ПРЕВЕНТОР ПЛАШЕЧНО-ШИБЕРНЫЙ РАЗДЕЛЬНЫЙ "УНИВЕРСАЛ" (ППШР "УНИВЕРСАЛ")

Полезная модель относится к оборудованию, предназначенному для герметизации устья нефтяных и газовых скважин с целью предотвращения газонефтеводопроявлений при выполнении текущего или капитального ремонта скважин, а также при проведении перфорационных, взрывных и других геофизических работ на скважине.
Известен превентор, содержащий корпус, имеющий сквозной осевой канал для прохода труб с технологическим оборудованием, плашки с приводом и подвижную шиберную пластину с приводом (RU 2196874, С2, 2003 г.). Недостаток известного превентора состоит в том, что шиберная пластина расположена в направляющих пазах одной из плашек, вследствие чего ее работоспособность напрямую зависит от работоспособности плашек.
Известен превентор, содержащий корпус с осевым каналом, плашки трубные с винтовым приводом для герметизации труб и подвижную шиберную пластину с винтовым приводом, расположенную под плашками в направляющих, кинематически не связанных с трубными плашками и служащую для перекрытия осевого канала при отсутствии труб в скважине, при этом ось винтового привода шиберной пластины расположена под углом к оси винтового привода плашек (RU 35651, U1, 2004). Недостатком известного превентора является использование в нем металлоемкого, тяжелого и громоздкого корпуса, что влечет за собой определенные трудности как при изготовлении превентора, так и при его эксплуатации.
Известен превентор, содержащий корпус в виде стальной отливки с минимальными габаритными размерами, в частности, с минимальными значениями длины. Корпус имеет осевой канал и каналы для приводов с
плашками и для привода с шибером. Превентор включает также крышку шиберного канала, боковые крышки с каналами для привода плашек, плашки с приводом и шибер с приводом (RU 47954, U1, 10.09.2005). Этот превентор за счет минимальной длины корпуса имеет облегченную конструкцию, что, однако, негативно сказывается на прочностных характеристиках корпуса. Кроме того, в каждом из указанных выше превенторов не обеспечена достаточно надежная фиксация герметизирующих вставок, вследствие чего нет гарантии в надежной герметизации устья скважин.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемой полезной модели, заключается в повышении прочности конструкции превентора и срока его службы, улучшении его эксплуатационных качеств за счет обеспечения надежной герметизации устья скважины в процессе ее ремонта с целью безопасного ведения работ и предупреждения выбросов и открытых фонтанов, а также в снижении веса превентора.
Для достижения указанного технического результата предлагается превентор, содержащий корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал для прохода спускаемых в скважину труб, два верхних боковых канала, расположенных противоположно друг другу, ориентированных перпендикулярно осевому каналу и закрытых боковыми крышками, и выполненный под верхними каналами и закрытый своей боковой крышкой нижний боковой канал, ось которого расположена под углом к оси верхних каналов. Внутри корпуса размещены плашечный затвор, содержащий две противоположно расположенные плашки для герметизации труб по наружному диаметру, установленные в верхних боковых каналах корпуса с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу, и подвижная шиберная пластина, предназначенная для перекрытия сквозного осевого канала при отсутствии труб в скважине и установленная в нижнем боковом канале с
возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу. В превенторе имеется по одному автономному винтовому приводу для каждой плашки и для шиберной пластины, установленному в соответствующей боковой крышке. Корпус снабжен грузозахватными элементами и выполнен цельнолитым с грузозахватными элементами из легированной стали. Сквозной осевой канал в корпусе выполнен либо весь цилиндрическим, либо часть этого канала, расположенная выше верхних боковых каналов выполнена коническим, обращенным большим основанием конуса наружу, при этом при выполнении части осевого канала коническим в верхнем фланце выполнены, по меньшей мере, два боковых радиальных сквозных отверстия, каждое из которых предназначено для герметичного размещения средства фиксации герметизирующих вставок, при этом рабочий хвостовик средства фиксации выполнен с продольной лыской. На торцевых частях верхнего и нижнего фланцев выполнена кольцевая канавка, служащая для размещения уплотнительного кольца. На наружных сторонах корпуса на участках между боковыми фланцами выполнены ребра жесткости. Верхняя поверхность шиберной пластины выполнена с уклоном к свободному торцу, а боковые ее грани снабжены продольными желобами, выполненными параллельно нижней горизонтальной направляющей шиберной пластины
Винтовой привод плашки установлен герметично и выполнен с расположенным в корпусе привода двухступенчатым винтом с резьбой правосторонней навивки на одной из его ступеней, взаимодействующей с корпусом привода, и резьбой левосторонней навивки на другой ступени, взаимодействующей с толкателем плашки, расположенным с возможностью перемещения в корпусе привода, при этом, для контроля положения подвижной плашки, на концевой части двухступенчатого винта, несущей резьбу правосторонней навивки, выполнены кольцевой
выступ, торец которого служит ограничителем перемещения винта при закрытии плашек и кольцевые канавки, расстояние между которыми коррелируется с ходом подвижной плашки из одного крайнего положения в другое, при этом одна из кольцевых канавок примыкает к кольцевому выступу. Верхняя поверхность шиберной пластины выполнена с уклоном к свободному торцу, а боковые ее грани снабжены продольными желобами, выполненными параллельно нижней горизонтальной поверхности шиберной пластины.
Винтовой привод шиберной пластины также установлен герметично и выполнен с расположенным в корпусе привода двухступенчатым винтом с резьбой правосторонней навивки на одной из его ступеней, взаимодействующей с корпусом привода, и резьбой левосторонней навивки на другой ступени, взаимодействующей с толкателем шиберной пластины, расположенным с возможностью перемещения в корпусе привода, при этом, для контроля положения подвижной шиберной пластины, на концевой части двухступенчатого винта, несущей резьбу правосторонней навивки, выполнены кольцевой выступ и кольцевые канавки, расстояние между которыми коррелируется с ходом шиберной пластины из одного крайнего положения в другое, при этом одна из кольцевых канавок примыкает к кольцевому выступу.
Боковые радиальные сквозные отверстия в верхнем фланце преимущественно расположены друг относительно друга под одинаковым углом. Винт винтового привода имеет хвостовик для установки штурвала винтового привода.
При собранном состоянии превентора отношение расстояния между наружными торцами боковых крышек, закрывающих верхние боковые каналы, и расстояния между торцами корпуса превентора, примыкающими к внутренним торцам этих боковых крышек, составляет от 1,45 до 1,7.
Выполнение верхнего фланца, по меньшей мере, с двумя сквозными боковыми радиальными отверстиями, в каждом из которых размещено средство фиксации герметизирующей вставки, позволяет надежно фиксировать упомянутую вставку в превенторе и обезопасить тем самым процесс ремонта скважины; наличие на рабочем хвостовике продольной лыски обеспечивает дополнительное прижатие-присадку герметизирующей вставки к осевому каналу, наличие на торцевой части верхнего фланца кольцевой канавки и примыкающего к ней со стороны осевого канала корпуса кольцевого буртика, служащего для размещения уплотнительного кольца, создает при прохождении через превентор насосно-компрессорной трубы дополнительные условия для предупреждения выбросов и открытых фонтанов.
Наличие ребер жесткости на наружной стороне корпуса на участках между боковыми крышками, позволяет повысить прочность конструкции и увеличить срок службы превентора.
Полезная модель поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид превентора в разобранном состоянии; на фиг.2 - превентор, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг.3 - превентор, вид спереди с частичным разрезом; на фиг.4 - фрагмент превентора с установленной в нем герметизирующей вставкой; на фиг.5 - винтовой привод плашки.
Превентор содержит корпус 1 с верхним фланцем 2 и нижним фланцем 3. Корпус 1 выполнен цельнолитым из легированной стали и имеет грузозахватные элементы 34. В корпусе 1 выполнен сквозной осевой канал 4 для прохода спускаемых в скважину труб, два верхних боковых канала 5 и расположенный под каналами 5 нижний боковой канал 6. Преимущественно этот угол составляет 90°. Часть сквозного осевого канала 4, расположенная выше верхних боковых каналов может быть выполнена коническим 7 (по форме усеченного конуса), выполненного в верхней части корпуса 1 превентора, и цилиндрического
участка 8, составляющего остальную часть канала 4. Конический участок 7 обращен своим большим основанием 9 наружу верхнего фланца 2.
Верхние боковые каналы 5 расположены противоположно друг другу и ориентированы перпендикулярно осевому каналу 4. Ось нижнего бокового канала 6 расположена под углом 90 градусов к оси верхних боковых каналов 5. Снаружи корпуса 1 боковые каналы 5 закрыты боковыми крышками 10 и 11, а канал 6 закрыт боковой крышкой 12.
1
При собранном состоянии превентора отношение расстояния L между наружными торцами боковых крышек 10 и 11, закрывающих верхние боковые каналы 5, и расстояния L между торцами корпуса 1 превентора, примыкающими к внутренним торцам боковых крышек 10 и 11, составляет от 1,45 до 1,7.
Внутри корпуса 1 расположен плашечный затвор, который состоит из двух противоположно расположенных плашек 13, предназначенных для герметизации труб по их наружному диаметру. Плашки 13 установлены в боковых каналах 5 корпуса 1 и могут перемещаться в этих каналах в направлении, перпендикулярном осевому каналу 4 корпуса 1.
Каждая плашка 13 имеет автономный винтовой привод 14, который установлен в боковой крышке (10, 11). Винтовой привод 14 плашки 13 содержит расположенный в корпусе 15 этого привода двухступенчатый винт 16. Двухступенчатый винт 16 имеет участок 17 с резьбой правосторонней навивки на одной из его ступеней, взаимодействующей с корпусом 15, и участок 18 с резьбой левосторонней навивки на другой его ступени, взаимодействующей с толкателем 19 соответствующей плашки 13.
На концевой части двухступенчатого винта 16, несущей резьбу правосторонней навивки (участок 17), выполнены кольцевые канавки 20 и 21. Благодаря канавкам 20 и 21 можно проконтролировать положение плашки 13 внутри корпуса 1. Расстояние между канавками 20 и 21 коррелируется с ходом подвижной плашки 13 из одного крайнего положения в другое. Каждый двухступенчатый винт 16 имеет хвостовик 22 для установки штурвала 23 винтового привода. Ограничителем для
штурвала 23 является торец кольцевого выступа 24, примыкающего к кольцевой канавке 20. Другой торец выступа 24 служит ограничителем перемещения винта при закрытии плашек.
В нижнем боковом канале 6 корпуса 1 установлена подвижная шиберная пластина 25, которая предназначена для перекрытия сквозного осевого канала 4 корпуса 1 при отсутствии труб в скважине. Верхняя поверхность 35 шибирной пластины выполнена с уклоном к свободному торцу, а боковые ее грани снабжены продольными желобами 36, выполненными параллельно ее нижней горизонтальной поверхности. Шиберная пластина 25 установлена в канале 6 с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу 4. Для перемещения шиберной пластины 25 в превенторе предусмотрен автономный винтовой привод, конструктивное выполнение которого аналогично конструкции автономных приводов плашек 13.
При выполнении верхней части осевого канала коническим верхний фланец 2 имеет сквозные боковые радиальные отверстия 26. Минимальное количество отверстий 26 равно двум, однако, возможно использование и большего количества таких отверстий. Каждое отверстие 26 предназначено для установки в нем средства фиксации 27 герметизирующей вставки 28, рабочий хвостовик 37 которого выполнен с продольной конической лыской 38, взаимодействующей с конической поверхностью 39 герметизирующей вставки 28. Отверстия 26 могут быть расположены как под одинаковым углом друг относительно друга, так и под разными углами.
На торцевой части 29 фланцев 2,3 выполнены кольцевая канавка 30, служащий для размещения уплотнительного кольца 32.
На наружной стороне корпуса 1 на участке между боковыми крышками 10, 11, закрывающими верхний боковой канал 5 выполнении ребра жесткости 33.
В корпусе 1 дополнительно имеется полость для подвода теплоносителя через крышку со штуцером. Вывод теплоносителя осуществляется через крышку с другой стороны корпуса.
При использовании превентора его нижний фланец 3 устанавливают на верхнем фланце арматуры устья скважины и скрепляют с последним. В начальном состоянии плашки 13 расположены в крайнем открытом положении. Для обеспечения герметизации труб, размещаемых в скважине и предварительно зафиксированных средствами фиксации, размещенными в радиальных отверстиях, приводят в действие автономные винтовые приводы плашек 13. В результате плашки 13 начинают перемещаться в сторону трубы из своего крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение, при котором они вступают в контакт с герметизируемой трубой и плотно обжимают ее. Разгерметизация труб осуществляется перемещением плашек 13 в крайние открытые положения в обратной последовательности. В случае отсутствия труб в скважине осевой канал 4 перекрывают шиберной пластиной 25, которую для этого перемещают автономным винтовым приводом в направлении вертикальной оси корпуса 1. Превентор обеспечивает безопасное ведение работ на скважине, предупреждение выбросов и открытых фонтанов и охрану недр и окружающей среды в соответствии с требованиями нормативных документов.