устройство для герметизации устья нефтяных скважин

Формула изобретения

1. Устройство для герметизации устья нефтяных скважин, содержащее трубную головку, стволовую и боковую задвижки, тройник, расположенный между ними, сменный дроссельный штуцер, отличающееся тем, что сменный дроссельный штуцер установлен с помощью резьбового соединения в отверстии тройника со стороны боковой вводной задвижки, а противоположное отверстие тройника заглушено пробкой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отверстие тройника со стороны боковой вводной задвижки и противоположное отверстие тройника выполнены конусными.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для герметизации устья нефтяных скважин.

Известен шаровой клапан /см. Европейскую заявку N 458980, опубл. 04.12.1991 г. "Шаровой клапан"/.

Шаровой клапан имеет расположенный в корпусе запорный сферический элемент, перемещающийся между положениями, обеспечивающими открывание и закрывание канала для прохода текучей среды. В этом канале расположен дроссельный штуцер с конусным отверстием.

Недостатком известного шарового клапана является невозможность замены дроссельного штуцера при наличии давления в трубопроводах, между которыми установлен клапан.

Известен шаровой кран со сменным дроссельным штуцером /см. патент РФ N 2105220, М. Кл. 6: F 16 K 5/10, заявл. 25.04.94 г., опубл. 20.02.98 г., "Шаровой кран со сменным дросселем"/.

Кран содержит корпус с боковым отверстием, расположенным перпендикулярно оси поворота пробки в плоскости ее проточного канала. В канале установлен контейнер с закрепленным внутри дроссельным штуцером. Контейнер установлен с возможностью перемещения и уплотнен относительно пробки.

Боковое отверстие корпуса загерметизировано крышкой, снабженной устройством для плавного снятия давления из проточного канала пробки.

Известный шаровой кран со сменным дроссельным штуцером используется в трубопроводной арматуре, устанавливаемой на трубопроводе подвода воды к нагнетательной скважине при добыче нефти.

Конструкция крана позволяет производить замену дроссельного штуцера без снятия давления в трубопроводе подачи воды.

Недостатками известного шарового крана со сменным дроссельным штуцером являются:

- низкая надежность работы и долговечность крана по сравнению с шиберной задвижкой;

- снижение степени унификации элементов арматуры устья скважины из-за того, что в одном комплекте арматуры приходится применять два вида запорных устройств: шаровой кран и шиберные задвижки, что снижает межремонтные сроки и осложняет ремонт арматуры;

- необходимость применения рабочим больших усилий при закрытии крана при давлении в трубопроводах более 200 кг/см².

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому техническому решению является устройство для герметизации устья нефтяных скважин, выбранное в качестве прототипа /см. а.с СССР N 628287, МКИ E 21 B 33/03, заявл. 12.01.73 г., опубл. 15.10.78 г., в бюллетене N 38, 1978 г., "Устройство для герметизации устья нефтяных скважин"/.

Устройство содержит трубную головку с выкидной линией, тройники, задвижки, дроссельный штуцер и коленообразный патрубок. Дроссельный штуцер установлен в соединении между коленообразным патрубком и одним из тройников.

Коленообразный патрубок соединяет линию подачи воды с линией скважины.

Известное устройство используется для закачки воды в нефтяные скважины для поддержания пластового давления. Изменение режима закачки воды производится путем замены дроссельного штуцера на штуцер с другим диаметром отверстия без снятия давления в магистрали подачи воды и в скважине.

Для этого закрывают стволовую и боковую вводную задвижки. Ослабляют соединения коленообразного патрубка с тройником и стволовой задвижкой, и отодвигают патрубок до выхода уплотнительных колец из канавок. Затем из соединения, где установлен дроссельный штуцер, удаляют шпильки и извлекают штуцер. Установку дроссельного штуцера с другим диаметром отверстия производят в обратной последовательности.

Недостатками известного устройства для герметизации устья нефтяных скважин являются:

- сложность конструкции за счет введения в нее коленообразного патрубка, а также большого количества фланцевых или же фланцевых и хомутовых соединений;

- значительная металлоемкость, снижающая экономическую эффективность при серийном изготовлении устройств;

- значительная трудоемкость изготовления устройства;

- значительные затраты времени на замену дроссельного штуцера за счет большого количества резьбовых элементов во фланцевых, или же во фланцевых и хомутовых соединениях.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в устранении указанных недостатков, а именно, в упрощении конструкции устройства, снижение его металлоемкости, трудоемкости изготовления и в уменьшении времени на замену дроссельного штуцера.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для герметизации устья нефтяных скважин, содержащем трубную головку, стволовую и боковую задвижки, тройник, расположенный между ними, сменный дроссельный штуцер, согласно изобретению сменный дроссельный штуцер установлен с помощью резьбового соединения в конусном отверстии тройника со стороны боковой вводной задвижки, а противоположное конусное отверстие тройника заглушено пробкой.

Кроме того, в устройстве для герметизации устья нефтяных скважин отверстие тройника со стороны боковой вводной задвижки и противоположное отверстие тройника выполнены конусными.

Установка сменного дроссельного штуцера устройства с помощью резьбового соединения в конусном отверстии тройника со стороны боковой вводной задвижки позволяет, по сравнению с прототипом, упростить конструкцию, снизить металлоемкость и трудоемкость изготовления устройства.

Заглушение конусного отверстия тройника, противоположного отверстию, в котором закреплен сменный дроссельный штуцер, пробкой позволяет по сравнению с прототипом снизить время на замену дроссельного штуцера за счет того, что для доступа рабочего к штуцеру достаточно отвернуть гайку и вынуть пробку.

Устройство не сложно в изготовлении, не требует специального оборудования.

Заявляемое устройство для герметизации устья нефтяных скважин обладает новизной и изобретательским уровнем, так как при проведении поиска по источникам патентной и научно-технической документации заявителем не выявлены известные технические решения, в которых бы сменный дроссельный штуцер был установлен в конусном отверстии тройника с помощью резьбового соединения со стороны боковой вводной задвижки, а противоположное отверстие тройника было бы заглушено пробкой.

Кроме того, не выявлено устройство для герметизации устья нефтяных скважин, в котором бы отверстие тройника со стороны боковой вводной задвижки и противоположное отверстие тройника были бы выполнены конусными.

Заявляемое устройство для герметизации устья нефтяных скважин широко применимо в нефтяной промышленности. Следовательно, прилагаемое техническое решение соответствует критерию "промышленная применимость".

Сущность заявляемого устройства поясняется чертежом.

На фиг. 1 дан общий вид устройства с необходимыми разрезами. Устройство содержит трубную головку 1, к которой при помощи фланцевого соединения прикреплены боковая задвижка 2 и переходник 3, к которому прикреплена стволовая задвижка 4. К задвижке 4 с помощью фланцевого соединения прикреплен тройник 5, к которому прикреплена боковая вводная задвижка 6.

В конусном отверстии тройника 5 со стороны боковой вводной задвижки с помощью резьбового соединения установлен сменный штуцер 7, имеющий отверстия 8 под ключ. В противоположном конусном отверстии тройника 5 установлена пробка 9, поджимаемая гайкой 10. В верхней части тройник 5 оборудован спускным вентилем 11.

Замена дроссельного штуцера 7 для изменения режима подачи воды без снятия давления и подающей линии и в скважине производится следующим образом.

Закрываются стволовая 4 и боковая задвижки 6, при помощи спускного вентиля 11 в полости тройника 5 сбрасывается давление. Затем отвертывается гайка 10 и вынимается пробка 9. Далее с помощью торцевого ключа, имеющего выступы под отверстия 8, выкручивается сменный дроссельный штуцер 7 и вынимается.

Установка дроссельного штуцера 7 с другим диаметром отверстия производится в обратной последовательности.

Предлагаемое устройство для герметизации устья нефтяных скважин по сравнению с прототипом проще по конструкции, обеспечивает снижение материальных затрат, надежно в работе. Устройство обеспечивает снижение трудоемкости технического обслуживания и увеличивает межремонтные сроки. Оно позволяет легко производить модернизацию существующего оборудования устьев нефтяных скважин.