устройство для смены задвижек фонтанной арматуры под давлением

Формула изобретения

Устройство для смены задвижек фонтанной арматуры на устье скважин под давлением, состоящее из корпуса, опорной плиты, ходового винта, полого штока, пакера, стержня и разъемных штанг, отличающееся тем, что оно снабжено узлом компенсации выталкивающих сил скважинной среды, выполненным в виде гидроцилиндра, роль поршня в котором выполняет полый шток с пакером, перемещающийся поступательно по ходовому винту при его вращении за счет запрессованной в шток гайки, воспринимающий выталкивающие силы скважинной среды и компенсирующий их за счет давления нагнетаемой в гидроцилиндр рабочей жидкости, а также узлом отрыва блока задвижек, состоящим из жестко скрепленного с корпусом кронштейна, возвратно-поступательное движение которого обеспечивается с помощью гаек, установленных на резьбовых частях разъемных штанг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для смены задвижек фонтанных арматур под давлением.

Известно устройство для смены задвижек фонтанных арматур на устье скважин под давлением (1), состоящее из следующих основных узлов и деталей: корпуса, цилиндра и крышки. В цилиндре размещен шток с установленным на одном конце маховиком и с наконечником на другом, предназначенным для насадки на него ключа, снабженного обратным клапаном. Устройство снабжено вентилем и разрядной пробкой для регулирования давления в полостях корпуса.

Однако данное устройство предназначено для замены задвижек только на боковых отводах фонтанных арматур и при наличии в них резьбы и лишь в случаях отсутствия пропусков в неисправной закрытой задвижке.

Известно также устройство для смены неисправных коренных задвижек фонтанных арматур под давлением. Привод органов управления ручной. Устройство состоит из следующих основных частей: пакера, полого штока, узла герметизации, ходового винта, ходовой гайки, разъемной силовой плиты, неразъемной силовой плиты, направляющего винта, вала, вращателя и узлов крепления (2).

Однако известное устройство обладает существенным недостатком: необходимостью преодоления значительных выталкивающих сил скважинной среды.

Целью изобретения является компенсация выталкивающих сил скважинной среды при вводе и установке пакерующего узла.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для смены задвижек фонтанной арматуры на устье скважин под давлением, состоящее из корпуса, опорной плиты, ходового винта, полого штока, пакера, стержня и разъемных штанг, снабжено узлом компенсации выталкивающих сил скважинной среды, выполненным в виде гидроцилиндра, роль поршня в котором выполняет пара винт-гайка, воспринимающая и уравновешивающая нагрузки, а также узлом отрыва блока задвижек, состоящим из жестко скрепленного с корпусом кронштейна, возвратно-поступательное движение которого обеспечивается с помощью гаек, установленных на резьбовых частях разъемных штанг.

Конструкция предлагаемого устройства допускает его применение и для смены боковых задвижек фонтанной арматуры на устье скважин.

Конструкция устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2, 3 - то же, укрупненно, левая и правая части соответственно.

Устройство состоит из полого корпуса 1, опорной плиты 2, ходового винта 3, полого штока 4, гидроцилиндра 5, пакера 6, стержня 7, штанг 8 и кронштейнов 9. В центральной части опорной плиты 2 установлена втулка 10, передающая вращательное движение от штурвала 11 с рукоятками к ходовому винту 3. По ходовому винту 3 перемещается гайка 12, запреcсованная во втулке 13 со свинченным с ней полым штоком 4. На гладкой цилиндрической части ходового винта 3 закреплена втулка 14 с приваренным к ней цилиндром 15. К полому штоку 4 с помощью накидной гайки 16 прикреплен пакер 6. Полый шток 4 имеет возможность осевого перемещения в корпусе 1, снабженном уплотнительным узлом 17. Внутри ходового винта 3 проходит стержень 7 с головкой под ключ для его вращения. Путем вращения стержня 7 осуществляется осевое сжатие упругого элемента пакера 6 с расширением его наружного диаметра и перекрытием канала колонной головки 19.

Для установки устройства на пьедестале 20 скважины служат кронштейны 9 и разъемные штанги 8, снабженные резьбовыми частями для закрепления на опорной плите 2 в продольных пазах с помощью гаек 21, 22. Для отрыва блока задвижек 23, 24 и катушки 25 от фланца колонной головки служит кронштейн 26, жестко скрепленный с корпусом 1 и имеющий возможность осевого перемещения вдоль штанг 8. Возвратно-поступательное перемещение кронштейна 26 осуществляется с помощью гаек 27, установленных на резьбовой части штанг 8.

Смена неисправной задвижки производится следующим образом.

На пьедестале 20 скважины высвобождаются две противоположно расположенные крепежные шпильки с гайками и на их место монтируются два кронштейна 9. Устройство фланцевой частью корпуса крепится к закрытой задвижке 23, а штангами - к кронштейнам. Затем открываются задвижки 23, 24 и производится контроль отсутствия утечек скважинной среды из уплотнительных узлов устройства. При их наличии принимаются меры по их устранению. После чего к штуцеру корпуса гидроцилиндра 15 подсоединяется гидравлический насос (на схеме не указан) и закачивается рабочая жидкость под давлением, компенсирующим осевые выталкивающие силы P скважинной среды. Вращением штурвала 11 вводят пакер 6 на необходимую величину рабочего хода "A", а затем вращением стержня 7 распакеровывают пакер 6 в канале трубной головки до полного его перекрытия. Высвобождают гайки крепления задвижки 24 к фланцу колонной головки и вращением гаек 27 отодвигают блок задвижек 23, 24 вместе с корпусом 1 на расстояние, обеспечивающее доступ к накидной гайке. Фиксируют пакер в теле колонной головки специальным страховочным приспособлением... (на схеме не приводится), разъединяют шток от пакера и демонтируют задвижки. После замены неисправной задвижки их монтаж осуществляют в обратном порядке.

Использование предлагаемого устройства с компенсацией выталкивающих сил скважинной среды в значительной степени снижают усилия персонала при установке пакера.

Источники информации

1. Справочник-каталог по оборудованию и инструменту для предупреждения и ликвидации фонтанов. М.: Недра, 1981, с. 138-140.

2. Оборудование и инструмент для предупреждения и ликвидации фонтанов. Справочник. М.: Недра, 1996, с. 186-188.