ТРУБНАЯ ГОЛОВКА НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ АРМАТУРЫ

Предлагаемое устройство относится к нефтепромысловому оборудованию, точнее к арматуре устья скважины для нагнетания воды в пласт с целью поддержания пластового давления.
Известна трубная головка нагнетательной арматуры, включающая корпус в виде крестовика, боковые каналы которого сообщены с затрубным пространством. На корпусе сверху установлен трубодержатель с осевым каналом, снабженным резьбой для подвески колонны насосно-компрессорных труб. Трубодержатель снабжен запорным устройством (см. каталог ОАО ФНПЦ «Станкомаш», «Нефтепромысловое оборудование», Челябинск, с.21).
Недостатком известной трубной головки является ее громоздкость (большая высота и масса), что усложняет монтаж-демонтаж и обслуживание.
Указанные недостатки устранены в трубной головке, известной из патента РФ на изобретение №2222686 от 28.11.2001 г, МПК Е 21 В 33/03, публ. 27.01.2004. Она содержит корпус, в осевом канале которого установлен трубодержатель в виде втулки с радиальным и осевым каналами. На наружной поверхности втулки выполнена кольцевая канавка. Осевой канал втулки с обоих концов снабжен резьбой для соединения с колонной насосно-компрессорных труб и с подъемным патрубком. В стенках корпуса трубной головки выполнены два боковых канала, один из которых предназначен для сообщения с затрубным пространством, а другой - с насосно-компрессорными трубами через кольцевую полость для подвода технологической жидкости, которую образуют кольцевая канавка на втулке и контактирующий с ней участок поверхности корпуса, и радиальный канал во втулке.
Недостатком ее является недостаточная надежность из-за наличия на поверхности трубодержателя - втулки кольцевой канавки значительной глубины (площадь поперечного сечения канавки должна быть равновеликой площади поперечного сечения бокового канала корпуса). Канавка является концентратором напряжений и существенно снижает прочность трубодержателя в опасном сечении, что может привести к аварии во время срыва пакера или при подъеме колонны насосно-компрессрных труб из скважины.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности трубной головки нагнетательной арматуры путем увеличения прочности трубодержателя в опасном сечении.
Для достижения указанного технического результата предлагается трубная головка нагнетательной арматуры, которая, как и наиболее близкая к ней известная, содержит корпус в осевом канале которого установлен трубодержатель в виде втулки, осевой канал которой с обоих концов снабжен резьбой для соединения с колонной насосно-компрессрных труб и с подъемным патрубком, выполненные в стенках корпуса боковые каналы, один из которых сообщен с затрубным пространством, а второй - с насосно-компрессорными трубами через кольцевую полость для подвода технологической жидкости, расположенную между корпусом и втулкой, и радиальный канал во втулке; и закрепленный на корпусе переводный фланец с осевым каналом.
В отличие от известного в предлагаемом устройстве кольцевую полость для подвода технологической жидкости образуют выполненная на поверхности осевого канала корпуса кольцевая канавка и контактирующая с ней поверхность втулки; во втулке выполнен второй радиальный канал расположенный диаметрально противоположно первому, а наружная поверхность втулки под радиальными каналами выполнена конической и снабжена кольцевыми канавками для уплотнителей.
Благодаря тому, что в предлагаемом устройстве кольцевая канавка выполнена в стенке корпуса, прочность трубодержателя будет обеспечена и вероятность обрыва его исключена.
Наличие второго радиального канала в совокупности с кольцевой полостью обеспечит пропуск технологической жидкости с минимальными гидравлическими потерями.
На чертеже представлена предлагаемая трубная головка нагнетательной арматуры.
Она содержит корпус 1 с осевым каналом и с боковыми каналами 2, 3. В осевом канале корпуса установлен трубодержатель в виде втулки 4 с осевым каналом 5 и двумя радиальными каналами 6, 7, которые расположены диаметрально противоположно друг другу. В осевом канале 5 снизу и сверху выполнена резьба для соединения с колонной насосно-компрессорных труб и с подъемным патрубком.
На поверхности осевого канала корпуса 1 выполнена кольцевая канавка. Вместе с контактирующим с ней участком поверхности втулки 4, на котором находятся радиальные каналы 6, 7, канавка образует кольцевую полость 8 для подвода технологической жидкости.
Боковой канал 2 корпуса 1 сообщен с затрубным пространством, а боковой канал 3 через кольцевую полость 8 и радиальные каналы 6, 7 во втулке - с колонной насосно-компрессорных труб. Наружная поверхность втулки 4 ниже радиальных каналов 6, 7 выполнена конической и снабжена кольцевыми канавками для уплотнителей 9. К верхнему торцу корпуса 1 с помощью шпилек и гаек прикреплен фланец переводной 10, а к нижнему торцу - колонный фланец 11.
Трубная головка работает следующим образом.
Корпус 1 с закрепленным на нем колонным фланцем 11 присоединяют к обсадной колонне нагнетательной скважины на резьбе. Втулку 4 соединяют с колонной насосно-компрессорных труб на резьбе, а с верхнего конца вворачивают подъемный патрубок. Приподняв колонну НКТ за подъемный патрубок, сажают втулку 4 на конусную поверхность в корпусе 1. Уплотнители 9 обеспечивают при этом разобщение трубного и затрубного пространства. Сняв подъемный патрубок, крепят к корпусу 1 переводный фланец 10. Закачиваемая в пласт технологическая жидкость через канал 3, кольцевую полость 8 и радиальные каналы 6, 7 поступает в колонну НКТ и по ней - на забой скважины.
При глушении скважины и при проведении технологических операций по затрубному пространству используют канал 2 в корпусе трубной головки.
Вес колонны насосно-компрессорных труб, спущенной в скважину, воспринимают конусные поверхности корпуса 1 и втулки 4.
Благодаря более высокой надежности трубной головки за счет выполнения кольцевой канавки в корпусе, а не на втулке, снижается вероятность аварий при проведении подземного и капитального ремонта нагнетательных скважин.