ПРЕВЕНТОР ПЛАШЕЧНЫЙ СДВОЕННЫЙ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ И РУЧНЫМ ПРИВОДОМ ППСГ "ГАРАНТ-КОМБИ" (ВАРИАНТЫ)

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 двухступенчатый 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 (RU 39909 U1, 2004 г.). В превенторе не обеспечена достаточно надежная фиксация герметизирующих вставок, вследствие чего нет гарантии в надежной герметизации устья скважин.
Известен превентор, содержащий двухступенчатый корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал, плашки трубные с винтовым приводом для герметизации труб, спускаемых в скважину через осевой канал в корпусе, плашки глухие с винтовым приводом для герметизации осевого канала при отсутствии труб в скважине, две пары боковых крышек с крепежными элементами для монтажа плашек (RU 40380 U1, 2004 г.). В превенторе также 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 улучшении эксплуатационных качеств превентора за счет повышения надежности герметизации устья скважины в процессе ее ремонта с целью безопасного ведения работ и предупреждения выбросов и открытых фонтанов, а также в повышении прочности конструкции превентора и срока его службы.
Для достижения указанного технического результата в соответствии с первым вариантом выполнения предлагается превентор, который содержит двухступенчатый корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал для прохода спускаемых в скважину труб, и выполненные в соответствующих ступенях корпуса две пары боковых каналов, расположенных противоположно друг другу в каждой паре и ориентированных перпендикулярно сквозному осевому каналу, боковые фланцы которых закрыты боковыми крышками, два плашечных затвора, один из которых содержит две оппозитно расположенные плашки трубные для герметизации труб по наружному диаметру, установленные в боковых каналах верхней ступени корпуса с возможностью перемещения посредством толкателя в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, а другой - две оппозитно расположенные плашки глухие для перекрытия осевого канала корпуса при отсутствии труб в скважине, установленные в боковых каналах нижней ступени корпуса с возможностью перемещения
посредством толкателя в перпендикулярном осевому каналу корпуса направлении из крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение и наоборот, и по одному герметично установленному автономному приводу для каждого толкателя плашки, установленному на соответствующей боковой крышке и включающему гидроцилиндр с поршнем, взаимодействующим с толкателем, при этом один торец гидроцилиндра установлен на боковой крышкой, а другой его торец закрыт малой крышкой с патрубком, выполненным с поперечной прорезью и перемещающимся в нем ходовым винтом, выполненным с ограничительным кольцевым буртиком на его резьбовой головной части, взаимодействующей с толкателем перемещения плашки, а свободный конец ходового винта снабжен хвостовиком для установки штурвала, используемого при работе превентора в ручном режиме, при этом корпус снабжен грузозахватными элементами и выполнен цельнолитым с грузозахватными элементами из легированной стали, сквозной осевой канал в корпусе выполнен либо весь цилиндрическим в обеих ступенях, либо в верхней ступени выше его боковых каналов, он выполнен коническим, обращенным большим основанием конуса наружу, при этом в верхнем фланце выполнены, по меньшей мере, два боковых радиальных сквозных отверстия, каждое из которых предназначено для герметизированного размещения средства фиксации герметизирующих вставок, а рабочий хвостовик средства фиксации выполнен с продольной конической лыской, причем на торцевой части верхнего и нижнего фланцев выполнены кольцевая канавка, служащая для размещения уплотнительного кольца, при этом автономный привод каждой плашки оснащен средством переключения превентора на режим работы «гидропривод» или на режим работы «ручной привод».
Средство переключения включает пластину, имеющую продольно расположенное ступенчатое с закругленными противоположными торцами фигурное окно типа «замочной скважины» с большим и меньшим диаметром, и установленную с возможностью перемещения и фиксации в поперечной прорези малой крышки, при этом отверстие большего размера
выполнено с возможностью размещения в нем ходового винта для обеспечения возможности его поступательного перемещения вдоль его оси при работе превентора в режиме «гидропривод», а отверстие меньшего размера выполнено с возможностью размещения в нем ходового винта для обеспечения его вращательного движения при работе превентора в режиме «ручной привод».
Корпус превентора имеет полость для подвода теплоносителя, при этом полость теплоносителя выполнена кольцевой.
Боковые радиальные сквозные отверстия расположены друг относительно друга под одинаковым углом. Боковые крышки и малые крышки снабжены торцевыми штуцерными отверстиями соединенными с внутренними каналами для подвода гидрожиткости в полости гидроцилиндра, а также дополнительным переливным каналом соединяющим надпоршневую и подпоршневую полости. Боковые крышки к боковым фланцам крепятся посредством удлиненных элементов, консольный конец которых расположен в распорной втулке, зафиксированной концевой гайкой.
Для достижения указанного технического результата в соответствии со вторым вариантом предлагается превентор, который содержит двухступенчатый корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал для прохода спускаемых в скважину труб, и выполненные в соответствующих ступенях корпуса две пары боковых каналов, расположенных противоположно друг другу в каждой паре, ориентированных перпендикулярно сквозному осевому каналу, боковые фланцы которых закрыты боковыми крышками, два плашечных затвора, один из которых содержит две оппозитно расположенные плашки трубные для герметизации труб по наружному диаметру, установленные в боковых каналах верхней ступени корпуса с возможностью перемещения посредством толкателя в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, а другой - две оппозитно расположенные плашки глухие для перекрытия осевого канала корпуса при отсутствии труб в скважине, установленные в боковых каналах нижней ступени корпуса с возможностью перемещения посредством
толкателя в перпендикулярном осевому каналу корпуса направлении из крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение и наоборот, и по одному герметично установленному автономному приводу для каждого толкателя плашки, установленному на соответствующей боковой крышке и включающему гидроцилиндр с поршнем, взаимодействующим с толкателем, при этом один конец гидроцилиндра установлен на боковой крышкой, а другой его торец закрыт малой крышкой с патрубком, выполненным с поперечной прорезью и перемещающимся в нем ходовым винтом, выполненным с ограничительным кольцевым буртиком на его головной части, взаимодействующей с толкателем перемещения плашки, а свободный конец ходового винта снабжен хвостовиком для установки штурвала, используемого при работе превентора в ручном режиме, при этом корпус снабжен грузозахватными элементами и выполнен цельнолитым с грузозахватными элементами из легированной стали, а сквозной осевой канал в корпусе выполнен либо весь цилиндрическим в обеих ступенях, либо в верхней ступени выше его боковых каналов он выполнен коническим, обращенным большим основанием конуса наружу, при этом в верхнем фланце выполнены, по меньшей мере, два боковых радиальных сквозных отверстия, каждое из которых предназначено для герметизированного размещения средства фиксации герметизирующих вставок, а рабочий хвостовик средства фиксации выполнен с продольной конической лыской, причем на торцевой части верхнего и нижнего фланцев выполнены кольцевая канавка служащая для размещения уплотнительного кольца, при этом автономный привод каждой плашки оснащен средством переключения превентора на режим работы «гидропривод» или на режим работы «ручной привод», которое включает пластину, имеющую продольно расположенное ступенчатое с закругленными противоположными торцами фигурное окно типа «замочной скважины» с большим и меньшим диаметром, и установленную с возможностью перемещения и фиксации в поперечной прорези патрубка малой крышки, при этом отверстие большего размера выполнено с возможностью размещения
в нем ходового винта для обеспечения возможности его поступательного перемещения при работе превентора в режиме «гидропривод», а отверстие меньшего размера выполнено с возможностью размещения в нем ходового винта для обеспечения его вращательного движения при работе превентора в режиме «ручной привод».
Корпус превентора имеет полость для подвода теплоносителя, при этом полость теплоносителя выполнена кольцевой. Боковые радиальные сквозные отверстия расположены друг относительно друга под одинаковым углом. Боковые крышки и малые крышки снабжены торцевыми штуцерными отверстиями, соединенными с внутренними каналами для подвода гидрожидкости в полость гидроцилиндра, а также дополнительным переливным каналом, соединяющим надпорщневую и подпоршневую полости. Боковые крышки к боковым фланцам крепятся посредством удлиненных элементов, консольный конец которых расположен в распорной втулке, зафиксированной концевой гайкой.
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, при этом при выполнении, по меньшей мере, части осевого канала корпуса коническим облегчает установку герметизирующей вставки в осевой канал. Наличие на торцевой части верхнего фланца кольцевой канавки служащего для размещения уплотнительного кольца, создает при прохождении через превентор насосно-компрессорной трубы дополнительные условия для предупреждения выбросов и открытых фонтанов.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид превентора в разобранном состоянии; на фиг.2 - вид превентора спереди с частичным разрезом; на фиг.3 -автономный привод плашки в разрезе в положении работы превентора в режиме «гидропривод»; на фиг.4 - автономный привод плашки в разрезе
в положении работы превентора в режиме «ручной привод»; на фиг.5 -фрагмент верхнего фланца превентора с установленной в нем герметизирующей вставкой; на фиг.6 - пластина - средство переключения
Превентор содержит двухступенчатый корпус 1, состоящий из верхней ступени 2 и нижней ступени 3 и имеющий верхний фланец 4 и нижний фланец 5. Корпус 1 выполнен цельнолитым из легированной стали и имеет грузозахватные элементы 34. В корпусе 1 выполнен сквозной осевой канал 6 для прохода спускаемых в скважину труб. Канал 6 может быть выполнен цилиндрическим по всей своей длине Кроме того, как показано на фиг.2 канал 6 может состоять из конического участка 7 (по форме усеченного конуса), выполненного в верхней ступени 2 выше его боковых каналов, корпуса 1 превентора, и цилиндрического участка 8, составляющего остальную часть канала 6. Конический участок 7 обращен своим большим основанием 9 наружу верхнего фланца 4. Возможно также выполнение, при котором канал 6 имеет конический участок и в нижней ступени 3 корпуса 1. Такой конический участок будет обращен своим большим основанием наружу нижнего фланца 5.
В верхней ступени 2 корпуса 1 имеется пара боковых каналов 10, расположенных противоположно друг другу. В нижней ступени 3 корпуса 1 также имеется пара боковых каналов 11, которые расположены противоположно друг другу. Каналы 10 и 11 ориентированы перпендикулярно сквозному осевому каналу 6. Каналы 10 закрыты боковыми крышками 12 и каналы 11 закрыты боковыми крышками 13.
Превентор содержит также два плашечных затвора. Один из затворов состоит из двух оппозитно расположенных плашек трубных 14, которые предназначены для обеспечения герметизации труб по наружному диаметру. Плашки трубные 14 установлены в боковых каналах 10 верхней ступени 2 корпуса 1 с возможностью перемещения посредством толкателя 18 в направлении, перпендикулярном осевому каналу 6 корпуса 1. Второй плашечный затвор состоит из двух оппозитно расположенных плашек глухих 15, которые служат для перекрытия осевого канала 6 корпуса 1 при
отсутствии труб в скважине. Плашки глухие 15 установлены в боковых каналах 11 нижней ступени 3 корпуса 1 с возможностью перемещения посредством толкателя 18 в перпендикулярном осевому каналу 6 корпуса 1 направлении из крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение и наоборот.
Каждый толкатель 18 плашек (14, 15) имеет автономный привод, который установлен на соответствующей боковой крышке (12, 13). Автономный привод содержит гидроцилиндр 16 с поршнем 19 закрепленным на толкателе 18, при этом один торец гидроцилиндра установлен на боковой крышке 12, 13, а другой его торец закрыт малой крышкой 20, снабженной патрубком 21, выполненным с поперечной прорезью 22. В патрубке перемещается ходовой винт 23, снабженный ограничительным кольцевым буртиком 24, расположенным в зоне окончания резьбы его резьбовой головной части 25 взаимодействующим с толкателем 18 перемещения плашек. Свободный конец ходового винта снабжен хвостовиком 26 для установки штурвала 27, используемого при работе превентора в режиме «ручной привод». В поперечной прорези 22, перемещается пластина 28, которая после перемещения фиксируется, и которая является средством переключения превентора на режим работы «гидропривод» или на режим работы «ручной привод». Средство переключения пластина 28, имеет продольно расположенное ступенчатое фигурное окно 29 с закругленными противоположными торцами типа «замочной скважины», с большим и меньшим диаметром. Отверстие большего диаметра выполнено с возможностью размещения в нем ходового винта 23 для обеспечения возможности его поступательного перемещения вдоль его оси при работе превентора в режиме «гидропривод». Для переключения работы привода в режиме «ручной привод» снимают фиксацию пластины 28, перемещают ее в прорези 22 перпендикулярно оси привода и снова фиксируют. Отверстие меньшего диаметра выполнено с возможностью размещения в нем ходового винта для обеспечения его вращательного движения. Привод каждой плашки (14, 15) в режиме «гидропривод» имеет каналы 31 и 32 в
боковых и малых крышках, снабженных штуцерными отверстиями со штуцерами 47 для подвода рабочей жидкости в подпоршневую и надпорневую полости гидроцилиндр 16, а также дополнительный перепускной канал 30 для перепуска рабочей жидкости в случае необходимости.
Верхний фланец 4 имеет сквозные боковые радиальные отверстия 33. Минимальное количество отверстий 33 равно двум, однако, возможно использование и большего количества таких отверстий. Каждое отверстие 33 предназначено для установки в нем средства 34 фиксации герметизирующей вставки 35. Рабочий хвостовик средства фиксации выполнен с продольной лыской 36, которая при взаимодействии с герметизирующей вставкой не только ее удерживает, но и поджимает ее для лучшей герметизации. Отверстия 33 могут быть расположены как под одинаковым углом друг относительно друга, так и под разными углами.
На торцевой части 37 фланцев выполнены кольцевая канавка 38, служащий для размещения уплотнительного кольца 39.
В корпусе 1 дополнительно имеется полость для подвода теплоносителя через крышку 40 со штуцером 41. Вывод теплоносителя осуществляется через крышку с другой стороны корпуса 1.Полость для теплоносителя выполнена кольцевой, на чертеже не показана. Боковые крышки 12, 13 крепятся к боковым фланцам 42, 43 корпуса 1 посредством удлиненных элементов 45, выполненных с резьбой в концевых зонах, при этом для подтяжки крепления на удлиненный элемент надевают распорную втулку 46 фиксируемою концевой гайкой. Такое выполнение крепления боковых крышек значительно облегчает техническое обслуживание превентора.
При использовании превентора его нижний фланец 5 устанавливают на верхнем фланце арматуры устья скважины и скрепляют с ним. При наличии труб в скважине задействуют приводы плашек трубных 14. При этом плашки 14 перемещаются в корпусе 1 независимо одна от другой в сторону осевого канала 6 корпуса. В результате встречного движения плашки 14 доходят до поверхности герметизируемых труб и плотно обжимают их. При отсутствии труб в скважине задействуют приводы плашек
глухих 15. При этом плашки 15 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.
Превентор может работать как в режиме «гидропривод», так и в режиме «ручной привод» в зависимости от ситуации.
При работе превентора в режиме «гидропривод» перепускной канал закрывают. Пластину 28 фиксируют в положении обеспечивающем проход винтового штока сквозь большее ее отверстие, тем самым обеспечивается осевое перемещение взаимодействующих винтового шток с толкателем и плашками. При подаче рабочей жидкости в гидроцилиндр 16 толкатель 18 вместе с ходовым винтом 23 перемещаются вдоль своей продольной оси на величину рабочего хода плашки (14, 15). В результате плашки переходит из исходного положения в рабочее, т.е. выдвигаются и либо охватывают трубопровод, расположенный в осевом канале, либо выдвигаются глухие плашки 15 и перекрывают осевой канал.
При работе превентора в режиме «ручной привод» пластину 28 фиксируют в положении, когда ходовой винт 23 может только вращаться в меньшем отверстии пластины. Ходовой винт 23 свободно вращается вокруг своей оси, но при этом ограничен от перемещения вдоль этой оси. При вращении винтового штока 23, его резьбовая часть 25 перемещается относительно толкателя 18, который как бы сходит с резьбы, тем самым перемещается вдоль своей оси и толкает на величину рабочего хода плашки. В результате плашка переходит из исходного положения в рабочее.