Устройство для герметизации устья скважины Советский патент 1983 года по МПК E21B33/03 E21B33/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промыщланности,а именно к герметизаторам устья скважины при спуске и подъеме труб в скважину ,

Известно устройство дня герметизации устья скважины, содержащее корпус с фланцами и уплотнительный элемент с осевым каналом и полостью,заполненной жидкостью..

стройство не позволяет обеспечить надежной герметизации устья при прохождении труб с муфтовым соединением.

Известно устройство для герметизации устья скважины, содержащее корпус с фланцами, уплотнительный эле- ; мент с осевым каналом, выполненным цилиндрическим:в верхней и нижней частях,, и кольцевой полостью в средней части, имеющей переменный диаметр 21.

Недостаток конструкции состоит в том, что, во первых, необходимо постоянно поддерживать давление в кольцевой полости от внешнего энергоносителя, и,во-вторых, уплотнительная . камера, сужаясь под давлением, не обеспечивает уплотнения муфтово-замковых соединений при протаскивании и наличии в скважине.давления.

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения труб и муфтовых соединений при спуско-. подъемных операциях «

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для герметизации устья скважины, содержащем корпус с фланцами, уплотнительный элемент с осевым каналом, выполненным ци10линдрическим в-верхней и нижней частях и кольцевой полостью в средней части, имеющей переменный диаметр, внутри уплотнительного элемента в зоне цилиндрических верхней и нижней

15 частей выполнены кольцевые полости, соединенные между собой каналами перетока и заполненные несжимаемой: жидкостью, причем высота кольцевой полости переменного диаметра меньше

20 высоты муфтового соединения протаскиваемых труб.

На фиг. 1 показано устройство в сборе, поперечный разрез; на фиг.2 .муфгово-замковое соединение в верхне, части герметизирующегоэлемента; на фиг. 3 -. то же. в средней части герметизирующего элемента.

Устройство для герметизации устья скважины состоит из корпуса 1, в ко30тором установлен уплотнительный эле;мент 2, имеющий осевой канал, образованный двумя охватывающими цилиндрическими поверхностями; верхней 3 и нижней 4 и промежуточной кольцевой полостю- 5.

Высота кольцевой полости меньше высоты муфты, а диаметр центрального проходного канала менЁше диаметра .протаскиваемой трубы. Это необходимо jtyiH того, чтобы при проходе трубы и муфты не было протечек флюида в месте стыка с уплотнительным элементом.

8теле уплотнительного элемента 2 выполнены кольцевые замкнутые полости верхняя 6 и нижняя 7, соединенные между собой каналами перетока 8. Обе полостей и канал перетока заполнены несжимаемой жидкостью, например дистиллированной водой. Уплотнительный элемент установлен на опорном кольце

9и сверху через шайбу 10 зажат гайкой 11. Такое крепление .позволяет уплотнительному элементу деформироваться только в радиальном направлении к проходному каналу. Для соединения герметизирующего устройства с устьевым оборудованием корпус имеет присоединительные фланцы 12 и 13.

Устройство работает следующим образом.

Протаскиваемая труба вставляемся в уплотиительный элемент 2 сверху и благодаря тому, что ее диаметр несколько больше диаметра центрального проходного канала, плотно охватывается уплотняющими поверхностями 3 и 4, обеспечивая герметизацию устья от пропуска флюида из скважины.

В процессе спуска муфта трубы,войдя в верхнюю часть центрального проходного канала, увеличивает в диаметре, верхнюю охватывающую поверхность 3, сжимает верхнюю кольцевую полость б, и жидкость по каналам 8 под давлением перетекает в нижнюю полость 7, при этом каналы перетока и нижняя кольцевая полость увеличиваются в обойме. Давлением жидкости.внутренни поверхности уплотнительного элемента деформируются,обеспечивая допол.нительное усилие прижатия к протаскиваемой трубе.

При дальнейшем перемещении трубы муфта входит в контакт с нижней

охватывающей поверхностью 4, кольцевые полости 6 и 7, сжимаясь на одинаковую величину, обеспечивает равномерное прижатие охватывающих поверхностей 3 и 4 к местам сопряжения тру с муфтами.

При входе муфты в зону нижней уплотнительной поверхности 4 жидкость по каналам перетока 8 направляется в верхнюю кольцевую полость б, увеличивая усилие прижатия уплотнительной поверхности 3 к протаскиваемой трубе... . ,

При подъеме труб с муфтово-замковыми .соединениями процесс уплотнения осуществляется в обратной последователькости.

Таким образом, в процессе протаскивания труб и муфтово-замковых соединений через герметизирующее устройство обеспечивается постоянный надежный контакт охватывающими поверхностями уплотнительного элемента и гарантируется герметичность устья от выброса флюида из скважины.

Формула изобретения

Устройство для герметизации устья окважины, содержащее корпус с фланцами, уплотнительный элемент с осевым каналом, выполненным цилиндрическим в верхней и нижней частях и кольцевой полостью в средней части, имеющей перем нный диаметр; отличающееся тем, что,.с целью повышения надежности уплотнения труб и муфтовых соединений при спуско-подъемных операциях, внутри уплотнительного элемента в зоне цилиндрических верхней и нижней частей выполнены кольцевые полости, соединенные между собой каналами перетока и заполненные несжимаемой жидкостью, причем высота кольцевой полости переменного диаметра меньше муфтового соединения протаскиваемых труб.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. Е 21 В 33/06, 1975 (прототип).