превентор

Формула изобретения

Превентор, содержащий корпус с осевым каналом, плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб, спускаемых в скважину через осевой канал в корпусе, и подвижную шиберную пластину с приводом, установленную в корпусе для перекрытия осевого канала при отсутствии труб в скважине, отличающийся тем, что шиберная пластина установлена в корпусе отдельно от плашек, выполнена с возможностью перпендикулярного перемещения относительно направления перемещения плашек и имеет форму плоского клина, наклонные грани которого находятся в силовом контакте с ответными наклонными гранями корпуса превентора в положении “закрыто”, при этом привод шиберной пластины выполнен в виде двухступенчатого винта, жестко зафиксированного от поступательного движения вдоль оси вращения, одна ступень которого находится в зацеплении с шиберной пластиной, другая ступень находится в зацеплении с индикаторной втулкой, зафиксированной от вращения съемным шипом, расположенным в неподвижном пазу корпуса привода шиберной пластины, а винтовые поверхности двухступенчатого винта имеют одинаковое направление навивки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к типу так называемых “плашечно-шиберных” превенторов, применяемых при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для герметизации устья при возникновении аварийной ситуации на скважине, а также при длительном перерыве в работе.

Известен превентор, содержащий корпус с осевым каналом, плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб, подвижную шиберную пластину, расположенную внутри одной из плашек [1].

Недостатком известного превентора является то, что надежность срабатывания шиберной пластины зависит от надежности срабатывания плашек. При возникновении аварийной ситуации на скважине с выбросом труб под давлением и повреждении направляющих пазов внутри плашек шибер невозможно будет переместить в положение “закрыто”, и скважину нельзя будет закрыть.

Известен также превентор, содержащий корпус с осевым каналом, плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб, подвижную шиберную пластину, расположенную в пазах одной из плашек [2].

Недостатком известного превентора также является то, что надежность срабатывания шиберной пластины зависит от надежности срабатывания плашек. При возникновении аварийной ситуации на скважине с выбросом труб под давлением и повреждении направляющих пазов внутри плашек шибер невозможно будет переместить в положение “закрытое и скважину нельзя будет закрыть. Кроме того, при малом давлении рабочей среды плоская поверхность подвижной шиберной пластины не обеспечивает надежный силовой контакт с ответными уплотнительными поверхностями и не позволяет достичь требуемой герметичности перекрытия осевого канала корпуса превентора. Винтовой привод подвижной шиберной пластины в известном превенторе значительно выступает за пределы корпуса превентора, создавая значительный габаритный размер, усложняющий условия эксплуатации превентора на скважине.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание превентора с подвижной шиберной пластиной, кинематически не связанной с плашками и имеющей форму плоского клина, наклонные грани которого могут быть приведены принудительно к силовому контакту с ответными поверхностями корпуса превентора при помощи двухступенчатого винта с минимальными линейными габаритами.

Поставленная задача решается тем, что превентор, содержащий корпус с осевым каналом, плашки с приводом и уплотнительными элементами для герметизации труб, спускаемых в скважину через осевой канал в корпусе, и подвижную шиберную пластину с приводом, установленную в корпусе для перекрытия осевого канала при отсутствии труб в скважине, выполнен с таким расчетом, что шиберная пластина установлена в корпусе отдельно от плашек, выполнена с возможностью перпендикулярного перемещения относительно направления перемещения плашек и имеет форму плоского клина, наклонные грани которого находятся в силовом контакте с ответными наклонными гранями корпуса превентора в положении “закрыто”, при этом привод шиберной пластины выполнен в виде двухступенчатого винта, жестко зафиксированного от поступательного движения вдоль оси вращения, одна ступень которого находится в зацеплении с шиберной пластиной, другая ступень находится в зацеплении с индикаторной втулкой, зафиксированной от вращения съемным шипом, расположенным в неподвижном пазу корпуса привода шиберной пластины, а винтовые поверхности двухступенчатого винта имеют одинаковое направление навивки.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:

На фиг.1 - общий вид превентора в продольном разрезе по плашкам.

На фиг.2 - общий вид превентора сверху.

На фиг.3 - вертикальный разрез по А-А в плоскости действия подвижной шиберной пластины.

На фиг.4 - фрагмент привода подвижной шиберной пластины (индикаторная втулка в исходном положении шибера "открыто").

На фиг.5 - фрагмент привода подвижной шиберной пластины (индикаторная втулка в конечном положении шибера "закрыто").

На фиг.6 - разрез по В-В, показан вариант конструктивного исполнения съемных шипов, выполненных в виде резьбовых винтов.

На фиг.7 - разрез по Г-Г, показан насыпной шарикоподшипник, обеспечивающий жесткое крепление двухступенчатого винта от поступательного движения вдоль оси вращения.

Превентор содержит корпус 1 с осевым каналом 2, плашки 3 с приводом 4, подвижную шиберную пластину 5 с приводом 6 (фиг.1; 2; 3). Привод 6 выполнен в виде двухступенчатого винта 7, ступень 8 которого находится в зацеплении с подвижной шиберной пластиной 5, а ступень 9 находится в зацеплении с индикаторной втулкой 10, зафиксированной от вращения съемным шипом 11, выполненным в виде резьбового винта 12, установленного в неподвижном пазу 13 корпуса привода 14 (фиг.4; 5; 6). Двухступенчатый винт 7 жестко зафиксирован от поступательного движения вдоль оси вращения насыпным шарикоподшипником 15 (фиг.7).

Работает превентор следующим образом. При закрытии скважины с находящимися в осевом канале 2 трубами перемещают плашки 3 при помощи привода 4 в направлении к трубам до полного и герметичного обхвата уплотнительными манжетами поверхности труб. В случае отсутствия труб в скважине перемещают подвижную шиберную пластину 5 в направлении к центру осевого канала 2 из положения “открыто” в положение “закрыто”. При этом индикаторная втулка 10 перемещается из левого крайнего положения в правое крайнее положение. Съемный шип 11 вместе с индикаторной втулкой также перемещается из одного крайнего положения в другое, указывая на положение подвижной шиберной пластины 5 в корпусе 1 превентора. Наклонные грани подвижной шиберной пластины 5 приходят в силовой контакт с ответной наклонной гранью корпуса 1 превентора, обеспечивая герметичность перекрытия осевого канала 2 при малых давлениях рабочей среды со стороны скважины. Для обеспечения синхронного движения в одном направлении индикаторной втулки 10 и подвижной шиберной пластины 5 двухступенчатый винт 7 имеет одинаковое направление навивки на ступенях 8 и 9, но разный шаг навивки, соответствующий рабочему ходу индикаторной втулки 10 и подвижной шиберной пластины 5.

При раздельном независимом размещении плашек 3 и подвижной шиберной пластины 5 в корпусе 1 обеспечивается более высокий уровень надежности работы превентора: в случае выхода из строя плашек 3 скважину можно закрыть подвижной шиберной пластиной 5. При раздельном их исполнении надежность работы подвижной шиберной пластины не зависит от работоспособности плашек 3. Наличие наклонных граней у подвижной шиберной пластины 5 и придание ей формы плоского клина позволяет осуществить силовой контакт ответных наклонных плоских граней и обеспечить герметичность закрытия превентора. Предложенный вариант конструктивного исполнения индикации положения подвижной шиберной пластины 5 в корпусе 1 позволяет визуально оценивать пространственное положение подвижной шиберной пластины 5 в корпусе 1 и защищает винтовую поверхность ступени 9 двухступенчатого винта 7 от загрязнения в процессе эксплуатации превентора.

Для обеспечения минимального вертикального габарита при выбранной компоновке превентора ось продольного перемещения подвижной шиберной пластины 5 расположена перпендикулярно оси движения плашек 3.

Источники информации

1. SU №56479 А, 29.02.1940 г., Е 21 В 33/06.

2. RU №2196874 С2, Е 21 В 33/03, 33/06, 09.01.2001 г.