ГЕРМЕТИЗАТОР

Полезная модель относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением длинномерных безмуфтовых труб.
Известен аналог герметизатор длинномерных безмуфтовых труб в описание полезной модели к патенту №81519, МПК Е21В 33/03, от 08.10.2008, опубл. 20.03.2009, содержащий корпус, который выполнен в виде связанных между собой двух частей, нижней и верхней, связанных между собой таким образом, что нижний торец верхней части корпуса образует кольцевой выступ во внутренней полости корпуса, верхняя часть корпуса выполнена, по меньшей мере, с двумя сквозными окнами на боковой поверхности, верхнее основание корпуса выполнено со сквозным осевым отверстием, а нижнее основание корпуса выполнено со сквозным осевым каналом, для пропуска герметизируемого тела (длинномерная безмуфтовая труба), которое проходит через уплотнительный элемент, связанный посредством соединительных элементов с нижней и верхней ограничительными опорами, выполненными с центральными осевыми отверстиями для пропуска герметизируемого тела, причем верхняя ограничительная опора, выполненная с верхним горизонтальным выпуском, упирается верхней поверхностью горизонтального выпуска в выдвижной фиксатор, установленный в верхней части корпуса, а нижняя ограничительная опора упирается в кольцевой цилиндрический выступ, по которому проходит сквозной осевой канал в основании внутренней полости нижней части корпуса, являющейся одновременно полостью гидроцилиндра, связанного с источниками подачи и отвода рабочей жидкости, при этом выполненный в виде полого цилиндрического тела поршень упомянутого гидроцилиндра имеет переменный диаметр в своей верхней и нижней части и оснащен, по меньшей мере, двумя размещенными в его стенках дополнительными гидроцилиндрами, штоки поршней которых являются толкателями, упирающимися своей верхней торцевой поверхностью в нижнюю поверхность горизонтального выпуска верхней ограничительной опоры. А также, уплотнительный элемент выполнен в виде двух концентрично расположенных эластичных деталей с фигурным разрезом стыкующихся вертикальных плоскостей. При этом, выдвижной фиксатор, установленный в верхней части корпуса, является нижним основанием сквозных окон. И верхняя и нижняя части корпуса связаны между собой посредством резьбового соединения. А также, связанные между собой верхняя и нижняя части корпуса, зафиксированы с помощью одного и более стопора. При этом, полый цилиндрический поршень гидроцилиндра оснащен одним и более сальниковыми уплотнителями. А в верхней части корпуса расположен штуцер с распылителем смазки герметизируемого тела. При этом, сквозные окна на боковой поверхности верхней части корпуса расположены симметрично относительно центральной оси Х-Х. Недостатки: пропуск скважинного флюида.
Известен наиболее близкий аналог герметизатор в описание полезной модели к патенту №103130, МПК Е21В 33/03, от 19.11.2010, опубл. 27.03.2011, содержащий корпус, фланец, поршень, фланец промежуточный, кольцо нижнее, сальник, кольцо верхнее и шпильки, отличающийся тем, что в верхней части установлен корпус верхний, имеющий центрирующий фланец с пазами крепления, окнами для монтажа или демонтажа технологического инструмента, при этом в одном из окон имеется угольник для подачи жидкости к длинномерной безмуфтовой трубе.
Недостатки: пропуск скважинного флюида.
Технический результат: исключение пропуска скважинного флюида.
Технический результат в герметизаторе, содержащем полый поршень 1, в который входит полая направляющая 4, закрепленная внутри цилиндра 2, вкрученного в верхний фланец 3, который соединен с опорой 11, нижний фланец 7, в котором закреплены направляющая вставка 6 и ниппель 8, сальник 14, установленный между нижним опорным кольцом 15 и верхним опорным кольцом 16, достигается за счет того, что нижнее опорное кольцо 15 установлено внутри направляющей вставки 6, при этом верхние поверхности нижнего опорного кольца 15 и направляющей вставки 6 образуют единую поверхность.
Недостатком аналогов существующих конструкций является возможность пропуска скважинного флюида через зазоры между выполненными из металла нижним опорным кольцом и направляющей вставкой.
Существующая конструкция лишена этого недостатка за счет того, что нижнее опорное кольцо установлено внутри направляющей вставки и сальник уплотняет одновременно контактирующие с ним поверхности нижнего опорного кольца и направляющей вставки, что позволяет исключить возможность пропуска скважинного флюида в окружающую среду, и повышает надежность работы герметизатора.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - изображен герметизатор в разрезе;
на фиг. 2 - изображен гермтизатор вид сбоку;
на фиг. 3 изображено уплотнение внутренней полости герметизатора с ДБТ.
Описание.
Герметизатор содержит полый поршень 1, цилиндр 2, который вкручен в верхний фланец 3, нижний фланец 7, ниппель 8, опору 11.
Цилиндр 2 содержит верхний штуцер 21, нижний штуцер 22, верхний спускной клапан 20 и нижний спускной клапан 12.
Внутри цилиндра 2 закреплена полая направляющая 4, которая входит во внутреннюю полость полого поршня 1.
Сверху в полую направляющую 4 вкручена верхняя вставка 13 и дистанционная втулка 19, служащие опорой для ДБТ (на чертеже не показана) при ее движении по герметизатору.
Для обеспечения смазки ДБТ при ее движении по герметизатору в верхнюю вставку 13 вкручен штуцер подачи смазки 9. Для сбора и отвода излишков смазки из зоны входа ДБТ в сальник 14 в опоре 11 имеется сливной штуцер 18 с краном 10, который с помощью шланга соединяется с емкостью (на чертеже не показаны).
Верхний фланец 3 и нижний фланец 7 соединены между собой шпильками 5 с гайками. Между верхним фланцем 3 и нижним фланцем 7 на шпильки 5 надеты поворотные створки 17, имеющие возможность поворачиваться вокруг шпилек 5 и прижиматься к полому поршню 1 при его выдвижении в крайнее нижнее положение. Опора 11 соединена с верхним фланцем 3. От проворота в рабочем положении поворотные створки 17 фиксируются винтами. На полый поршень 1 снизу накручена круглая гайка, которая через поворотные створки 17 стопорит его в нижнем положении.
К нижнему фланцу 7 прикручен ниппель 8 с накидной гайкой, посредством которых герметизатор крепится к превентору (на чертеже не показан). В нижнем фланце 7 закреплена направляющая вставка 6, нижнее опорное кольцо 15 установлено внутри направляющей вставки 6. На нижнее опорное кольцо 15, установлен сальник 14, состоящий из двух половин. Верхние поверхности нижнего опорного кольца 15 и направляющей вставки 6 образуют единую поверхность. Сверху на сальник 14 установлено верхнее опорное кольцо 16, которое одновременно входит в полую направляющую 4 и центрируется в ней.
Работа устройства.
При проведении спуско-подъемной операции (СПО) в ходе подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением длинномерных безмуфтовых труб (ДБТ) герметизатор монтируют посредством быстроразъемного соединения (БРС) ниппеля 8 и накидной гайки на превентор, смонтированный на фонтанной арматуре. ДБТ проходит сверху из механизма подачи колтюбинговой установки через герметизатор в скважину.
Для герметизации устья скважины во время спуско-подъемной операции (СПО) после подачи управляющего давления из кабины оператора гидравлическая жидкость через верхний штуцер 21 поступает в верхнюю полость цилиндра 2 и полый поршень 1 начинает движение вниз. При этом поршень 1 охватывает своей внутренней полостью сальник 14 и, продолжая движение вниз, перекрывает зазор между полым поршнем 1 и направляющей вставкой 6. После того, как полый поршень 1 полностью охватил сальник 14, он надавливает на верхнее опорное кольцо 16, и сальник 14 верхним опорным кольцом 16 прижимается одновременно к нижнему опорному кольцу 15 и направляющей вставке 6.
Поскольку нижнее опорное кольцо 15 установлено внутри направляющей вставки 6, сальник 14 уплотняет контактирующую с ним единую поверхность нижнего опорного кольца 15 и направляющей вставки 6, что позволяет исключить возможность пропуска скважинного флюида в окружающую среду и повышает надежность работы герметизатора.
При этом сальник 14 деформируется, обжимает трубу, выполняя герметизацию.
Для исключения возможности случайного подъема полого поршня 1 и разгерметизации устья, полый поршень 1 в нижнем положении стопорится поворотными створками 17, которые фиксируются винтами.
В процессе СПО при прохождении гибкой трубы (ДБТ) через сальник 14 за счет трения происходит износ сальника 14, поэтому оператор колтюбинговой установки изменяет управляющее давление в зависимости от состояния сальника 14. Для уменьшения трения оператор подает в полость полой направляющей 4 смазку через штуцер 9. Излишки смазки из зоны входа ДБТ в сальник 14 собираются в опоре 11 и сливаются через кран 10, который с помощью шланга соединяется со сборной емкостью (на чертеже не показаны).
Для отжима сальника 14 необходимо расфиксировать и отвести поворотные створки 17. После подачи управляющего давления из кабины оператора гидравлическая жидкость через нижний штуцер 22 поступает в нижнюю полость цилиндра 2 и полый поршень 1 начинает движение вверх и открывает доступ к сальнику 14 для его замены.
Использование заявляемой полезной модели позволяет исключить пропуск скважинного флюида.