Устройство для герметизации устья скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B33/03 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ

1

Изобретение относится к нефтегазодобываюи.1,ей промышленности и может быть использовано для герметизации устья фонтанирующей скважины.

Известно устройство для герметизации устья скважины, включающее фланцы, между которыми размещено уплотнение 1.

Недостатком устройства является высокая трудоемкость установки на устье фонтанирующей скважины. Известно также устройство для герметизации устья скважины, включающее фланцы, связанные щпйльками, уплотнительный элемент и заклинивающие плашки 2.

Недостатком устройства является высокая трудоемкость их установки и низкая надежность герметизации, что объясняется не только трудоемкостью крепления нижнего фланца на обсадной колонне скважины, но и трудоемкостью установки на него принудительным наведением верхнего фланца посредством многократной затяжки гаек соединительных болтов, находящихся под большим растягивающем усилием давления продукта в скважине. В силу несовершенства их конструкции процесс принудительного наведения противовыбросовой компановки

производится по частям, т. е. возрастает трудоемкость, повыщается безопасность, поскольку эти работы в условиях ликвидации открытых фонтанов выполняются, как правило, в загазованной и взрывоопасной 5 среде;

Цель изобретения - повышение надежности герметизации и укрепления на цбсадной колонне фонтанирующей скважины.

Поставленная цель достигается тем, что ,Q устройство снабжено размещенным в корпусе поршнем, а плашки установлены с возможностью взаимодействия с уплотнением и порщнем, подпоршневая полость связана с источником давления, порщни снабжены проходящими через отверстиями флан15 цев шпильками.

На чертеже показан общий вид предлагаемого фланцевого соединения в сечении.

Устройство состоит из корпуса 1, сверху которого жестко на резьбовом соединении посажен фланец 2 с внутренним кольцевым

20 упором 3, с установленными в нем шпильками 4, а под фланцем 2 в том же корпусе 1 размещен поршень 5 с кольцевыми уплотнителями 6 и 7, во внутренней конусной поверхности которого установлены плашки 8 (не менее 4-х), верхние концы которых 9 так же выполнены конусными. Во фланец 2 ответно концевым конусам 9 плашек 8 выполнена конусная проточка, в гнезде которого размещено кольцевое уплотнение 10. При этом уплотнение 10 целесообразно армировать с плашками 8 при их изготовлении до сборки. В поршень 5 ввернуты четыре шпильки 11, диаметрально расположенных, которые проходят через отверстия фланца 2 и верхнего фланца 12 и снабжены затяжными гайками 13. Фланец 12 является частью компоновки запорного оборудования. В корпусе 1 в нижний его части выполнено резьбовое отверстие 14 для подключения гидро- или пневмосистемы. Кроме того, корпус 1 снабжен несколькими гнездами 15 для создания оснастки при принудительном наведении и установке устройства на обсадную колонну 16 устья фонтанирующей скважины и раструбом для облегчения наведения этого устройства. Между фланцами 1 и 12 расположен уплотнительный элемент 17. Устройство работает следующим образом. Все фланцовое соединение собирается на фланце 12 запорного оборудования с помощью фланца 2, шпилек 4 и гаек 13 вне обсадной колонны 16, т. е. в стороне, в благоприятных условиях, и в не аварийной обстановке. При этом гайки 13 наворачиваются на шпильки 11 без затяжки. ,;1юбым известным грузоподъемным механизмом компоновка запорного оборудования с фланцевым соединением поднимается в вертикальное положение и с помощью канатной оснастки и гнезд 15 наводится принудительно на устье фонтанирующей скважины - обсадную колонну 16, оголовок которой проходит через корпус 1, между плашек 8 и через уплотнение 10 до упора 3 фланца 2. Через отверстие 14 в корпус 1 подается давление гидро- или пневмосистемы, которое воздействует на поршень 5, поднимает его вверх. Последний своей конусной проточкой скользит по конусным плашкам 8 и прижимает силой давления к стенке обсадной колонны 16. Одновременно своими конусными концами 9 плашки 8 таким же образом прижимаются к обсадной колонне 16, в то же время плашки 8, входя в проточки фланца 2 продольно и поперечно, снимают кольцевое уплотнение 10, герметизируют его на обсадной колонне 16 и фланце 2, в конечном итоге происходит заклинивание плащки 8. Гайки 13 шпилек 11 затягивают от отказа. При этом усиление их затяжки через шпильки 11 передается на поршень 5, которое складывается с силой давления гидро- или пневмосистемы и таким образом осуществляется еще больше заклинивание плашек 8 и повышается герметичность уплотнительного элемента 10. Давление гидро- или пневмосистемы через отверстия 14 снимается. Сила этого давления через шпильки 11, гайки 13 и фланец 12 компоновки запорного оборудования передается на дополнительное сжатие уплотнительного элемента 17. Устройство приведено в рабочее положение. Демонтаж его производится Б обратной последовательности без применения гидро- или пневмосистемы. Таким образом, данное устройство снижает трудоемкость при его установке на устье фонтанирующей скважины, повыщает надеж„ость герметизации между фланцевым соединением и обсадной колонной, так как обеспечение этих параметров выполняется гарантированным усилием затяжки уплот заклинивания плашек, Поочередная установка фланцевого соединения: сначала нижнего, а затем верхнего не исключается, т. е. при необходимости такой вариант может быть выполнен. Формула изобретения 1.Устройство для герметизации устья скважины, включающее фланцы, связанные шпильками, уплотнительный элемент и заклинивающие плашки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности герметизации и крепления на обсадной колонне фонтанирующей скважины, снабжено размещенным в корпусе поршнем, а плашки установлены с возможностью взаимодействия с уплотнением и поршнем. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подпоршневая полость связана с источником давления. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поршни снабжены проходящими через отверстия фланцев шпильками. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Грызов И. С. и др. Приспособления и устройства для предупреждения и ликвидации открытых газовых фонтанов. М., 1968, с. 42. 2.Фланец разъемный щлипсовый. Проспект ВДНХ ВНИИОЭНГ № 6226, 1974 (прототип).