ПРЕВЕНТОР ШТАНГОВЫЙ КАБЕЛЬНЫЙ ПШК КаШтан (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к конструкции превентора, предназначенного для использования в качестве противовыбросового оборудования для герметизации трубного канала насосно-компрессорных труб (НКТ) при спуске и подъеме штанг или геофизического кабеля в процессе ремонта, освоения и проведения работ на нефтяных и газовых скважинах.
Известен плашечный превентор, содержащий корпус, имеющий стволовый вертикальный 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, 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 (RU 2214499 С2, 2003 г.).
Известный превентор предназначен для герметизации трубного канала при спуске и подъеме штанг или геофизического кабеля в процессе ремонта, освоения и проведения работ на нефтяных и газовых скважинах. Недостатком конструкция известного превентора является то, что он не позволяет осуществлять дополнительное технологическое обслуживание, связанное с эксплуатацией нефтяных и газовых скважин, является сложным в конструктивном выполнении.
Известен превентор малогабаритный штанговый, содержащий корпус с вертикальным осевым каналом и двумя боковыми каналами для перемещения плашек с приводом, управляемым вручную, и предназначенный для герметизации трубного канала, труб при работе с насосами-штангами или геофизическим кабелем (см. Каталог НПО «СибБурМаш,
г.Тюмень, см. приложение). Данный превентор является сложным в конструктивном выполнении, а используемые плашки сложны по конструкции и требуют отдельной фиксации их от проворота при перемещении.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи по упрощению конструкции как самого превентора штангового кабельного, обладающего необходимыми эксплуатационными качествами при проведении работ на нефтяных и газовых скважинах, так и используемых плашек, а также расширение его функциональных возможностей при эксплуатации.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемой полезной модели, заключается в упрощении конструкции превентора, а так же в расширении технологических и эксплуатационных возможностей превентора.
Поставленная задача достигается тем, что в превенторе штанговом кабельном, содержащем корпус, 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, 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, корпус выполнен из цельной литой заготовки, а боковые каналы корпуса выполнены в виде прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, при этом нижняя часть каждого из боковых каналов для размещения герметизирующих плашек снабжена, по крайней мере, одним наклонным в сторону сквозного осевого канала желобом, причем каждая плашка состоит из уплотнительного элемента армированного металлическим каркасом и выполнена в виде прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, взаимодействующими с закругленными боковыми сторонами
боковых каналов превентора, радиусной выборкой на переднем торце, обеспечивающим герметизацию диапазона диаметров насосных штанг или кабеля, и Т-образным пазом на заднем торце для соединения с приводом, и может иметь на наружной поверхности выступающий поясок, охватывающий боковые и верхнюю поверхности плашки.
Металлический каркас плашки выполнен либо цельным, либо из отдельных частей соединенных уплотнительным элементом, и включает верхнюю и нижнюю пластины с наклонными боковыми гранями, и заднюю часть, выполненную в виде прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, Т - образным пазом на задней стороне, при этом верхняя пластина может быть выполнена со сквозными пазами. Каждая плашка может быть снабжена подвижными вкладышами, выполненными в виде прямоугольника с угловой радиусной выборкой, коррелирующейся с радиусной выборкой переднего торца плашки, и снабженными цилиндрическими ограничителями, взаимодействующими с пазами верхней пластины плашки.
Каждая боковая крышка имеет осевое отверстие, являющееся продолжением соответствующего бокового канала в корпусе.
Корпус превентора может быть снабжен боковым патрубком, осевой канал которого расположен под боковыми каналами плашечного затвора и сообщен со сквозным осевым каналом корпуса, а ось бокового патрубка расположена перпендикулярно вертикальной плоскости, проходящей через оси боковых каналов плашечного затвора.
Превентор может быть снабжен шаровым краном, подсоединенным к боковому патрубку и включающим корпус с осевым каналом, сообщающимся с каналом бокового патрубка, шар, установленный внутри корпуса шарового крана с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси канала корпуса крана, и имеющий сквозное диаметральное отверстие, и средство поворота шара из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот. Шар расположен в корпусе крана таким образом, что
при положении «открыто» отверстие шара совпадает с осевым каналом корпуса крана, а при положении «закрыто» поверхность шара перекрывает осевой канал корпуса крана.
Шаровой кран имеет два контактирующих с шаром опорных элемента, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара.
Средство поворота шара из открытого положения в закрытое и наоборот содержит поворотный шток, подсоединенный к шару, и рукоятку, установленную на хвостовике поворотного штока.
Предпочтительно, чтобы корпус превентора выполнен цилиндрическим.
Автономный привод плашки содержит стакан, установленный в канале боковой крышки, имеющий резьбу на внутренней поверхности своей части, расположенной за пределами крышки, расположенный в стакане толкатель, один конец которого взаимодействует с плашкой, а на другом имеется резьбовой участок, и хвостовик один конец которого имеет наружную резьбу, взаимодействующую с резьбой на внутренней поверхности стакана, и внутреннее гнездо с резьбой для навинчивания на резьбовой участок толкателя, при этом на другом конце хвостовика установлена рукоятка.
В результате такого конструктивного выполнения превентора, плашек, автономного привода каждой плашки и снабжения превентора боковым патрубком расширяются его технологические и эксплуатационные возможности, а выполнение корпуса литым - значительно упрощает его конструкцию.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид заявляемого превентора, в аксонометрии; на фиг.2 - вид превентора сзади с частичным разрезом; на фиг.3 - вариант превентора с боковым патрубком и шаровым краном, вид сбоку;
на фиг.4 - плашки превентора в разрезе; на фиг.5 - плашка в аксонометрии; на фиг.6 - плашка вид сверху; на фиг.7 - плашка в аксонометрии с изображением передней стенки; на фиг.8 - плашка в аксонометрии с изображением задней стенки; на фиг.9 - вкладыш плашки; на фиг.10 - привод плашки, на фиг.11 - средство попорота шара, на фиг.12 - вид А фиг.2, на наклонные желоба в нижней части боковых каналах
Превентор содержит корпус 1, выполненный из цельной литой заготовки, имеющий вертикальный сквозной осевой канал 2, служащий для пропуска насосных штанг либо различных устройств на кабеле. В корпусе 1 имеется сквозной боковой канал 3 для размещения герметизирующих противоположно направленных плашек 4 и пересекающий вертикальный канал 2 под прямым углом, при этом нижняя часть каждого из боковых каналов 3 для размещения герметизирующих плашек снабжена по крайней мере одним желобом 25, наклоненными в сторону осевого канала 2. Желобов может быть выполнено несколько, но обязательно между желоба должны быть направляющими 26, по которым перемещаются плашки 4, выполненные в виде прямоугольника с закругленными боковыми сторонами. По желобам 25 выводиться грязь при перемещении плашек. Боковые каналы 3 корпуса в поперечном сечении имеют форму прямоугольника с закругленными боковыми сторонами, т.е. полностью повторяют форму плашки 4, и закрыты крышками 5 привода 6 плашек 4, закрепленными на корпусе болтами 7. Герметизация между корпусом 1 и крышками 5 осуществляется уплотнителем 8, установленным в канавке крышки 5. Предпочтительное выполнение корпуса 1 - цилиндрическим.
Корпус 1 превентора может быть снабжен боковым патрубком 9, расположенным ниже канала 3 плашек 4 и перпендикулярно ему, с осевым каналом 10, который сообщается с вертикальным каналом 2 корпуса 1.
Привод 6 каждой из плашек 4, состоит из крышки 5, в которую ввернут стакан 11, зафиксированный от отворота планкой 12. Внутри стакана 11 установлен толкатель 13, соединенный с плашкой 4 при помощи
Т-образного паза, с возможностью осевого перемещения и взаимодействующий с хвостовик 14, ввернутой в стакан 11.
Герметичность привода 6 плашек достигается установкой уплотнительного кольца 15 и манжеты 16.
Закрытие и открытие превентора производится при помощи рукояток 17, зафиксированных винтом 29 на хвостовиках гаек 14
Один конец толкателя взаимодействует с соответствующей плашкой 4. На другом конце толкателя 13 имеется резьбовой участок. Герметизация толкателя 13 осуществляется манжетой 16 и кольцом 15.
Принцип действия привода 6 заключается в том, что при вращении хвостовик 14 получает поступательное движение за счет резьбового соединения правосторонней навивки со стаканом 11. При этом толкатель 13, соединенный с хвостовиком 14 посредством внутренней резьбы с левосторонней навивки и зафиксированный от проворота Т-образным соединением с плашкой 4, получает дополнительное перемещение с плашкой 4. Таким образом, достигается двойной ход плашки 4 за один оборот рукоятки 17.
В конструкции превентора могут использоваться сменные плашки 4, в зависимости от типоразмера герметизирующих штанги или кабеля нескольких диаметров, и пара глухих плашек, используемых для закрытия превентора при отсутствии насосных штанг или кабеля.
Герметизирующие плашки 4 представляют собой уплотнительные элементы 18, армированные сверху и снизу металлическими пластинами 19, 20. Верхняя пластина 19 и нижняя пластина 20 в передней части имеют радиусные выборка 30, коррелирующейся с диаметрами типоразмеров герметизируемых штанг или кабеля. Боковые грани пластин 19, 20 скошены под углом 48, 49 соответственно. Уплотнительный элемент 18 в передней части имеет радиусную выборку 31, коррелирующейся с диаметрами типоразмеров герметизируемых штанг или кабеля. Задний торец плашки имеет торцевую арматуру 21 с Т-образным пазом 22 для соединения с
толкателем и выступом 23 для более надежного зацепления с уплотнительным элементом 18. Верхняя пластина может быть выполнена со сквозными пазами 50, взаимодействующими с цилиндрическим ограничителем 51 подвижного вкладыша 52, выполненным в виде прямоугольника с угловой радиусной выборкой 53, коррелирующейся с радиусной выборкой переднего торца плашки.
На поверхности плашки 4 выполнен выступающий поясок 24 уплотнительного элемента 18, при закрытии плотно прилегающий к корпусу 1 и обеспечивающий начальную дополнительную герметичность превентора в канале 3. Дальнейшая герметизация обеспечивается поджимом плашек 4 до полного прилегания уплотнительного элемента 18 к корпусу 1 и охватывания насосных штанг или кабеля.
В процессе эксплуатации превентора в боковых каналах 3 корпуса 1 устанавливают плашки типоразмера, соответствующего используемым штангам или кабеля. Для обеспечения герметизации приводят в действие приводы 6 плашек 4. При этом для закрытия плашек вращают рукоятки 17 по часовой стрелке. В результате плашки 4 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 4 в крайние открытые положения вращением рукояток 17 против часовой стрелки.
Корпус 1 превентора может быть снабжен боковым патрубком 9 (боковой отвод), имеющий сквозной осевой канал 10, который сообщается с осевым каналом 2 корпуса 1. Патрубок 9 расположен в нижней части корпуса 1 таким образом, что его осевой канал 10 располагается под боковым каналом 3 плашечного затвора.
Предпочтительно, чтобы боковой патрубок 9 располагался по отношению к корпусу 1 превентора радиально и чтобы ось его канала 10 была расположена под прямым углом к вертикальной плоскости симметрии, проходящей через ось бокового канала 3 плашечного затвора.
Превентор снабжен шаровым краном 32, который подсоединен к боковому патрубку 9. Шаровой кран 32 содержит корпус 33 с осевым каналом 34, установленный внутри корпуса 33 шар 35 и средство 36 поворота шара. Осевой канал 34 корпуса 33 шарового крана 32 сообщается с каналом 10 бокового патрубка 9.
Шар 35 имеет сквозное диаметральное отверстие 37 и установлен внутри корпуса 33 с возможностью вращения вокруг оси 38, перпендикулярной оси 39 канала 34. Средство 36 обеспечивает поворот шара 35 из положения «открыто» в положение «закрыто» и наоборот. При этом шар 35 расположен в корпусе 33 шарового крана 32 таким образом, что при положении «открыто» диаметральное отверстие 37 шара 35 совпадает с осевым каналом 34 корпуса 33 крана, а при положении «закрыто» поверхность шара 35 перекрывает осевой канал 34 корпуса 33 крана.
Шаровой кран 32 имеет два контактирующих с шаром 35 опорных элемента 40 и 41, каждый из которых выполнен в виде кольца и образует соответствующее седло шара 35. Средство 36 поворота шара содержит поворотный шток 42, подсоединенный к шару 35, и рукоятку 43, установленную на хвостовике поворотного штока 42.
Автономный привод 6 каждой из плашек 4 содержит стакан 11, расположенный в стакане 11 толкатель 13 и хвостовик 14.
Стакан 11 установлен в отверстии боковой крышки 5 посредством резьбы 44. Уплотнение крышки 5 и стакана 11 достигается установкой уплотнительного кольца 8. Для предотвращения отворачивания стакан 11 фиксируется планкой 12. На внутренней поверхности той части стакана 11, которая расположена за пределами крышки 5 имеется резьба 45.
Один конец толкателя 13 взаимодействует с соответствующей плашкой 4. На другом конце толкателя 13 имеется резьбовой участок 46. Герметизация толкателя 13 осуществляется манжетой 16 и кольцом 15.
Хвостовик 14 имеет на одном из своих концов наружную резьбу 47, взаимодействующую с резьбой 45 на внутренней поверхности стакана 11.
На другом конце хвостовика 14 установлена рукоятка 17. В гнезде 48 хвостовика 14 выполнена резьба 49, посредством которой хвостовик навинчивается на резьбовой участок 46 толкателя 13.
Крышка 5 в сборе с автономным приводом 6 плашки крепится к корпусу 1 болтами 7.
В конструкции превентора используются несколько комплектов пар сменных плашек, а именно: несколько пар герметизирующих плашек различных типоразмеров, для обеспечения герметизации насосных штанг или кабеля различных типоразмеров, и пара глухих плашек, используемых для перекрытия прохода превентора при отсутствии спускаемых насосных штанг или кабеля. В зависимости от ситуации в боковых каналах корпуса превентора устанавливается одна из требуемых пар плашек.
В процессе эксплуатации превентора обеспечивают герметизацию насосных штанг или геофизического кабеля, устанавливая при этом в боковых каналах корпуса 1 плашечный узел с плашками соответствующего типоразмера. Для обеспечения герметизации приводят в действие автономные приводы 6 плашек 4. При этом для закрытия плашек вращают рукоятки 17 по часовой стрелке на 6-7 оборотов. В результате плашки 4 начинают перемещаться из своего крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение, при котором они вступают в контакт с герметизируемой штангой или кабелем и плотно обжимают их. Разгерметизация насосной штанги или кабеля осуществляется перемещением плашек 4 в крайние открытые положения в обратной последовательности. В случае необходимости подачи в трубный канал НКТ жидкости или взятия проб через боковой патрубок с шаровым краном в плашечном узле герметизирующие плашки заменяют на глухие плашки, которые при перемещении в крайнее закрытое положение полностью перекрывают трубный канал НКТ.