ПРЕВЕНТОР ПЛАШЕЧНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДВОЙНОЙ ППГ 2-"РУБЕЖ"

Полезная модель относится к оборудованию, применяемому для герметизации устья нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства и освоения для предупреждения нефтегазоводопроявлений и открытых фонтанов с целью обеспечения безопасного ведения работ, охраны недр и окружающей среды. Предлагаемый превентор предназначен для герметизации устья скважины со спущенной колонной труб трубными плашками и для герметизации скважины без спущенной колонны труб глухими плашками.
Ближайшим аналогом к заявляемой полезной модели является двойной превентор, содержащий корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал, плашки трубные для герметизации труб, спускаемых в скважину через осевой канал в корпусе, плашки глухие для герметизации осевого канала при отсутствии труб в скважине и привод плашек, обеспечивающий возможность работы превентора в режиме «гидропривод» или в режиме «ручной привод» (RU 2261980 С2, 10.10.2005 г.). В известной конструкции не предусмотрена возможность удаления плашек из превентора, что не позволяет обеспечить замену плашек одного типоразмера на плашки другого типоразмера в зависимости от диаметров герметизируемых труб, либо не позволяет заменить плашки в случае выхода их из строя без монтажа гидропривода. Кроме того, в указанном источнике информации не показана проработка гидравлической системы, объединяющей используемые в превенторе гидроприводы плашек, что не дает возможность считать работу гидроприводов в известном превенторе достаточно согласованной. В свою очередь возможная несогласованность работы гидроприводов ведет к недостаточно надежной герметизации устья скважины, т.е. к ненадежному выполнению превентором его непосредственных функций.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в повышении надежности работы превентора, в увеличении срока его службы, удобства эксплуатации, а также расширении его эксплуатационных и технологических возможностей.
Для достижения указанного технического результата предлагается превентор, корпус которого выполнен из двух секций с верхним и нижним фланцами, двумя боковыми и двумя торцевыми сторонами. В корпусе имеется сквозной вертикальный осевой канал для прохода спускаемых в скважину труб, два сквозных горизонтальных каналов, по одному в каждой секции. В корпусе установлены два плашечных затвора, один из которых содержит две оппозитно расположенные верхние плашки трубные для герметизации труб по наружному диаметру, установленные в верхней секции корпуса с возможностью перемещения в верхних горизонтальных каналах корпуса в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, а другой - две оппозитно расположенные нижние плашки глухие для перекрытия осевого канала корпуса при отсутствии труб в скважине, установленные в нижней секции корпуса с возможностью перемещения в нижних горизонтальных каналах корпуса в перпендикулярном осевому каналу корпуса направлении из крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение и наоборот. Для перемещения верхних плашек в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, предусмотрена пара гидроприводов, присоединенных к верхней секции корпуса с его противоположных торцевых сторон, концевые участки штоков гидроцилиндров которых выполнены с возможностью соединения с верхними плашками. Для перемещения нижних плашек в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса служит пара гидроприводов, присоединенных к нижней секции корпуса с его противоположных торцевых сторон, концевые участки штоков гидроцилиндров которых выполнены с возможностью соединения с нижними плашками. Превентор снабжен гидрораспределителем, соединенным трубопроводом посредством быстросъемного соединения с одной стороны с закрывающими и открывающими полостями гидроприводов, а с другой стороны с магистральными трубопроводами. Корпус превентора имеет две пары расположенных перпендикулярно его осевому каналу противолежащих боковых отверстий для прохода штоков гидроприводов, выполненных попарно в верхней и нижней секциях корпуса, имеющих выход на его торцевые стороны и сообщающихся с соответствующими горизонтальными каналами в корпусе. Корпус снабжен расположенной между верхним и нижним плашечным затворами кольцевой полостью обогрева с выходными окнами на торцевые стороны корпуса и закрытых герметичными
крышками, а на боковой стороне корпуса выполнено отверстие для слива конденсата закрываемое пробкой. Корпус снабжен боковыми окнами для замены плашек, расположеными перпендикулярно осевому каналу корпуса превентора и перпендикулярно отверстиям для прохода штоков гидроприводов, причем боковые окна для верхних плашек имеют выход на одну из боковых сторон корпуса превентора и закрыты единой съемной крышкой, а боковые окна для нижних плашек имеют выход на другую противоположную боковую сторону корпуса превентора и также закрыты единой съемной крышкой. Концевые участки штоков гидроцилиндров соединены с плашками таким образом, что каждая плашка имеет возможность отсоединения от концевого участка соответствующего ей штока при ее поступательном перемещении в боковом окне.
Соединение концевого участка штока каждого гидроцилиндра с соответствующей плашкой образовано за счет выполнения в плашке, со стороны штока, Т-образного в сечении паза и наличия на концевом участке штока Т-образного в сечении выступа, взаимодействующего с Т-образным пазом плашки.
Гидрораспределитель расположен на боковой стороне корпуса на уровне его верхней ступени и закреплен преимущественно болтовым соединением, причем трубопроводы проходят с одной из боковых сторон корпуса превентора, на которой расположен гидрораспределитель, на уровне верхней ступени этого корпуса, а трубопроводы и гидрораспределитель закрыты снаружи защитным кожухом, выполненным в виде короба, на наружной передней стороне которого выполнены для прохода болтового соединения отверстия, защищенные боковыми щетками.
Гидроцилиндры закреплены на торцевых сторонах корпуса превентора преимущественно посредством шпилек и гаек, а участки подсоединения их к корпусу герметизированы манжетой и защитным кольцом.
На участках подсоединения гидроцилиндров к корпусу превентора могут быть установлены грязесъемники для очистки штоков гидроцилиндров.
Для обеспечения возможности фиксации плашек в ручном режиме гидроприводы снабжены винтами, на концах которых установлены штурвалы.
Между едиными съемными крышками и боковыми сторонами корпуса расположены герметизирующие уплотнители.
Каждая плашка трубная содержит корпус плашки снабжена центрирующим выступом и установленными в корпусе уплотнитель трубный и верхнее уплотнение, снабженное штифтом установочным. Каждая плашка глухая содержит корпус плашки и установленные в нем уплотнитель глухой и верхнее уплотнение, снабженное штифтом установочным
Выполнение в корпусе превентора закрываемых съемными крышками боковых окон, через которые могут быть удалены плашки, а также обеспечение возможности отсоединения плашек от концевых участков соответствующих штоков гидроцилиндров позволяет в случае необходимости (при переналадке превентора на другой типоразмер герметизируемой трубы или при ремонте) быстро и легко извлекать плашки из корпуса превентора и заменять их на другие без демотажа гидропривода. Использование в конструкции превентора гидрораспределителя, соединенного с закрывающими и открывающими полостями гидроцилиндров посредством трубопроводов обеспечивает согласованную работу всех гидроприводов плашек, а следовательно и синхронное перемещение плашек, обеспечивающее надежную герметизацию устья скважины.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид превентора в разобранном состоянии; на фиг.2 - общий вид превентора в собранном состоянии; на фиг.3 - вид превентора спереди со стороны расположении гидрораспределителя; на фиг.4 - вид превентора сзади; на фиг.5 - гидроцилиндр в разобранном состоянии; на фиг.6 - плашка трубная; на фиг.7 - плашка глухая.
Превентор содержит двухсекционный корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 фланцами, двумя боковыми 4 и двумя торцевыми 5 сторонами. В корпусе превентора выполнен сквозной осевой канал 6 для прохода спускаемых в скважину труб. В корпусе 1 установлены два плашечных затвора. Один из затворов содержит две оппозитно расположенные в верхней секции 7 корпуса 1 верхние плашки трубные 8, которые предназначены для герметизации труб, спускаемых в скважину через осевой канал 6, по их наружному диаметру. Плашки 8 установлены в верхних горизонтальных каналах 9 корпуса 1 и могут перемещаться в этих каналах в направлении, перпендикулярном осевому каналу 6 корпуса 1. Второй плашечный затвор содержит две оппозитно расположенные в нижней секции 10 корпуса 1 нижние плашки глухие 11, служащие для перекрытия осевого
канала 6 корпуса 1 при отсутствии труб в скважине. Плашки 11 установлены в нижних горизонтальных каналах 12 корпуса 1 и могут перемещаться в этих каналах в направлении, перпендикулярном осевому каналу 6 корпуса 1, из крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение и наоборот из крайнего закрытого в крайнее открытое положение. Нижняя часть анналов 9, 12 в месте пересечения со сквозным вертикальным осевым каналом выполнена по радиусу 68, для лучшего схождения грязи при перемещении плашек.
Превентор содержит гидравлический привод плашек. Этот привод включает в себя две пары гидроцилиндров. Первая пара гидроцилиндров 13 предназначена для перемещения верхних плашек 8 в направлении, перпендикулярном осевому каналу 6 корпуса. Гидроцилиндры 13 присоединены к верхней секции 7 корпуса 1 с его противоположных торцевых сторон 5. Концевые участки 14 штоков 15 гидроцилиндров 13 выполнены с возможностью соединения с верхними плашками 8. Вторая пара гидроцилиндров 16 предназначена для перемещения нижних плашек 11 в направлении, перпендикулярном осевому каналу 6 корпуса 1. Гидроцилиндры 16 присоединенных к нижней секции 10 корпуса 1 с его противоположных торцевых сторон 5. Концевые участки 17 штоков 18 гидроцилиндров 16 выполнены с возможностью соединения с нижними плашками 11. Гидроцилиндры 13 и 16 закреплены на торцевых сторонах 5 корпуса 1 посредством шпилек 19 и гаек 20. На участках подсоединения гидроцилиндров 13, и 16 к корпусу 1 установлены грязесъемники 21 для очистки штоков 15 и 18 гидроцилиндров.
Каждый из гидроцилиндров 13, 16 содержат заднюю крышку 22, переднюю крышку 23 и цилиндр 24. Крышки 22 и 23 загерметизированы относительно цилиндра 24 уплотнительными кольцами 25 и 26. Внутри крышек 22, 23 и цилиндра 24 расположен шток-поршень (поз.15 для гидроцилиндров 13 и поз.18 для гидроцилиндров 16), который загерметизирован относительно цилиндра 24 уплотнительными кольцами 27 и 28 с защитными кольцами 29 и 30, а относительно задней крышки 22 и передней крышки 23 - манжетами 31 и 32 с защитными кольцами 33 и 34. В заднюю крышку 22 вворачивается винт 35 ручного дублирующего привода, на концах которого устанавливается штурвал (не показан). Винт 35 обеспечивает возможность фиксации закрытых плашек в
ручном режиме. В передней крышке 23 и задней крышке 22 выполнены каналы, заканчивающиеся резьбовыми отверстиями 36.
В систему гидравлического привода плашек входит также гидрораспределитель 37, который соединен с закрывающими и открывающими полостями гидроцилиндров 13 и 16 посредством трубопроводов 38 и имеет быстроразъемные соединения для связи с магистральным трубопроводами. Гидрораспределитель 37 расположен на боковой стороне 4 корпуса 1 на уровне его верхней секции 7 и закреплен на корпусе болтовым соединением. Трубопроводы 38 проходят в основном с той же боковой стороны 4 корпуса 1 превентора, на которой расположен гидрораспределитель 37 и на уровне верхней секции 7 корпуса 1. Концы трубопроводов 38 подсоединяются к резьбовым отверстиям 36 передней 23 и задней 22 крышек.
Трубопроводы 38 и гидрораспределитель 37 закрыты снаружи съемным защитным кожухом 39, выполненным в виде короба, который предохраняет трубопроводы и гидрораспределитель от повреждения. Кожух 39 закреплен на корпусе 1 гайками крепления гидроцилиндров и грузовыми винтами 40, которые одновременно служат перемещения превентора. На наружной передней стороне 57 выполнены отверстия 58 для прохода болтовых соединений, защищенные боковыми щитками 59.
Корпус 1 имеет также две пары противолежащих боковых отверстий 41 для прохода штоков 15, 18 гидроцилиндров 13, 16 расположенных перпендикулярно его осевому каналу 6 корпуса. Отверстия 41 выполнены попарно в верхней 7 и нижней 10 секциях корпуса. Отверстия 41 имеют выход на торцевые стороны 5 корпуса и сообщаются с соответствующими горизонтальными каналами 9, 12 в корпусе 1.
Кроме того, в корпусе 1 выполнены боковые окна для плашек, которые расположены перпендикулярно осевому каналу 6 корпуса и перпендикулярно осям отверстий 41 для прохода штоков гидроцилиндров. Боковые окна 42 для верхних плашек 8 имеют выход на одну из боковых сторон 4 корпуса 1 превентора. Эти боковые окна 42 закрыты единой крышкой 43, которая закрепляется на корпусе 1 посредством гаек 44 и шпилек 45 с возможностью съема. Боковые окна 46 для нижних плашек 11 имеют выход на другую противоположную боковую сторону 4 корпуса 1 и также закрыты единой съемной крышкой 47, закрепляемой
на корпусе 1 аналогичным образом. Между едиными съемными крышками 43, 47 и боковыми сторонами 4 корпуса 1 расположены герметизирующие уплотнители 48.
Концевые участки 14, 17 штоков 15, 18 гидроцилиндров 13, 16 соединены с соответствующими им плашками 8, 11 таким образом, что каждая плашка имеет возможность отсоединения от концевого участка соответствующего ей штока при ее поступательном перемещении в боковом окне 42. Для обеспечения такого соединения в стенке плашки, обращенной к штоку, выполнен Т-образный в сечении паз 49, а на концевом участке штока - Т-образного в сечении выступ 50, взаимодействующего с Т-образным пазом 49 плашки.
Как показано на фиг.6, каждая плашка трубная 8 содержит корпус 51 с центрирующим выступом 60 и установленные в корпусе уплотнитель трубный 52 и верхнее уплотнение 53, с установочными штифтами 61.
Каждая плашка глухая 11 содержит корпус 54 плашки и установленные в нем уплотнитель глухой 55 и верхнее уплотнение 56 с установочными штифтами 62 (фиг.7).
В случае проведения работ с применением рабочей жидкости замерзающей или густеющей при низкой температуре воздуха используется подогрев корпуса превентора путем подачи теплоносителе в кольцевую полость подогрева 63 с входным и выходным окнами 64, 65 соответственно, расположенных на торцевых сторонах 5, которые герметично закрываются крышками 66. Для слива конденсата из кольцевой полости подогрева в корпусе выполнено отверстие 67 с герметичной пробкой.
При использовании превентора его нижний фланец 3 устанавливают на верхнем фланце арматуры устья скважины и скрепляют с ним. При наличии труб в скважине задействуют гидроцилиндры 13 плашек трубных 8. При этом плашки 8 перемещаются в корпусе 1 независимо одна от другой в сторону осевого канала 6 корпуса. В результате встречного движения плашки 8 доходят до поверхности герметизируемых труб и плотно обжимают их. При отсутствии труб в скважине задействуют гидроцилиндры 16 плашек глухих 11. При этом плашки 11 перемещаются в корпусе 1 независимо одна от другой в сторону осевого канала 6 корпуса 1 и в своем крайнем закрытом положении сходятся в центре корпуса и перекрывают полость скважины. Перемещение плашек осуществляется
подачей давления в открывающую или закрывающую полости гидроцилиндров после подсоединения высокого давления от гидростанции управления к ниппелям быстроразъемного соединения на гидрораспределителе 37. Перемещение плашек на закрытие, при необходимости, можно произвести вращением штурвалов соответствующего привода по часовой стрелке.
В случае необходимости замены плашек 8, 11 удаление плашек из корпуса 1 превентора производят через боковые окна - плашки 8 удаляют через окна 42, а плашки 11 - через окна 46. Для удаления плашек отвинчивают гайки, которыми крышки 43, 47 крепятся к корпусу 1. После отвинчивания гаек снимают крышку и вынимают плашку через боковое окно в корпусе с помощью ключа, имеющегося в комплекте инструментов и принадлежностей превентора плашечного гидравлического.