ВСТАВКА ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И АВАРИЙНО-РЕМОНТНЫХ РАБОТ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к устьевому оборудованию, используемому при проведении работ на нефтяных и газовых скважинах. Конкретно заявляемая полезная модель относится к конструкции вставки, используемой при проведении геофизических и аварийно-ремонтных работ на скважине.
Известно устройство для герметизации устья скважины, содержащее корпус, выполненный в виде катушки с фланцами для соединения с устьевым оборудованием, винтовые фиксаторы для фиксирования конусной муфты в корпусе (см. SU 1836541 A3, 1993 г.). Недостатком известного устройства является невозможность герметизации устья при проведении геофизических исследований с помощью глубинных приборов, спускаемых в скважину на кабеле через лубрикатор при избыточном устьевом давлении в скважине.
Известен герметизатор устья скважины, содержащий корпус, выполненный в виде катушки с фланцами для соединения с устьевым оборудованием, винтовые фиксаторы для фиксирования цилиндрической муфты в корпусе (см. SU 861552 A3, 1979 г.).
Ближайшим аналогом к заявляемой полезной модели является герметизатор устья скважины, содержащий полый цилиндрический корпус с фланцами и с посадочным седлом, выполненным в виде либо конуса, либо комбинированной поверхности цилиндра с конусом, сменную герметизирующую вставку, находящуюся в контакте с посадочным седлом и имеющую два сообщенных между собой канала, продольный сквозной и радиальный, при этом каждый из каналов снабжен съемным запорным органом, в качестве которого использован шаровой кран (см. RU 59123 U1, 2006 г.). Используемая в известном герметизаторе конструкция запорного органа не обеспечивает необходимую достаточную герметичность шарового крана в условиях воздействия на запорной орган рабочей среды в широком диапазоне
давлений. При этом использование в качестве обоих запорных органом одинаковых узлов, каждый из которых представляет шаровой кран, ограничивает эксплуатационные возможности герметизатора при проведении геофизических и аварийно-ремонтных работ на скважине.
Предлагаемая группа полезных моделей направлена на решение задачи по созданию конструкции вставки, обеспечивающей герметизацию устья скважины при проведении геофизических и аварийно-ремонтных работ на скважине при широком диапазоне устьевых давлений в скважине.
Технический результат, который достигается при использовании каждого из предлагаемых вариантов полезных моделей, заключается в повышении надежности герметизации устья скважины при проведении геофизических и аварийно-ремонтных работ при широком диапазоне устьевых давлений в скважине, а также в повышении срока службы вставки и надежности ее в работе. Дополнительно к этому третий, четвертый, пятый и шестой варианты выполнения полезной модели обеспечивают расширение эксплуатационных возможностей вставки при проведении работ на скважине.
Для достижения указанного технического результата предлагается вставка для геофизических и аварийно-ремонтных работ содержащая корпус с осевым каналом, имеющий один боковой отвод с радиальным каналом, сообщающимся с осевым каналом корпуса, и два запорных органа, выполненных с возможностью подсоединения соответственно к корпусу и его боковому отводу и служащих для перекрытия соответственно осевого и радиального каналов. Каждый запорный орган выполнен в виде шарового крана, содержащего корпус с осевым каналом и расположенные соосно внутри осевого канала корпуса шарового крана шар, выполненный со сквозным диаметральным отверстием и установленный с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса крана, при помощи средства для его поворота из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот, два опорных элемента, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара, и гайку для поджатия опорных элементов к поверхности шара, опирающуюся своим торцом, обращенным к шару, на опорный элемент и имеющую резьбовую нарезку на своей наружной боковой
поверхности, взаимодействующую с резьбовым участком на поверхности осевого канала корпуса. Шар расположен в корпусе крана таким образом, что в положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса крана, а в положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса крана. Гайка на своем торце, обращенном к шару, и участок корпуса, расположенный с противоположной относительно гайки стороны шара имеют кольцевые выборки, в каждой из которых расположен соответствующий опорный элемент, а на наружной боковой поверхности гайки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца. В корпусе шарового крана установлен стопор для фиксации гайки в положении, при котором обеспечивается поджатие гайкой опорных элементов к поверхности шара.
В соответствии со вторым вариантом выполнения полезной модели предлагается вставка для геофизических и аварийно-ремонтных работ, содержащая корпус с осевым каналом, имеющий два противолежащих боковых отвода с радиальным каналом в каждом из них, сообщающимся с осевым каналом корпуса, и три запорных органа, выполненных с возможностью подсоединения соответственно к корпусу и его боковым отводам и служащих для перекрытия соответственно осевого и радиальных каналов. Каждый запорный орган выполнен в виде шарового крана, содержащего корпус с осевым каналом и расположенные соосно внутри осевого канала корпуса шарового крана шар, установленный с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса крана, при помощи средства для его поворота из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот и выполненный со сквозным диаметральным отверстием, два опорных элемента, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара, и гайку для поджатия опорных элементов к поверхности шара, опирающуюся своим торцом, обращенным к шару, на опорный элемент и имеющую резьбовую нарезку на своей наружной боковой поверхности, взаимодействующую с резьбовым участком на поверхности осевого канала корпуса. Шар расположен в корпусе крана таким образом, что в положении    «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса крана, а в
положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса крана. Гайка на своем торце, обращенном к шару, и участок корпуса, расположенный с противоположной относительно гайки стороны шара имеют кольцевые выборки, в каждой из которых расположен соответствующий опорный элемент, а на наружной боковой поверхности гайки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца. В корпусе шарового крана установлен стопор для фиксации гайки в положении, при котором обеспечивается поджатие гайкой опорных элементов к поверхности шара.
По третьему варианту выполнения полезной модели предлагается вставка для геофизических и аварийно-ремонтных работ, содержащая корпус с осевым каналом, имеющий один боковой отвод с радиальным каналом, сообщающимся с осевым каналом корпуса, и два запорных органа, выполненных с возможностью подсоединения соответственно к корпусу и его боковому отводу и служащих для перекрытия соответственно осевого и радиального каналов. Запорный орган, служащий для перекрытия осевого канала, содержит корпус, выполненный из цельной литой заготовки и имеющий сквозной осевой канал и два боковых канала, расположенных противоположно друг другу, ориентированных перпендикулярно осевому каналу и закрытых боковыми крышками, размещенный внутри этого корпуса плашечный затвор, содержащий две противоположно расположенные плашки, установленные в боковых каналах корпуса с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, и по одному автономному приводу для каждой плашки, установленному в соответствующей боковой крышке. Боковые каналы корпуса для размещения герметизирующих плашек выполнены по форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, а нижняя часть каждого из этих боковых каналов снабжена, по крайней мере, одним наклонным в сторону сквозного осевого канала желобом. Каждая плашка состоит из уплотнительного элемента, армированного металлическим каркасом, и выполнена в форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, взаимодействующими с закругленными боковыми сторонами боковых каналов корпуса запорного органа, радиусной выборкой на переднем торце,
обеспечивающем герметизацию диапазона диаметров насосных штанг или кабеля, и Т-образным пазом на заднем торце для соединения с приводом. Запорный орган, служащий для перекрытия радиального канала, выполнен в виде шарового крана, содержащего корпус с осевым каналом и расположенные соосно внутри осевого канала корпуса шарового крана шар, установленный с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса крана, при помощи средства для его поворота из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот и выполненный со сквозным диаметральным отверстием, два опорных элемента, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара, и гайку для поджатия опорных элементов к поверхности шара, опирающуюся своим торцом, обращенным к шару, на опорный элемент и имеющую резьбовую нарезку на своей наружной боковой поверхности, взаимодействующую с резьбовым участком на поверхности осевого канала корпуса. Шар расположен в корпусе крана таким образом, что в положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса крана, а в положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса крана. Гайка на своем торце, обращенном к шару, и участок корпуса, расположенный с противоположной относительно гайки стороны шара имеют кольцевые выборки, в каждой из которых расположен соответствующий опорный элемент, а на наружной боковой поверхности гайки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца. В корпусе шарового крана установлен стопор для фиксации гайки в положении, при котором обеспечивается поджатие гайкой опорных элементов к поверхности шара.
Каждая боковая крышка имеет осевое отверстие, являющееся продолжением соответствующего бокового канала в корпусе и выполненное по форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами.
Согласно четвертому варианту выполнения предлагается вставка для геофизических и аварийно-ремонтных работ, содержащая корпус с осевым каналом, имеющий два противолежащих боковых отвода с радиальным каналом в каждом из них, сообщающимся с осевым каналом корпуса, и три запорных органа, выполненных с возможностью подсоединения соответственно
к корпусу и его боковым отводам и служащих для перекрытия соответственно осевого и радиальных каналов. Запорный орган, служащий для перекрытия осевого канала, содержит корпус, выполненный либо из цельной литой заготовки либо поковки, либо сварной и имеющий сквозной осевой канал и два боковых канала, расположенных противоположно друг другу, ориентированных перпендикулярно осевому каналу и закрытых боковыми крышками, размещенный внутри этого корпуса плашечный затвор, содержащий две противоположно расположенные плашки, установленные в боковых каналах корпуса с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, и по одному автономному приводу для каждой плашки, установленному в соответствующей боковой крышке. Боковые каналы корпуса для размещения герметизирующих плашек выполнены по форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, а нижняя часть каждого из этих боковых каналов снабжена, по крайней мере, одним наклонным в сторону сквозного осевого канала желобом. Каждая плашка состоит из уплотнительного элемента, армированного металлическим каркасом, и выполнена в форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, взаимодействующими с закругленными боковыми сторонами боковых каналов корпуса запорного органа, радиусной выборкой на переднем торце, обеспечивающем герметизацию диапазона диаметров насосных штанг или кабеля, и Т-образным пазом на заднем торце для соединения с приводом. Каждый запорный орган, служащий для перекрытия радиального канала выполнен в виде шарового крана, содержащего корпус с осевым каналом и расположенные соосно внутри осевого канала корпуса шарового крана шар, установленный с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса крана, при помощи средства для его поворота из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот и выполненный со сквозным диаметральным отверстием, два опорных элемента, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара, и гайку для поджатия опорных элементов к поверхности шара, опирающуюся своим торцом, обращенным к шару, на опорный элемент и имеющую резьбовую нарезку на своей наружной боковой поверхности, взаимодействующую с
резьбовым участком на поверхности осевого канала корпуса. Шар расположен в корпусе крана таким образом, что в положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса крана, а в положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса крана. Гайка на своем торце, обращенном к шару, и участок корпуса, расположенный с противоположной относительно гайки стороны шара имеют кольцевые выборки, в каждой из которых расположен соответствующий опорный элемент, а на наружной боковой поверхности гайки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца. В корпусе шарового крана установлен стопор для фиксации гайки в положении, при котором обеспечивается поджатие гайкой опорных элементов к поверхности шара.
Каждая боковая крышка имеет осевое отверстие, являющееся продолжением соответствующего бокового канала в корпусе и выполненное по форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами.
В соответствии с пятым вариантом выполнения предлагается вставка для геофизических и аварийно-ремонтных работ, содержащая корпус с осевым каналом, имеющий один боковой отвод с радиальным каналом, сообщающимся с осевым каналом корпуса, и два запорных органа, выполненных с возможностью подсоединения соответственно к корпусу и его боковому отводу и служащих для перекрытия соответственно осевого и радиального каналов. Запорный орган, служащий для перекрытия осевого канала, содержит корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал и два боковых канала, расположенных противоположно друг другу, ориентированных перпендикулярно осевому каналу и закрытых боковыми крышками, размещенный внутри корпуса плашечный затвор, содержащий две противоположно расположенные плашки для герметизации труб по наружному диаметру, установленные в боковых каналах корпуса с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, и по одному автономному винтовому приводу для каждой плашки, установленному в соответствующей боковой крышке. Каждая боковая крышка имеет осевой канал, являющийся продолжением соответствующего бокового канала в корпусе и образующий с этим каналом единую полость для размещения
подвижной плашки, осевой канал крышки и боковой канал корпуса выполнены с таким расчетом, что подвижная плашка в своем крайнем закрытом положении при герметизации трубы расположена внутри корпуса, а в своем крайнем открытом положении расположена частично внутри корпуса и частично внутри боковой крышки. Запорный орган, служащий для перекрытия радиального канала выполнен в виде шарового крана, содержащего корпус с осевым каналом и расположенные соосно внутри осевого канала корпуса шарового крана, шар, установленный с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса крана, при помощи средства для его поворота из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот и выполненный со сквозным диаметральным отверстием, два опорных элемента, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара, и гайку для поджатия опорных элементов к поверхности шара, опирающуюся своим торцом, обращенным к шару, на опорный элемент и имеющую резьбовую нарезку на своей наружной боковой поверхности, взаимодействующую с резьбовым участком на поверхности осевого канала корпуса. Шар расположен в корпусе крана таким образом, что в положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса крана, а в положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса крана. Гайка на своем торце, обращенном к шару, и участок корпуса, расположенный с противоположной относительно гайки стороны шара имеют кольцевые выборки, в каждой из которых расположен соответствующий опорный элемент, а на наружной боковой поверхности гайки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца. В корпусе шарового крана установлен стопор для фиксации гайки в положении, при котором обеспечивается поджатие гайкой опорных элементов к поверхности шара.
Корпус запорного органа, служащего для перекрытия осевого канала, снабжен грузозахватными элементами и выполнен цельнолитым совместно с грузозахватными элементами, а
Винтовой привод плашки 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.
Для контроля положения 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.
По шестому варианту выполнения предлагается вставка для геофизических и аварийно-ремонтных работ, содержащая корпус с осевым каналом, имеющий два боковых отвода с радиальным каналом в каждом, сообщающимся с осевым каналом корпуса, и три запорных органа, выполненных с возможностью подсоединения к корпусу и его боковым отводам и служащих для перекрытия соответственно осевого и радиальных каналов. Запорный орган, служащий для перекрытия осевого канала, содержит корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал и два боковых канала, расположенных противоположно друг другу, ориентированных перпендикулярно осевому каналу и закрытых боковыми крышками, размещенный внутри корпуса плашечный затвор, содержащий две противоположно расположенные плашки для герметизации труб по наружному диаметру, установленные в боковых каналах корпуса с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу корпуса, и по одному автономному винтовому приводу для каждой плашки, установленному в соответствующей боковой крышке. Каждая боковая крышка имеет осевой канал, являющийся продолжением соответствующего бокового канала в корпусе и образующий с этим каналом единую полость для размещения подвижной плашки, осевой канал крышки и боковой канал корпуса выполнены с таким расчетом, что подвижная плашка в своем крайнем закрытом положении при герметизации трубы расположена внутри корпуса, а в своем крайнем открытом положении расположена частично внутри корпуса и частично внутри боковой крышки. Каждый запорный орган, служащий для
перекрытия радиального канала выполнен в виде шарового крана, содержащего корпус с осевым каналом и расположенные соосно внутри осевого канала корпуса шарового крана, шар, установленный с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса крана, при помощи средства для его поворота из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот и выполненный со сквозным диаметральным отверстием, два опорных элемента, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара, и гайку для поджатия опорных элементов к поверхности шара, опирающуюся своим торцом, обращенным к шару, на опорный элемент и имеющую резьбовую нарезку на своей наружной боковой поверхности, взаимодействующую с резьбовым участком на поверхности осевого канала корпуса. Шар расположен в корпусе крана таким образом, что в положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса крана, а в положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса крана. Гайка на своем торце, обращенном к шару, и участок корпуса, расположенный с противоположной относительно гайки стороны шара имеют кольцевые выборки, в каждой из которых расположен соответствующий опорный элемент, а на наружной боковой поверхности гайки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца. В корпусе шарового крана установлен стопор для фиксации гайки в положении, при котором обеспечивается поджатие гайкой опорных элементов к поверхности шара.
Корпус запорного органа, служащего для перекрытия осевого канала, снабжен грузозахватными элементами и выполнен цельнолитым совместно с грузозахватными элементами, а
Винтовой привод плашки 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.
Для контроля положения 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.
Дополнительно по каждому из указанных вариантов вставка имеет следующие особенности выполнения.
Средство поворота шара из открытого положения в закрытое и наоборот содержит поворотный шток, расположенный в выполненном в корпусе шарового крана боковом канале и подсоединенный к шару, и рукоятку, установленную в поворотном штоке и расположенную снаружи корпуса., при этом поворотный шток имеет на поверхности своего участка, установленного в боковом канале корпуса, кольцевые канавки, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы, а также имеет кольцевой бурт, диаметр которого больше диаметра участка штока, установленного в боковом канале корпуса, при этом на поверхности осевого канала корпуса в зоне установки средства поворота шара имеется ступенчатая выборка, в которую заглублен кольцевой бурт.
В корпусе шарового крана выполнено сквозное боковое отверстие для размещения стопора для фиксации гайки, при этом стопор выполнен в виде винта, на боковой поверхности головки которого расположен кольцевой уплотнительный элемент, причем на внутренней поверхности центрального отверстия гайки предусмотрен участок под гаечный ключ шестигранной формы.
Благодаря использованию в конструкции шарового крана, используемого в каждом из предлагаемых вариантов выполнения вставки, гайки, установленной внутри корпуса шарового крана и опирающейся своим торцом на опорный элемент, обеспечивается возможность регулировки степени поджатия кольцевых опорных элементов к поверхности шара, в том числе и в случае износа трущейся пары «опорный элемент - поверхность шара». В результате обеспечивается необходимое уплотнение в зоне этой пары. Расположение кольцевых опорных элементов в обращенных друг к другу кольцевых выборках, выполненных соответственно в торце гайке, обращенном к шару и в противолежащем этому торцу участке корпуса, обеспечивает при
воздействии на опорные элементы со стороны гайки их равномерную деформацию как в осевом, так и в радиальном направлении, благодаря чему повышается степень герметизации пары «опорный элемент - поверхность шара» и увеличивается срок службы запорного узла. Возможное отворачивание гайки неизбежно приведет к снижению степени герметизации пары «опорный элемент - поверхность шара». Чтобы исключить ослабление поджатия опорных элементов к шару из-за отворачивания гайки, в шаровом кране предусмотрен стопор, фиксирующий гайку в положении, при котором обеспечивается поджатие ею опорных элементов к шару. Наличие на наружной боковой поверхности гайки кольцевых уплотнительных элементов дополнительно способствует повышению герметичности запорного узла.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 схематично изображена вставка по первому варианту выполнения;
на фиг.2 - то же, по второму варианту выполнения;
на фиг.3 - то же, по третьему варианту выполнения;
на фиг.4 - то же, по четвертому варианту выполнения;
на фиг.5 - то же, по пятому варианту выполнения;
на фиг.6 - то же, по шестому варианту выполнения;
на фиг.7 - общий вид вставки по первому варианту выполнения;
на фиг.8 - конструкция запорного органа, выполненного в виде шарового крана;
на фиг.9 - конструкция запорного органа, служащего для перекрытия осевого канала корпуса вставки по третьему и четвертому вариантам ее выполнения, вид спереди;
на фиг.10 - автономный привод плашки запорного органа, служащего для перекрытия осевого канала корпуса вставки по третьему и четвертому вариантам ее выполнения, вид спереди, в разрезе;
на фиг.11 - общий вид уплотнительной плашки запорного органа, служащего для перекрытия осевого канала корпуса вставки по третьему и четвертому вариантам ее выполнения;
на фиг.12 - конструкция запорного органа, служащего для перекрытия осевого канала корпуса вставки по пятому и шестому вариантам ее выполнения, вид спереди;
на фиг.13 - автономный привод плашки запорного органа, служащего для перекрытия осевого канала корпуса вставки по пятому и шестому вариантам ее выполнения, вид спереди.
Предлагаемая по первому варианту выполнения вставка содержит корпус 1 с боковым отводом 2 и два запорных органа 3 и 4 (фиг.1). Корпус 1 выполнен из цельной литой заготовки, имеет осевой канал 5, а боковой отвод 2 - радиальный канал 6, который сообщается с осевым каналом 5. Запорные органы 3 и 4 выполнены с возможностью подсоединения соответственно к корпусу 1 и боковому отводу 2, при этом запорный орган 3 служит для перекрытия осевого канала 5, а запорный орган 4 - для перекрытия соответственно радиального канала 6.
Каждый запорный орган 3, 4 выполнен в виде шарового крана. Корпус 7 имеет осевой канал 8. Шар 9 шарового крана установлен в корпусе 7 с возможностью поворота вокруг оси 10, перпендикулярной оси 11 канала 8 корпуса 7. Шар 9 имеет сквозное диаметральное отверстие 12. При установке шара 9 в положении «открыто» отверстие 12 совпадает с осевым каналом 8 корпуса 7, а в положении «закрыто» поверхность шара 9 перекрывает осевой канал 8 корпуса 7.
Средство поворота шара 9 содержит поворотный шток 13, который расположен в боковом канале, выполненном в корпусе 7. Ось указанного бокового канала перпендикулярна оси осевого канала 8 корпуса 7. Поворотный шток 13 имеет хвостовик 14, посредством которого шток подсоединяется к шару 9. Хвостовик 14 размещен в гнезде, выполненном в шаре 9. В штоке 13 выполнено шестигранное гнездо 15, в котором расположен хвостовик рукоятки 16. Участок 17 штока 13, расположенный непосредственно в боковом канале корпуса 7, имеет на своей наружной боковой поверхности кольцевые канавки, в которых расположены кольцевые уплотнительные элементы 18. Кроме того, поворотный шток 13 имеет кольцевой бурт 19, диаметр которого больше диаметра участка 17 штока 13. При этом на поверхности осевого канала
корпуса 7 имеется ступенчатая выборка 20, в которую заглублен кольцевой бурт 19. Наличие бурта 19 и его размещение в ступенчатой выборке 20 создает дополнительную герметизацию в узле крепления средства поворота шара.
На поворотный шток 13 нанесена риска, по которой определяют положение шарового крана (открытое или закрытое).
В корпусе 7 по разные стороны от шара 9 и перпендикулярно оси канала 8 установлены опорные элементы 21 и 22. Каждый опорный элемент выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара 9. Седла шара 9 выполнены из сополимера полиамида, что обеспечивает их высокую надежность и позволяет отказаться от дополнительной смазки.
Внутри корпуса 7 установлена гайка 23, на наружной боковой поверхности которой имеется резьбовая нарезка 24, взаимодействующая с резьбовым участком на поверхности осевого канала 8 корпуса 7. На внутренней поверхности центрального отверстия гайки 23 имеется фигурный участок 25 шестигранной формы под гаечный ключ. В гайке 23 со стороны ее торца, обращенного к шару 9, выполнена кольцевая выборка 26. Аналогичная кольцевая выборка 27 выполнена на участке корпуса 7, расположенном с противоположной относительно гайки 23 стороны шара 9. Гайка 23 предназначена для обеспечения поджатия опорных элементов (седел) 21, 22 к поверхности шара 9 с целью достижения герметичности крана.
На наружной боковой поверхности гайки 23 выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца 28 и 29.
Фиксированное положение гайки 23 в корпусе 7 обеспечено стопором 30, благодаря которому исключается отворачивание гайки 23. Стопор 30 установлен в боковом отверстии, имеющемся в корпусе 7. Стопор 30 выполнен в виде винта. На боковой поверхности головки винта выполнена кольцевая канавка, в которой расположен кольцевой уплотнительный элемент, а под головкой винта установлена шайба.
Показанная выше конструкция использована в качестве запорного органа, представляющего собой шаровой кран, во всех вариантах выполнения вставки
Второй вариант выполнения вставки предусматривает наличие корпуса 1, двух боковых отводов 2 и 2а и трех запорных органов 3, 4 и 4а (фиг.2). Корпус
1 выполнен из цельной литой заготовки, имеет осевой канал 5, боковой отвод 2 имеет радиальный канал 6 и боковой отвод 2а - радиальный канал 6а. Радиальные каналы 6 и 6а сообщаются с осевым каналом 5. Запорные органы 3, 4 и 4а выполнены с возможностью подсоединения соответственно к корпусу 1 и боковым отводам 2 и 2а, при этом запорный орган 3 служит для перекрытия осевого канала 5, запорный орган 4 - для перекрытия радиального канала 6 и запорный орган 4а - для перекрытия радиального канала 6а. Каждый из запорных органов 3, 4, 4а выполнен в виде шарового крана. Конструкция каждого шарового крана, используемого во втором варианте выполнения вставки полностью соответствует показанной выше конструкции шарового крана, примененной при выполнении вставки по первому варианту.
Согласно третьему варианту выполнения вставка содержит корпус 1, один боковой отвод 2 и два запорных органа 3 и 4 (фиг.3). Корпус 1 выполнен из цельной литой заготовки, имеет осевой канал 5, боковой отвод 2 имеет радиальный канал 6. Радиальный канал 6 сообщается с осевым каналом 5. Запорные органы 3 и 4 выполнены с возможностью подсоединения соответственно к корпусу 1 и боковому отводу 2, при этом запорный орган 3 служит для перекрытия осевого канала 5, а запорный орган 4 - для перекрытия радиального канала 6. Запорный орган 4 выполнен в виде шарового крана. Конструкция шарового крана, используемого в третьем варианте выполнения вставки полностью соответствует показанной выше конструкции шарового крана, примененной при выполнении вставки по первому варианту.
Запорный орган 3 представляет собой превентор и содержит корпус 31, выполненный из цельной литой заготовки и имеющий сквозной осевой канал 32 и два боковых сквозных канала 33 и 34, расположенных противоположно друг другу, ориентированных перпендикулярно осевому каналу 32 и закрытых боковыми крышками 35, закрепленными на корпусе винтами. Осевой канал 32 служит для пропуска насосных штанг либо различных устройств на кабеле. Внутри корпуса 31 расположен плашечный затвор, содержащий две противоположно расположенные герметизирующие сменные плашки 36 и 37, установленные в боковых каналах  33 и 34 корпуса 31 с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу 32 корпуса.
Герметизация между корпусом 31 и крышками 35 осуществляется уплотнителем 38, установленным в канавке крышки. Каждая крышка 35 имеет полость, которая является продолжением соответствующего бокового канала и служит для размещения плашки соответствующей плашки 36, 37 в открытом положении запорного органа 3. Боковые каналы 33, 34 корпуса 31 для размещения герметизирующих плашек 36, 37 выполнены по форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, а нижняя часть каждого из этих боковых каналов снабжена, по крайней мере, одним наклонным в сторону сквозного осевого канала желобом. Каждая плашка 36, 37 состоит из уплотнительного элемента, армированного металлическим каркасом, и выполнена в форме прямоугольника с закругленными боковыми сторонами 39, которые взаимодействуют с закругленными боковыми сторонами боковых каналов 33, 34 корпуса 31 запорного органа. На переднем торце уплотнительного элемента предусмотрена радиусная выборка, обеспечивающая герметизацию диапазона диаметров насосных штанг или кабеля, а на его заднем торце - Т-образный паз для соединения с приводом. Каждая плашка 36, 37 может иметь на наружной поверхности выступающий поясок, охватывающий боковые и верхнюю поверхности плашки.
Для перемещения каждой плашки 36, 37 предусмотрен свой автономный привод, установленный в соответствующей боковой крышке 35. Привод содержит стакан 40, ввернутый в крышку 35 и зафиксированный от отворота планкой. Внутри стакана 40 установлен толкатель 41, соединенный с плашкой при помощи Т-образного паза, с возможностью осевого перемещения и взаимодействующий с гайкой 42, ввернутой в стакан 40. Герметичность привода плашек достигается установкой уплотнительного кольца 43 и манжеты 44. Закрытие и открытие запорного органа 3 производится при помощи рукояток 44а, зафиксированных на гайках 42. Принцип действия привода заключается в том, что при вращении гайка 42 получает поступательное движение за счет резьбового соединения правосторонней навивки со стаканом 40. При этом толкатель 41, соединенный с гайкой 42 посредством резьбы левосторонней навивки и зафиксированный от проворота Т-образным соединением с плашкой (36, 37) получает дополнительное перемещение с
плашкой. Таким образом, достигается двойной ход плашки за один оборот рукоятки 44а. В конструкции запорного органа 3 используются сменные плашки (36, 37), в зависимости от типоразмера штанги или кабеля нескольких диаметров, и пара глухих плашек, используемых для закрытия запорного органа 3 при отсутствии насосных штанг или кабеля.
По четвертому варианту выполнения вставка содержит корпус 1, два боковых отвода 2 и 2а и три запорных органа 3, 4 и 4а (фиг.4). Корпус 1 выполнен из цельной литой заготовки, имеет осевой канал 5, боковой отвод 2 имеет радиальный канал 6, а боковой отвод 2а - радиальный канал 6а. Радиальные каналы 6 и 6а сообщаются с осевым каналом 5. Запорные органы 3, 4 и 4а выполнены с возможностью подсоединения соответственно к корпусу 1 и боковым отводам 2 и 2а, при этом запорный орган 3 служит для перекрытия осевого канала 5, запорный орган 4 - для перекрытия радиального канала 6 и запорный орган 4а - для перекрытия радиального канала 6а. Каждый из запорных органов 4, 4а выполнен в виде шарового крана. Конструкция каждого из шаровых кранов, используемых в четвертом варианте выполнения вставки, полностью соответствует показанной выше конструкции шарового крана, примененной при выполнении вставки по первому варианту. Конструкция запорного органа 3, используемого в четвертом варианте и служащего для перекрытия осевого канала 5, полностью соответствует показанной выше конструкции запорного органа 3, примененной при выполнении вставки по третьему варианту.
В соответствии с пятым вариантом выполнения вставка содержит корпус 1, один боковой отвод 2 и два запорных органа 3 и 4 (фиг.5). Корпус 1 выполнен из цельной литой заготовки, имеет осевой канал 5, боковой отвод 2 имеет радиальный канал 6. Радиальный канал 6 сообщается с осевым каналом 5. Запорные органы 3 и 4 выполнены с возможностью подсоединения соответственно к корпусу 1 и боковому отводу 2, при этом запорный орган 3 служит для перекрытия осевого канала 5, а запорный орган 4 - для перекрытия радиального канала 6. Запорный орган 4 выполнен в виде шарового крана. Конструкция шарового крана, используемого в четвертом варианте выполнения
вставки, полностью соответствует показанной выше конструкции шарового крана, примененной при выполнении вставки по первому варианту.
Конструкция запорного органа 3 по пятому варианту выполнения вставки, служащего для перекрытия осевого канала, представляет собой малогабаритный превентор и включает корпус 45 с верхним фланцем 46 и нижним фланцем 47. Корпус 45 запорного органа может быть снабжен грузозахватными элементами и выполнен цельнолитым совместно с грузозахватными элементами. В корпусе 45 выполнен сквозной осевой канал 48 для прохода спускаемых в скважину труб и два боковых канала 49. Сквозной осевой канал 48 состоит из конического участка 50, (по форме усеченного конуса), выполненного в верхней части корпуса 45 запорного органа 3, и цилиндрического участка 51, составляющего остальную часть канала 48. Конический участок 50 обращен своим большим основанием наружу верхнего фланца 46. Боковые каналы 49 расположены противоположно друг другу и ориентированны перпендикулярно осевому каналу 48. Снаружи корпуса 45 боковые каналы 49 закрыты боковыми крышками 52 и 53. Внутри корпуса 45 расположен плашечный затвор, который состоит из двух противоположно расположенных плашек 54, предназначенных для герметизации труб по их наружному диаметру. Плашки 54 установлены в боковых каналах 49 корпуса 45 и могут перемещаться в этих каналах в направлении, перпендикулярном осевому каналу 48 корпуса 45. Каждая боковая крышка 52, 53 имеет осевой канал 55, который является продолжением соответствующего бокового канала 49 в корпусе 45. Ось канала 55 совпадает с осью бокового канала 49. В результате осевой канал 55 крышки и боковой канал 49 образуют единую полость для размещения подвижной плашки 54. При этом осевой канал 55 боковой крышки (52, 53) и боковой канал 49 корпуса 45 выполнены с таким расчетом, что подвижная плашка 54 в своем крайнем закрытом положении при герметизации трубы расположена внутри корпуса 45, а в своем крайнем открытом положении расположена частично внутри корпуса 45 и частично внутри боковой крышки (52, 53). Каждая плашка 54 имеет автономный винтовой привод, который установлен в боковой крышке (52, 53). Винтовой привод плашки 54 содержит расположенный в корпусе 56 этого привода
двухступенчатый винт 57. Двухступенчатый винт 57 имеет участок 58 с резьбой правосторонней навивки на одной из его ступеней, взаимодействующей с корпусом 56, и участок 59 с резьбой левосторонней навивки на другой его ступени, взаимодействующей с толкателем 60 соответствующей плашки 54, расположенным с возможностью перемещения в корпусе привода. На концевой части двухступенчатого винта 57,    несущей резьбу правосторонней навивки (участок 58), выполнены кольцевые канавки 61 и 62. Благодаря канавкам 61 и 62 можно проконтролировать положение плашки 54 внутри корпуса 45. Расстояние между канавками 61 и 62 коррелируется с ходом подвижной плашки 54 из одного крайнего положения в другое. Каждый двухступенчатый винт 57 имеет хвостовик 63 для установки штурвала винтового привода. Ограничителем для штурвала является торец кольцевого выступа 65, примыкающего к кольцевой канавке 62. Другой торец выступа 65 служит ограничителем перемещения винта при закрытии плашек.
По шестому варианту выполнения вставка содержит корпус 1, два боковых отвода 2 и 2а и три запорных органа 3, 4 и 4а (фиг.6). Корпус 1 выполнен из цельной литой заготовки, имеет осевой канал 5, боковой отвод 2 имеет радиальный канал 6, а боковой отвод 2а - радиальный канал 6а. Радиальные каналы 6 и 6а сообщаются с осевым каналом 5. Запорные органы 3, 4 и 4а выполнены с возможностью подсоединения соответственно к корпусу 1 и боковым отводам 2 и 2а, при этом запорный орган 3 служит для перекрытия осевого канала 5, запорный орган 4 - для перекрытия радиального канала 6 и запорный орган 4а - для перекрытия радиального канала 6а. Каждый из запорных органов 4, 4а выполнен в виде шарового крана. Конструкция каждого из шаровых кранов, используемых в шестом варианте выполнения вставки, полностью соответствует показанной выше конструкции шарового крана, примененной при выполнении вставки по первому варианту. Конструкция запорного органа 3, используемого в шестом варианте и служащего для перекрытия осевого канала 5, полностью соответствует показанной выше конструкции запорного органа 3, примененной при выполнении вставки по пятому варианту.
Работает устройство следующим образом. Устанавливают сменную герметизирующую вставку в основание и фиксируют ее подвижными ползунами. На шаровой кран, используемый в каждом из вариантов выполнения вставки, устанавливают лубрикатор с геофизическим прибором внутри (не показано). Производят спуск прибора в скважину на заданную глубину и проводят исследовательские работы. При необходимости создать избыточное давление в скважине закачивают через шаровой кран необходимое количество жидкости и проводят дальнейшие исследовательские работы. При этом шаровой кран функционирует следующим образом. При открытом положении шарового крана рабочая среда свободно проходит через его осевой канал. Для закрытия крана необходимо при помощи рукоятки 16 повернуть шток 13 по часовой стрелке на 90°, при этом риска на штоке 13 должна совпасть с буквой «З» (закрыто) на корпусе 7. Открытие производится поворотом штока 13 против часовой стрелки на 90°, при этом риска на штоке 13 должна совпасть с буквой «О» (открыто) на корпусе 7.
В процессе эксплуатации вставки, выполненной в соответствии с третьим и четвертым вариантами в боковых каналах 33 и 34 корпуса 31 запорного органа 3 устанавливают плашки 36 и 37 типоразмера, соответствующего используемым штангам или кабеля. Для обеспечения герметизации приводят в действие приводы плашек 36 и 37. При этом для закрытия плашек вращают рукоятки по часовой стрелке. В результате плашки 36 и 37 начинают перемещаться из крайнего открытого положения в закрытое положение, при котором они вступают в контакт с герметизируемой штангой или кабелем и плотно обжимают их. Открытие осуществляется перемещением плашек 36 и 37 в крайние открытые положения вращением рукояток против часовой стрелки. Запорный орган 4 по третьему варианту или запорные органы 4 и 4а по четвертому варианту используются таким же образом, как это показано выше при описании функционирования шарового крана.
В процессе эксплуатации вставки, выполненной в соответствии с пятым и шестым вариантами, в начальном состоянии плашки 54 запорного органа 3 расположены в крайнем открытом положении, при котором одна часть каждой плашки 54 располагается частично внутри корпуса 45, а ее другая часть -
внутри соответствующей боковой крышки (52, 53). Для обеспечения герметизации труб, размещаемых в скважине и предварительно зафиксированных средствами фиксации, приводят в действие автономные винтовые приводы плашек 54. В результате плашки 54 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. При этом плашки 54 выходят из осевых каналов в боковых крышках (52, 53) и полностью размещаются в корпусе 45. Разгерметизация трубы осуществляется перемещением плашек 54 в крайние открытые положения в обратной последовательности. Запорный орган 4 по пятому варианту или запорные органы 4 и 4а по шестому варианту используются таким же образом, как это показано выше при описании функционирования шарового крана.