ОГОЛОВОК ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ОБСАДНОЙ ТРУБЫ

Полезная модель относится к области оборудования для водоснабжения, а именно к вспомогательному оборудованию и может быть использована для герметизации обсадной трубы скважины.
Как известно, герметизация обсадной трубы скважины в процессе эксплуатации предохраняет скважину от попадания в нее поверхностных грунтовых вод, песка, земли, посторонних предметов.
Известен оголовок для герметизации обсадной трубы скважины [1], включающий соосно установленные на обсадной трубе скважины крышку с центральным осевым отверстием для отвода жидкости, а также прижимной фланец с центральным осевым отверстием, уплотнительное резиновое кольцо, расположенное между поверхностью крышки и фланцем, крепежные стяжные болты с гайками. При этом уплотнительное резиновое кольцо и комплект стяжных болтов расположены с внутренней стороны обсадной трубы. Данное устройство обеспечивает герметизацию обсадной трубы.
Однако данное устройство имеет такой недостаток как ограничение функциональных возможностей оголовка вследствие уменьшения полезной площади проходного сечения обсадной трубы, что обусловлено тем, что уплотнительное резиновое кольцо и комплект стяжных болтов расположены с внутренней стороны обсадной трубы, ограничивающие возможность разместить на крышке оголовка отверстия для отвода воды и дополнительного оборудования необходимого диаметра.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является оголовок для герметизации обсадной трубы [2], содержащий соосно установленные на обсадной трубе скважины крышку с коническим буртом, выполненным на ее внутренней поверхности, и центральным осевым отверстием для подачи жидкости, прижимной фланец с центральным осевым отверстием, уплотнительное резиновое кольцо, расположенное между поверхностью крышки и фланцем, отверстия для вспомогательного оборудования, расположенные на расстоянии от оси, не превышающем радиус обсадной трубы, крепежные элементы, установленные в соосных отверстиях крышки и фланца, причем прижимной фланец и уплотнительное кольцо установлены с наружной стороны обсадной трубы, а соосные отверстия в крышке и фланце также выполнены с наружной стороны обсадной трубы. При этом в качестве крепежных элементов используются болты и гайки, а отверстие для подачи жидкости расположено по центру крышки. Кроме того, на крышке оголовка выполнено не менее двух отверстий для вспомогательного оборудования, например для одного или двух кабельных вводов, а также расположены рым-болты для крепления троса.
Недостатком данного технического решения является низкая прочность и ограниченные функциональные возможности. При расположении отверстия для подачи жидкости по центру исключается возможность увеличения диаметра отверстия для подачи жидкости, так как он ограничен расположенными рядом с ним на одной горизонтальной оси отверстиями для вспомогательного оборудования, что ограничивает функциональные возможности конструкции, а также снижает прочность конструкции.
В основу полезной модели поставлена задача создания такого оголовка для герметизации обсадной трубы, в котором путем усовершенствования конструкции достигается повышение прочности устройства, а также расширение функциональных возможностей в зависимости от условий эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в известном оголовке для герметизации обсадной трубы, включающем соосно устанавливаемые на обсадной трубе скважины крышку с коническим буртом, выполненным на ее внутренней поверхности, и осевым отверстием для подачи жидкости, прижимной фланец с центральным осевым отверстием, уплотнительное резиновое кольцо, расположенное между крышкой и фланцем, крепежные элементы, установленные в соосных отверстиях крышки и фланца для их соединения, и расположенные с наружной стороны обсадной трубы, при этом в крышке выполнено не менее двух отверстий для вспомогательного оборудования, расположенных на расстоянии от оси, не превышающем радиус обсадной трубы, согласно полезной модели, отверстие для подачи жидкости расположено на расстоянии от центральной оси, не превышающем радиус обсадной трубы, а крышка имеет на поверхности ребра жесткости, расположенные по окружности на расстоянии от оси превышающем радиус обсадной трубы, но меньшем чем расстояние от оси до соосных отверстий крышки и фланца.
Кроме того, отверстие для подачи жидкости и отверстия для вспомогательного оборудования расположены по отношению друг к другу под углом 120 град.
При этом в качестве крепежных элементов используют болты с гайками или шпильки с гайками.
Расположение отверстия для подачи жидкости на расстоянии от центральной оси, не превышающем радиус обсадной трубы, позволяет увеличивать диаметр отверстия для подачи жидкости, что расширяет функциональные возможности конструкции, так как в зависимости от эксплуатационных условий, таких как глубина скважины, скорость подачи жидкости, объем перекачиваемой жидкости, возникает необходимость в различных диаметрах напорных труб. Такая конструкция позволяет использовать напорные трубы различного диаметра.
Кроме того, расположение отверстий для подачи жидкости и отверстий для вспомогательного оборудования, например, таких как для ввода кабелей, под углом 120 град позволяет увеличить прочность конструкции, так как такое расположение обеспечивает более равномерное распределение нагрузки на крышку оголовка.
Наличие ребер жесткости, расположенных по окружности на расстоянии от оси превышающем радиус обсадной трубы, обеспечивают прочность конструкции за счет распределения нагрузки в таких нагруженных местах крышки, как места установки крепежных элементов.
Использование в качестве крепежных элементов болтов с гайками или шпилек с гайками обеспечивает надежную стяжку крышки оголовка с прижимным фланцем, сжимающих уплотнительное резиновое кольцо, и позволяет надежно обжимать обсадную трубу, обеспечивая ее герметизацию.
Суть полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид оголовка для герметизации обсадной трубы, на фиг. 2 - вид в разрезе оголовка для герметизации обсадной трубы, на фиг. 3 - вид сверху оголовка для герметизации обсадной трубы.
Оголовок для герметизации обсадной трубы имеет крышку (1) с коническим буртом (2), выполненным на ее на внутренней поверхности, осевым отверстием (3) для подачи жидкости, расположенным на расстоянии от центральной оси, не превышающем радиус обсадной трубы, прижимной фланец (4) с центральным осевым отверстием, уплотнительное резиновое кольцо (5), расположенное между крышкой (1) и фланцем (4), крепежные элементы (6), установленные в соосных отверстиях (7) крышки (1) и фланца (4) для их соединения, и расположенные с наружной стороны обсадной трубы, а также отверстия для вспомогательного оборудования - отверстие (8) для кабельного ввода и отверстие (9) для троса, ребра жесткости (10), расположенные на крышке по окружности на расстоянии от центральной оси превышающем радиус обсадной трубы, но меньшем чем расстояние от оси до соосных отверстий (7) крышки (1) и фланца (4). При этом отверстие (3) для подачи жидкости и отверстия (8) и (9) для вспомогательного оборудования расположены по отношению друг к другу под углом 120 град, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки на крышку оголовка.
Устройство работает следующим образом.
На обсадную трубу надевают фланец (4) плоской поверхностью вверх, и уплотнительное резиновое кольцо (5). В скважину опускают насос. Затем устанавливают крышку (1) оголовка, предварительно пропустив через отверстие (8) кабельного ввода кабель для подачи электричества, и закрепив через отверстие (9) трос для крепления насоса, а через осевое отверстие (3) для подачи жидкости, расположенное на расстоянии от центральной оси, не превышающем радиус обсадной трубы, пропускают напорную трубу для подачи воды. При этом диаметр напорной трубы задают в зависимости от эксплуатационных условий, таких как глубина скважины, скорость подачи жидкости, объем перекачиваемой жидкости. Затем уплотнительное резиновое кольцо (5) и фланец (4) приподнимают до крышки (1) оголовка, стягивают крепежными элементами (6) между собой фланец (4) и крышку (1) оголовка, установленными в соосные отверстия (7) крышки (1) и фланца (4), сжав при этом уплотнительное резиновое кольцо (5), находящееся между ними, и обжав обсадную трубу, обеспечив ее герметизацию. Напорную трубу и кабель подтягивают и закрепляют дополнительными крепежными элементами.
При таком конструктивном решении оголовка увеличивается полезная площадь проходного сечения, обеспечивается рациональное размещение на крышке оголовка отверстий для отвода воды и напорной трубы различного диаметра, а также дополнительного оборудования необходимого диаметра, достигается увеличение прочности конструкции и срок эксплуатации оборудования, а также расширяются функциональные возможности применения оборудования в зависимости от условий эксплуатации.
Пример 1.
Оголовок устанавливается на обсадную трубу диаметром 125 мм.
При этом на обсадную трубу надевают фланец (4) плоской поверхностью вверх, и уплотнительное резиновое кольцо (5). В скважину опускают насос. Затем устанавливают крышку (1) оголовка, предварительно пропустив через отверстие (8) кабельного ввода, расположенное на расстоянии 46 мм от центральной оси, кабель круглого сечения в оболочке для подачи электричества, и закрепив через отверстие (9), расположенное на расстоянии 40 мм от центральной оси, при помощи нижнего рым-болта трос для крепления насоса, а через осевое отверстие (3) диаметром 34 мм для подачи жидкости, расположенное на расстоянии от центральной оси 20 мм, пропускают напорную трубу диаметром 32 мм для подачи воды. При этом оси отверстий расположены под углом 120 град. Затем уплотнительное резиновое кольцо (5) и фланец (4) приподнимают до крышки (1) оголовка, стягивают между собой фланец (4) и крышку (1) оголовка стяжными болтами с гайками (6), установленными в соосные отверстия (7) крышки (1) и фланца (4), сжав при этом уплотнительное резиновое кольцо (5), находящееся между ними, и обжав обсадную трубу, обеспечив ее герметизацию.
Напорную трубу и кабель подтягивают и закрепляют дополнительными крепежными элементами.
Пример 2.
Оголовок устанавливается на обсадную трубу диаметром 125 мм.
При этом на обсадную трубу надевают фланец (4) плоской поверхностью вверх, и уплотнительное резиновое кольцо (5). В скважину опускают насос. Затем устанавливают крышку (1) оголовка, предварительно пропустив через отверстие (8) кабельного ввода, расположенное на расстоянии 46 мм от центральной оси, кабель круглого сечения в оболочке для подачи электричества, и закрепив через отверстие (9), расположенное на расстоянии 40 мм от центральной оси, при помощи нижнего рым-болта трос для крепления насоса, а через осевое отверстие (3) диаметром 43 мм для подачи жидкости, расположенное на расстоянии от центральной оси 20 мм, пропускают напорную трубу диаметром 40 мм для подачи воды. При этом оси отверстий расположены под углом 120 град. Затем уплотнительное резиновое кольцо (5) и фланец (4) приподнимают до крышки (1) оголовка, стягивают между собой фланец (4) и крышку (1) оголовка стяжными шпильками с гайками (6), установленными в соосные отверстия (7) крышки (1) и фланца (4), сжав при этом уплотнительное резиновое кольцо (5), находящееся между ними, и обжав обсадную трубу, обеспечив ее герметизацию.
Напорную трубу и кабель подтягивают и закрепляют дополнительными крепежными элементами.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет увеличить прочность конструкции и срок эксплуатации оборудования, а также расширить функциональные возможности применения оборудования в зависимости от условий эксплуатации.
Источники информации
5
1. Авторское свидетельство СССР №1105581 A1, МПК E03B/10, опубл. 30.07.1884.
6
2. Патент Российской Федерации №76033 U1, МПК E03B/10, E21B 33/03, опубл. 10.09.2008.