 3 предохранительного клапана, а переливной клапан 11 открывается на полную величину проходного отверстия , при этом жидкость через каналы 30, АО и 38 из камеры закрытия 31 универсального превентора переливается в камеру открытия 37 а избыток ее через канал 39 (фиг.З) в сливную магистраль гидросистемы. Пневмогидроаккумулятор поглощает часть жидкости, вытесняемой при открытии клапана управления 3, а также обеспечивает плавность работы перепускного устройства. При падении давления жидкости в камере закрытия 31 универсального превентора до первоначально заданной величины клапан управления 3 закрыва ется, при этом мгновенно закрывается и переливной клапан 11, а в камере закрытия универсального превентора устанавливается первоначально заданное давление. При выходе замка колон труб 3 из уплотнителя 33 универсаль ного превентора, усилие сжатия уплот нителя тотчас уменьшается, одновременно уменьшается усилие на поршне 32, а следовательно, уменьшается и величина давления жидкости в камере закрытия 31. Давление жидкости заданной величи ны из напорного канала 29 открывает клапан 17 и через сливной канал 30 поступает в камеру закрытия 31 униве сального превентора, а поршень 32 пе редает давление на уплотнитель 33, который снова обжимает колонну труб с первоначально заданным усилием. Дроссельное отверстие 1 служит для образования перепада давления в надклапанной полости 3 предохранительного клапана, открытие клапана 6 управления осуществляется давлением жидкости через канал большого сечения и индикаторный стержень, что способствует высокой чувствительности, быстродействию и стабильности в работе предохранительного клапана и всего перепускного устройства. При открытии универсального превентора Mfpea распределитель гидросистемы, управляющий гидроцилиндром универсального превентора, напорный канал 29 устройства соединяется со сливной, а канал 39 - с нагнетательной магистралями гидросистемы. Давление жидкости подводится через каналы 39 и 38 в камеру открытия 37 универсального превентора. При движении поршня 32 в камере закрытия 31 универсального превентора образуется давление вытесняемой жидкости, которое через канал управления kk перемещает поршень 20 управляемого обратного клапана. Площадь поршня 20 в несколько раз, например в 5 раз. больше площади .проходного сечения клапана 17, поэтому клапан 17 мгновенно открывается и жидкость из камеры закрытия 31 универсального превентора через каналы 30 и 29 вытекает в сливную магистраль гидросистемы. Таким образом, предлагаемое перепускное устройство в системе управления универсальным превентором обеспечивает увеличение скорости бурения нефтяных и газовых скважин за счет увеличения скорости протаскивания колонны труб с замками через уплотнитель универсального превентора и увеличения срокаработоспособности уплотнителя путем обеспечения постоянной нагрузки на уплотнитель и повышения быстродействия устройства. Кроме того, упрощается конструкция, снижается вес, габариты и металлоемкость устройства за счет выполнения перепускного устройства в общем корпусе с каналами напорными, сливными и управления. Формула изобретения . Перепускное устройство универсального превентора, имеющего камеры его открытия и закрытия,содержащее корпус, управляемый обратный клапан со сливным каналом и предохранительный узел, включающий клапан управления

791

с седлом и переливной клапан с напорным каналом и каналом управления, отличаю1цееся тем, что, с целью повышения быстродействия работы устройства, предохранительный узел снабжен взаимодействующим с клапаном управления индикаторным стержнем, образующим с седлом клапана камеру управления, а корпус имеет дополнительный канал для связи камеры управления индикаторным стержнем с напорным каналом переливного клапа1013

на, при этом напорный канал предохранительного, узла соединен со сливным каналом управляемого обратного клапана и с камерой закрытия универсального пр 1вентора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе ,

1.Авторское свидетельство СССР № 560060, кл. Е 21 В 33/06,М973.

2.Авторское свидетельство СССР №600289, кл. Е-21 В 33/06, 1976 (прототип). А -Д

Sutzl 44

Nj«Xi

-s:

.0 «SI