герметизатор устья скважины

Формула изобретения

Герметизатор устья скважины, содержащий полый цилиндрический корпус с внутренним конусным сквозным каналом для пропуска труб с технологическим оборудованием, с фиксатором и фланцем для присоединения к арматуре устья, герметизирующую вставку, выполненную в виде конусной муфты с механическим прижимом и уплотнительным элементом снаружи, имеющим продольный паз с прорезью для размещения электрокабеля, отличающийся тем, что герметизирующая вставка содержит откидную опору, уплотнительный элемент в зоне продольного паза с прорезью имеет утолщение, которое одной стороной обращено к механическому прижиму и имеет возможность сжатия, остальные стороны заблокированы в замкнутом пространстве, образованном цилиндрическим корпусом и конусной муфтой с откидной опорой, при этом величина утолщения уплотнительного элемента выбрана из расчета обеспечения герметизации электрокабеля в зоне продольного паза с прорезью в сжатом состоянии под воздействием механического прижима.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для герметизации устья при возникновении аварийной ситуации на скважине, а также при перерыве в работе с необходимостью покидания устья скважины рабочими.

Известно устройство для герметизации устья скважины, содержащее герметизирующую вставку с уплотнительным элементом на нем и конической опорной поверхностью, взаимодействующую с фиксатором, выполненным в виде винтовых упоров с конусными головками [1].

Недостатком известного устройства является неприменимость его для герметизации трубных компоновок с электрокабелем.

Известно также устройство герметизации устья скважины при использовании трубных компоновок с электрокабелем, содержащее герметизирующую вставку с уплотнительным элементом на нем и конической опорной поверхностью, взаимодействующую с фиксатором, выполненным в виде винтовых упоров с конусными головками [2].

Недостатком известного устройства является то, что конусные головки не обеспечивают необходимой величины обжатия уплотнительного элемента в зоне расположения электрокабеля. Это происходит потому, что конусные головки обжимают весь уплотнительный элемент с одинаковой величиной деформации, которой достаточно для герметизации конусных сопрягаемых поверхностей, но совершенно недостаточно для герметичного обжатия электрокабеля.

Технической задачей, решаемой изобретением, является обеспечение возможности дополнительного обжатия уплотнительного элемента в зоне размещения электрокабеля путем создания в этой зоне утолщения, которое в рабочем положении находится в сжатом состоянии под воздействием дополнительного механического прижима.

Поставленная задача решается тем, что герметизатор устья скважины, содержащий полый цилиндрический корпус с внутренним конусом и со сквозным каналом для пропуска труб с технологическим оборудованием, с фиксатором и фланцем для присоединения к арматуре устья, герметизирующую вставку, выполненную в виде конусной муфты с механическим прижимом и уплотнительным элементом снаружи, имеющим продольный паз с прорезью для размещения электрокабеля, выполнен так, что уплотнительный элемент в зоне продольного паза с прорезью имеет утолщение, одна сторона которого обращена к механическому прижиму, а другие стороны размещены в замкнутом пространстве, образованном внутренним конусом полого цилиндрического корпуса и конструктивными элементами конусной муфты, при этом величина утолщения уплотнительного элемента выбирается из расчета обеспечения герметизации электрокабеля в зоне продольного паза с прорезью в сжатом состоянии под воздействием механического прижима.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:

На фигуре 1 - продольный вертикальный разрез полого цилиндрического корпуса с внутренним конусом и со сквозным каналом для пропуска труб с технологическим оборудованием.

На фигуре 2 - вид сверху на полый цилиндрический корпус с внутренним конусом и со сквозным каналом для пропуска труб с технологическим оборудованием.

На фигуре 3 - продольный вертикальный разрез герметизирующей вставки без электрокабеля, место которого занято пробкой.

На фигуре 4 - вид сверху на герметизирующую вставку.

На фигуре 5 - фронтальный вид герметизирующей вставки.

На фигуре 6 - уплотнительный элемент в рабочем состоянии, вид сверху.

На фигуре 7 - уплотнительный элемент с отогнутым лепестком для ввода электрокабеля, вид сверху.

На фигуре 8 - уплотнительный элемент, разрез по Б-Б.

На фигуре 9 - уплотнительный элемент, разрез по А-А.

На фигуре 10 - продольный вертикальный разрез герметизирующей вставки с присоединенными трубами.

На фигуре 11 - продольный вертикальный разрез герметизирующей вставки с присоединенными трубами. Пробка и сегмент нижний удалены.

На фигуре 12 - продольный вертикальный разрез герметизирующей вставки с присоединенными трубами. В продольный паз установлен электрокабель и установлен на свое место сегмент нижний.

На фигуре 13 - общий вид герметизатора устья скважины перед установкой конусной муфты с электрокабелем и трубами в конусное отверстие полого цилиндрического корпуса.

На фигуре 14 - общий вид герметизатора устья скважины после установки конусной муфты с электрокабелем и трубами в конусное отверстие полого цилиндрического корпуса. Конусная муфта зафиксирована боковыми фиксаторами, уплотнительный элемент в зоне утолщения сжат механическим прижимом.

Герметизатор устья скважины содержит полый цилиндрический корпус 1 с внутренним конусом 2, нижним фланцем 3 для присоединения к арматуре устья скважины и верхним фланцем 4 с выдвижными фиксаторами 5 (фиг.1, 2). Герметизирующая вставка содержит конусную муфту 6 с уплотнительным элементом 7, откидную опору 8, а также механический прижим, содержащий сегмент нижний 9, сегмент верхний 10 и винты 11 (фиг.3, 4, 5). В исходном (транспортировочном) положении место расположения электрокабеля занимает пробка 12. Откидная опора 8 имеет возможность поворачиваться вокруг оси 13. Уплотнительный элемент 7 в зоне расположения электрокабеля имеет утолщение 14 с продольным пазом 15, форма и размеры которого соответствуют сечению уплотняемого электрокабеля (фиг.6, 7). Для ввода электрокабеля в продольный паз 15 утолщение 14 имеет две прорези 16 и 17. В рабочем положении к конусной муфте 6 присоединяются технологические трубы 18 (фиг.10).

Работает герметизатор устья скважины следующим образом. К конусной муфте 6 присоединяют технологические трубы 18. Извлекают пробку 12 и сегмент нижний 9, для чего поворачивают откидную опору 8 на 90 градусов вокруг оси 13, отгибают лепесток уплотнительного элемента 7 в зоне утолщения 14 на величину, достаточную для свободного выхода пробки 12 из продольного паза 15, вращением винтов 11 выводят их из отверстий сегмента нижнего 9. Вводят электрокабель в освободившийся продольный паз 15 уплотнительного элемента 7 и устанавливают на место лепесток уплотнительного элемента 7 в зоне утолщения 14, откидную опору 8, сегмент нижний 9 и винты 11 (фиг.12, 13). Собранную трубную компоновку вместе с герметизирующей вставкой и электрокабелем перемещают внутрь полого цилиндрического корпуса 1 до плотного контакта внутреннего конуса 2 с ответной поверхностью конусной муфты 6. Перемещают выдвижные фиксаторы 5 в направлении к герметизирующей вставки и жестко фиксируют ее в осевом направлении. В данный момент происходит герметизация сопрягаемых конусных поверхностей с помощью обжатого уплотнительного элемента 7. Для герметизации электрокабеля в продольном пазу 15 необходимо дополнительное обжатие утолщения 14 уплотнительного элемента 7, для чего вращением винтов 11 перемещают сегменты нижний 9 и верхний 10 вниз до необходимой степени сжатия утолщения 14 уплотнительного элемента 7. Объем резины в утолщении лишь одной стороной обращен к механическому прижиму и имеет возможность перемещения, а остальными сторонами заблокирован внутренним конусом 2 и конструктивными элементами конусной муфты 6 с откидной опорой 8.

Дополнительный регулируемый прижим уплотнительного элемента в зоне расположения электрокабеля позволяет повысить надежность герметизации в целом.

Источники информации:

1. SU 1836541 (В.Д.Куртов), Е 21 В 33/03, 1993 г.

2. RU 2160354 (А.Ф.Абрамов), С 1 Е 21 В 33/03, 1999 г.