Трубодержатель центральной лифтовой колонны

Предлагаемая полезная модель относится к газодобывающей промышленности, может быть использована в качестве оборудования для подвеса дополнительной концентрической лифтовой колонны при эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин, в частности в качестве трубодержателя центральной лифтовой колонны.
Известен радиальный трубодержатель центральной лифтовой колонны, описанный в патенте РФ на ПМ №128896, который предназначен для монтажа в основной лифтовой колонне дополнительной концентрической лифтовой колонны при сохранении герметичности устья скважины. Данный трубодержатель содержит цилиндрический корпус со сквозным ступенчатым центральным отверстием, на котором коаксиально установлена цилиндрическая головка со сквозным центральным отверстием, которая скреплена с корпусом при помощи крепежных элементов, при этом между корпусом и головкой установлен центрирующий элемент в виде кольца, также содержит штыри-ловители с конической присоединительной частью.
Недостатком данного трубодержателя является уменьшенное проходное сечение для центральной лифтовой колонны, которое не позволяет производить спуск приборов для диагностического обследования состояния центральной лифтовой колонны, а также контроля параметров эксплуатации скважины на заборе.
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к настоящей полезной модели является «Трубодержатель центральной лифтовой колонны» по патенту РФ на ПМ №196952, выбранный в качестве прототипа.
Данный «Трубодержатель центральной лифтовой колонны» содержит цилиндрический корпус со сквозным ступенчатым центральным отверстием, коаксиально установленную на корпусе цилиндрическую головку со сквозным центральным отверстием, крепежные элементы, соединяющие между собой цилиндрический корпус и головку, на которой размещена защитная втулка, а в нижней части корпуса установлена опорная втулка с первичными уплотнениями в виде колец, на которой установлены опорное кольцо и первая резиновая манжета, на которой размещен стакан с внутренней конической поверхностью, в котором устанорвлены три плавающих сегмента, каждый из которых выполнен с зубцами, размещенными на их внутренней поверхности, которые направлены вверх, при этом каждый плавающий сегмент имеет снаружи коническую поверхность, на которой размещены пружины и установочный винт, а между корпусом и головкой установлен центрирующий элемент в виде кольца, под которым размещено направляющее кольцо, установленное в верхней части корпуса, а в нижней части головки установлена вторая резиновая манжета с нажимной втулкой, размещенной над направляющим кольцом, при этом фиксацию каждого плавающего сегмента осуществляют при помощи двух нажимных винтов, вворачиваемых в цилиндрический корпус, а на внутренней поверхности защитной втулки размещены вторичные уплотнения в виде колец, при этом защитная втулка, зафиксирована штырями-ловителями в виде нажимных винтов.
В данном трубодержателе центральной лифтовой колонны значительно расширено проходное сечение центральной лифтовой колонны за счет применения в данной конструкции трех плавающих сегментов, но в данной конструкции трубодержателя происходит самопроизвольная фиксация центральной лифтовой колонны, так как плавающие сегменты жестко не закреплены в стакане, а также имеется небольшой зазор между центральной лифтовой колонной и зубцами плавающих сегментов, что не обеспечивает необходимую надежность данной конструкции трубодержателя.
Также недостатком данной конструкции трубодержателя является отсутствие возможности контроля усилия, с которым каждый плавающий сегмент воздействует на центральную лифтовую колонну, что также значительно снижает надежность данной конструкции.
Задачей предложенной полезной модели является повышение надежности конструкции трубодержателя центральной лифтовой колонны за счет обеспечения жесткого крепления плавающих сегментов в стакане посредством воздействия на них поршня с уплотнениями и стопорным кольцом, а также за счет обеспечения более надежной центровки муфтового трубодержателя во время монтажа конструкции, а также за счет обеспечения возможности контроля усилия, с которым каждый плавающий сегмент воздействует на центральную лифтовую колонну посредством использования игольчатого вентиля с манометром.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности конструкции трубодержателя центральной лифтовой колонны.
Поставленная задача достигается за счет того, что трубодержатель центральной лифтовой колонны, содержащий цилиндрический корпус со сквозным ступенчатым центральным отверстием, на котором сверху коаксиально корпусу установлена цилиндрическая головка со сквозным центральным отверстием, а в нижней части корпуса на опорном кольце с первой манжетой установлен стакан с внутренней конической поверхностью, в котором установлены плавающие сегменты, каждый из которых выполнен с зубцами, размещенными на их внутренней поверхности, которые направлены вверх, при этом каждый плавающий сегмент имеет снаружи коническую поверхность, на которой размещен установочный винт, а между корпусом и головкой установлен центрирующий элемент в виде уплотнительного кольца, под которым размещено направляющее кольцо, а в нижней части головки установлена нажимная втулка, на которой размещена вторая резиновая манжета, при этом цилиндрический корпус и головка соединены между собой посредством крепежных элементов, также содержит поршень со стопорным элементом и уплотнениями, игольчатый вентиль с манометром и быстроразъемным соединением, при этом поршень установлен в верхней части корпуса между направляющим кольцом и плавающими сегментами, и выполнен с возможностью жесткой фиксации плавающих сегментов, и обеспечения установки фиксированного зазора между зубцами плавающих сегментов и центральной лифтовой колонной, а игольчатый вентиль соединен с поршнем, и выполнен с возможностью управления перемещением поршня, при этом верхние площадки плавающих сегментов выполнены горизонтальными, с возможностью обеспечения более эффективного воздействия на них поршня.
Желательно, чтобы трубодержатель центральной лифтовой колонны содержал защитную втулку с уплотнениями, установленную на нажимной втулке, и закрепленную при помощи нажимных винтов.
Целесообразно, чтобы в трубодержателе центральной лифтовой колонны стопорный элемент поршня был выполнен в виде стопорного кольца.
Желательно, чтобы в трубодержателе центральной лифтовой колонны каждый нажимной винт содержал узел уплотнения и гайку с наружной резьбой.
Предпочтительно, чтобы трубодержатель центральной лифтовой колонны содержал опорную втулку, на которой размещены опорное кольцо с первой манжетой.
Для более подробного раскрытия полезной модели далее приводится описание конкретных возможных вариантов ее исполнения с соответствующими чертежами.
Фиг. 1 – вертикальный разрез трубодержателя центральной лифтовой колонны.
Фиг. 2 - вертикальный разрез трубодержателя центральной лифтовой колонны с защитной втулкой.
Трубодержатель центральной лифтовой колонны, в предпочтительном варианте его выполнения, содержит цилиндрический корпус 1 со сквозным ступенчатым центральным отверстием, и коаксиально установленную на корпусе 1 цилиндрическую головку 2 со сквозным центральным отверстием (Фиг. 1). В нижней части корпуса 1 на опорном кольце 3 с первой манжетой 4 установлен стакан 5 с внутренней конической поверхностью, в котором установлены плавающие сегменты 6, каждый из которых выполнен с зубцами, размещенными на их внутренней поверхности, которые направлены вверх. При этом каждый плавающий сегмент 6 имеет снаружи коническую поверхность, на которой размещен установочный винт 7, а между корпусом 1 и головкой 2 установлен центрирующий элемент в виде уплотнительного кольца 8, под которым размещено направляющее кольцо 9, а в нижней части головки 2 установлена нажимная втулка 10, на которой размещена вторая резиновая манжета 11. При этом цилиндрический корпус 1 и головка 2 соединены между собой посредством крепежных элементов 12 и 13.
Трубодержатель содержит также поршень 14 со стопорным элементом 15, уплотнения 16 поршня 14, и уплотнение 17 стопорного элемента 15, которые выполнены в виде колец. Также трубодержатель содержит игольчатый вентиль 18 с манометром 19 и быстроразъемным соединением 20, при этом поршень 15 установлен в верхней части корпуса 1 между направляющим кольцом 9 и плавающими сегментами 6, и выполнен с возможностью жесткой фиксации плавающих сегментов 6, и обеспечения установки фиксированного зазора между зубцами плавающих сегментов 6 и центральной лифтовой колонной, а игольчатый вентиль 19 соединен с поршнем 15, и выполнен с возможностью управления перемещением поршня 15. Верхние площадки плавающих сегментов 6 выполнены горизонтальными, с возможностью обеспечения более эффективного воздействия на них поршня 15.
Также трубодержатель центральной лифтовой колонны может быть выполнен и в другом варианте его выполнения, с защитной втулкой 21, которая установлена на нажимной втулке 10 и закреплена при помощи нажимных винтов 22 (Фиг. 2).
В данном варианте выполнения трубодержателя на внутренней поверхности защитной втулки 21 установлены уплотнения 23, которые выполнены в виде колец, а каждый нажимной винт 22 содержит узел уплотнения 24 и гайку 25 с наружной резьбой. При этом в нижней части корпуса 1 установлена опорная втулка 26, на которой размещены опорное кольцо 3 с первой манжетой 4.
Сборка предпочтительного варианта исполнения трубодержателя центральной лифтовой колонны, согласно фиг. 1, осуществляется в следующем порядке.
В цилиндрический корпус со 1 сквозным ступенчатым центральным отверстием монтируются опорное кольцо 3, на которое устанавливается первая манжета 4, на которой устанавливают стакан 5. Далее в стакан 5 с внутренней конической поверхностью устанавливаются три плавающих сегмента 6, каждый из которых закреплен при помощи установочного винта 7, и выполнен с зубцами. После чего, в цилиндрический корпус 1 со сквозным ступенчатым центральным отверстием, на плавающие сегменты 6 устанавливается поршень 14 с уплотнениями 16, а затем на поршень 14 вворачивается стопорное кольцо 15 с уплотнением 17. Затем между поршнем 14 и стопорным кольцом 15 устанавливают игольчатый вентиль 18 с манометром 19 и быстроразъемным соединением 20. Далее, в цилиндрический корпус 1 устанавливается направляющее кольцо 9 и уплотнительное кольцо 8. При этом ход плавающих сегментов 6 вверх ограничивают поршнем 15. В цилиндрическую головку 2 со сквозным ступенчатым центральным отверстием устанавливают вторую резиновую манжету 11, которую фиксируют с помощью нажимной втулки 10. После чего соединяют с корпусом 1 головку 2, и скрепляют их при помощи крепежных элементов 12 и 13. Затем производят спуск трубодержателя центральной лифтовой колонны.
После спуска центральной лифтовой колонны ее фиксацию в трубодержателе осуществляют с помощью поршня 14 на который, через быстроразъемное соединение 20 и вентиль игольчатый 18 под давлением подается жидкость, например, полиметилсилоксановая жидкость ПМС-20, в результате чего поршень 14 опускает вниз плавающие сегменты 6.
Сборка другого варианта исполнения трубодержателя центральной лифтовой колонны, согласно фиг. 2, осуществляется в следующем порядке.
В цилиндрический корпус со 1 сквозным ступенчатым центральным отверстием монтируется опорная втулка 26, на которой размещают опорное кольцо 3 с первой манжетой 4, на которой устанавливают стакан 5. Далее в стакан 5 с внутренней конической поверхностью устанавливаются три плавающих сегмента 6, каждый из которых закреплен при помощи установочного винта 7, и выполнен с зубцами. После чего, в цилиндрический корпус 1 со сквозным ступенчатым центральным отверстием, на плавающие сегменты 6 устанавливается поршень 14 с уплотнениями 16, а затем на поршень 14 вворачивается стопорное кольцо 15 с уплотнением 17. Затем между поршнем 14 и стопорным кольцом 15 устанавливают игольчатый вентиль 18 с манометром 19 и быстроразъемным соединением 20. Далее, в цилиндрический корпус 1 устанавливается направляющее кольцо 9 и уплотнительное кольцо 8. При этом ход плавающих сегментов 6 вверх ограничивают поршнем 15. В цилиндрическую головку 2 со сквозным ступенчатым центральным отверстием устанавливают вторую резиновую манжету 11, которую фиксируют с помощью нажимной втулки 10. После чего в нажимную втулку 10 с манжетой 11 устанавливают защитную втулку 21, с уплотнениями 23, которую закрепляют при помощи нажимных винтов 22.
Затем соединяют с корпусом 1 головку 2, и скрепляют их при помощи крепежных элементов 12 и 13. Затем производят спуск трубодержателя центральной лифтовой колонны.
После спуска центральной лифтовой колонны ее фиксацию в трубодержателе осуществляют с помощью поршня 14 на который, через быстроразъемное соединение 20 и вентиль игольчатый 18 под давлением подается жидкость, например, полиметилсилоксановая жидкость ПМС-20, в результате чего поршень 14 опускает вниз плавающие сегменты 6.
Таким образом, за счет присутствия в конструкции трубодержателя поршня 14 с уплотнениями поршня 16 и стопорным элементом 15, который осуществляет надежную фиксацию плавающих сегментов 6 в стакане 5, удалось избежать самопроизвольной фиксации центральной лифтовой колонны в трубодержателе, и обеспечить значительное повышение надежности данной фиксации.
Также за счет присутствия в конструкции трубодержателя игольчатого вентиля 22 с манометром 23 и быстроразъемным соединением 24 удалось обеспечить более точную центровку трубодержателя во время монтажа конструкции центральной лифтовой колонны, а также обеспечить контроль усилия, с которым каждый плавающий сегмент 6 воздействует на центральную лифтовую колонну, что значительно повысило надежность трубодержателя, а также позволило сократить время монтажных работ.
Как очевидно специалистам в данной области техники, данную полезную модель можно разработать в других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности данной полезной модели.
При этом настоящие варианты осуществления необходимо считать просто иллюстративными, а не ограничивающими, причем объем полезной модели представлен ее формулой, и предполагается, что в нее включены все возможные изменения и область эквивалентности пунктам формулы данной полезной модели.