ВРАЩАЮЩИЙСЯ ПРЕВЕНТОР

Техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к конструкциям превенторов, предназначенных для герметизации устья скважины при роторном бурении с использованием бурильных труб с высаженными наружу замками.
Известен универсальный вращающийся превентор [патент РФ №2208126, кл. Е21В 33/06, опуб. 2003 г.], содержащий корпус с полостью и центральным отверстием, крышку с отверстием, подшипники, гильзу, имеющую полость для размещения уплотнительного элемента и уплотненный поршень со ступенчатой наружной поверхностью, установленный в корпусе.
Недостатками данного превентора являются низкий ресурс уплотнительного элемента, т.к. при прохождении через закрытый превентор замков бурильных труб уплотнительный элемент подвергается усиленному износу, а также для смены уплотнительного элемента необходимо разбирать превентор почти полностью.
Также известен вращающийся превентор для автоматической герметизации устья скважины при вращающейся буровой колонне, содержащий корпус, съемный патрон с внутренней полостью, вращающийся ствол с металлорезиновым уплотнением и узлом подшипников, зажимы для рабочей трубы и байонетную гайку [Баграмов Р.А. "Буровые машины и комплексы": учебник для ВУЗов.- М.: Недра, 1988 г.- 501 с.: ил. с.455-457, рис.XXI-3].
Недостатками известного превентора является то, что уплотнительный элемент (манжета) подвергается усиленному износу, поскольку в процессе бурения через него проходят замки бурильных труб.
Задача технического решения- уменьшение износа уплотнительного элемента.
Поставленная задача решается тем, что вращающийся превентор для герметизации устья скважины, содержит корпус, с установленным в нем съемным патроном с внутренней полостью, в котором на подшипниковом узле закреплен вращающийся ствол, уплотнительный элемент. Также превентор содержит второй уплотнительный элемент, причем оба уплотнительных элемента установлены на расширяющихся торообразных камерах, закрепленных в верхней и нижней частях вращающегося ствола, внутренние полости торообразных камер соединены гидравлически с внутренней полостью съемного патрона.
На чертеже изображен вращающийся превентор - продольный разрез.
Вращающийся превентор состоит из корпуса 1, закрепленного неподвижно в корпусе 1 съемного патрона 2, содержащего внутреннюю полость 3. В съемном патроне 2 в подшипниковом узле 4 закреплен вращающийся ствол 5, в нижней части вращающегося ствола 5 закреплена нижняя расширяющаяся торообразная камера 6, на которой смонтирован нижний уплотнительный элемент 7. В верхней части вращающегося ствола 5 закреплена верхняя расширяющаяся торообразная камера 8, на которой смонтирован верхний уплотнительный элемент 9. Внутренние полости расширяющихся торообразных камер 6 и 8 соединены гидравлически с внутренней полостью 3 съемного патрона 2 при помощи патрубков 10. Внутренняя полость 3 съемного патрона 2 соединена гидравлически со штуцером 11. Подшипниковый узел 4 закреплен в съемном патроне 2 при помощи крышки 12. Отработанная промывочная жидкость выходит через приваренный к корпусу 1 боковой отвод 13. Во время бурения через превентор проходит бурильная колонна 14 с замками 15.
Вращающийся превентор работает следующим образом.
Данный превентор устанавливают в комплекте противовыбросового оборудования на устье скважины. Техническое решение данного превентора рассчитано на использование при роторном бурении с использованием бурильных труб с высаженными наружу замками.
При необходимости герметизации устья скважины через штуцер 11 с внешней гидросистемы подается рабочая жидкость под давлением, которая проходит через внутреннюю полость 3 съемного патрона 2, затем через патрубки 10 поступает в расширяющиеся торообразные камеры 6 и 8, которые, расширяясь, прижимают уплотнительные элементы 7 и 9, которые герметизируют кольцевое пространство в скважине. Если в скважине в момент закрытия превентора находится вращающаяся бурильная колонна 14, то уплотнительные элементы 7 и 9 прижимаются к бурильной колонне, герметизируя кольцевое пространство, и вращающийся ствол 5 вращается в подшипниковом узле 4, закрепленном в съемном патроне 2, предотвращая преждевременный износ из-за трения уплотнительных элементов 7 и 9.
При протаскивании снизу вверх через закрытый превентор бурильной колонны 14 с высаженным наружу замком 15, под действием большего диаметра замка 15 нижняя расширяющаяся торообразная камера 6 сжимается и избыток рабочей жидкости через внутреннюю полость 3 переходит в верхнюю расширяющуюся торообразную камеру 8, которая в этот момент с большим усилием сжимает верхний уплотнительный элемент 9, который герметизирует кольцевое пространство. При прохождении замка 15 через верхний уплотнительный элемент 9 сжимается верхняя торообразная камера 8, передавая избыток рабочей жидкости нижней тороообразной камере 6.
Таким образом, достигается меньший износ уплотнительных элементов превентора при прохождении через закрытый превентор выступающих замков бурильных груб, за счет того, что уплотнительный элемент может легко сжаться при прохождении выступающего замка бурильной грубы и передать избыточное давление другому уплотнительному элементу.