УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕНЫ СТВОЛОВЫХ ЗАДВИЖЕК ФОНТАННОЙ АРМАТУРЫ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Заявляемое устройство относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для замены задвижек в процессе ремонта устьевого оборудования, в частности при одновременной замене надкоренной и коренной стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением.
В процессе эксплуатации газовых скважин нередко выходят из строя задвижки фонтанной арматуры. Струнные задвижки, расположенные на рабочих струнах фонтанной арматуры, можно заменить, перекрыв одну из стволовых задвижек, например, надкоренную задвижку. Заменить стволовые задвижки более проблематично. Надкоренную задвижку можно заменить, перекрыв нижерасположенную, коренную, задвижку, что разрешается только в исключительных случаях, при ликвидации аварий. Коренную задвижку можно заменить только после глушения скважины. Заменить одновременно обе стволовые задвижки, коренную и надкоренную, можно исключительно после глушения скважины. В условиях низких пластовых давлений любое глушение скважины приводит к необратимому загрязнению призабойной зоны, к трудностям в освоении скважины после ремонта, а то и к невозможности ее освоения. Поэтому необходимо устройство, позволяющее проводить одновременную замену обеих стволовых задвижек, коренную и надкоренную, без глушения скважины, под давлением.
Известно устройство, применяемое для замены задвижек фонтанной арматуры под давлением, включающее корпус с установочным штоком, внутри которого расположен пакерующий шток с пакерующим элементом, штанги, установленные в кронштейнах [Патент №38821 РФ, Е21В 33/00, Опубл. 10.07.04, Бюл №19].
Недостаток устройства заключается в том, что с его помощью невозможно провести одновременную замену нескольких стволовых задвижек под давлением, в частности коренной и надкоренной.
Известно устройство, применяемое для замены задвижек фонтанной арматуры под давлением, включающее корпус с установочным штоком, внутри которого расположен пакерующий шток с пакерующим элементом, штанги, установленные в кронштейнах [Патент №18730 РФ, Е21В 33/00, Опубл. 10.07.01].
Недостаток устройства заключается в том, что с его помощью не возможно провести одновременную замену нескольких стволовых задвижек под давлением, в частности коренной и надкоренной.
Задача, стоящая при создании устройства, состоит в разработке надежной конструкции устройства для ремонта устьевого оборудования без глушения скважины.
Достигаемый технический результат состоит в обеспечении возможности одновременной замены стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением, без глушения скважины.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что устройство для замены стволовых задвижек фонтанной арматуры под давлением включает корпус с двумя неподвижными составными винтами, двумя составными штангами и одним полым установочным штоком с размещенным в нем пакерующим штоком, установочный шток выполнен с возможностью его вертикального перемещения в центральном отверстии корпуса, при этом винты, штанги и установочный шток установлены в траверсах, размещенных на разных высотных отметках относительно корпуса, на одном конце установочного штока размещен пакерующий элемент для перекрытия ствола фонтанной арматуры, состоящий из уплотняющих манжет и гайки, на другом конце - пакерующий шток, входящий в зацепление с приводом сжатия уплотняющих манжет пакерующего элемента, при этом составные винты и составные штанги размещены в опорах, состоящих из нескольких кронштейнов.
На фиг.1 показано заявляемое устройство в виде разреза в плоскости А-А, на фиг.2 - то же в виде разреза в плоскости Б-Б (перпендикулярное относительно фиг.1).
Устройство состоит из корпуса 1, двух неподвижных составных ходовых винтов 2 (фиг.1) и двух составных штанг 3 (фиг.2), расположенных диаметрально друг против друга, одного полого установочного штока 4, во внутренней полости которого размещается пакерующий шток 5. Полый установочный шток 4 выполнен с возможностью вертикального перемещения в центральном отверстии корпуса 1. На одном конце полого установочного штока 4 размещен пакерующий элемент 6, предназначенный для перекрытия ствола фонтанной арматуры, на другом конце - пята 7, предназначенная для упора полого установочного штока 4 в верхнюю траверсу 8. Пакерующий элемент 6 состоит из цилиндрических уплотняющих манжет 9, которые сжимаются под действием пакерующего штока 5 при его движении вниз во внутренней полости установочного штока 4, и гайки 10. Верхняя траверса 8 установлена на составных ходовых винтах 2 с возможностью ее перемещения по ним (вниз и вверх). От радиального перемещения верхняя траверса 8 удерживается двумя составными штангами 3. Ограничение движения верхней траверсы 8 вниз по составным ходовым винтам 2 и составным штангам 3 осуществляется двумя гайками 11. В крайнем верхнем положении верхняя траверса 8 фиксируется к съемнику 12, предназначенному для монтажа и демонтажа устройства на фонтанной арматуре, двумя зацепами 13. Места сочленений составных ходовых винтов 2 с их промежуточными составляющими - стойками 14 и места сочленений штанг 3 с их промежуточными составляющими - стойками 15 дополнительно крепятся промежуточной траверсой 16, проходящей через установочный шток 4, и нижней траверсой 17, закрепленной на корпусе 1. Промежуточная траверса 16 и нижняя траверса 17 расположены перпендикулярно относительно друг друга.
Корпус 1 крепится на фланец буферной задвижки 18 фонтанной арматуры.
Составные ходовые винты 2 со стойками 14 своими нижними сочленениями - домкратами 19 и штанги 3 со стойками 15 своими нижними сочленениями - винтами 20 крепятся соответственно на нижнем фланце переводной катушке 21 трубной головки и верхнем фланце корпуса 22 трубной головки. Крепление осуществляется при помощи четырех опор. Каждая опора в свою очередь состоит из четырех комплектов верхнего и нижнего накладных кронштейнов 23. Кронштейны 23 надеваются поверх гаек фланцевого соединения трубной головки и стягиваются двумя удлиненными шпильками 24 попарно. Третья шпилька является распорной (не показано).
Устройство работает следующим образом.
Первоначально проводят закрытие буферной задвижки 18 фонтанной арматуры. Закрывают ближние к стволу фонтанной арматуры струнные задвижки. Демонтируют рабочие струны фонтанной арматуры.
На нижнем фланце переводной катушки 21 трубной головки и верхнем фланце корпуса 22 трубной головки монтируют четыре пары накладных кронштейнов 23, образующих четыре опоры. На двух противоположных по диаметру стяжных удлиненных шпильках 24 кронштейнов 23 устанавливают два поворотных ролика 25 тросовой оснастки.
К съемнику 12 крепят верхнюю траверсу 8, фиксируя ее в верхнем положении зацепами 13. На установочном штоке 4 крепят пакерующий элемент 6. Затем поднимают заявляемое устройство грузоподъемным агрегатом (не показано) и подают на скважину. Далее соединяют фланцевое соединение корпуса 1 с буферной задвижкой 18. Присоединяют составные ходовые винты 2 со стойками 14 при помощи домкратов 19 и составные штанги 3 со стойками 15 при помощи винтов 20 к кронштейнам 23.
После этого определяют требуемое расстояние ввода пакерующего элемента 6 в ствол фонтанной арматуры, собирают тросовую оснастку, пропуская трос через поворотные ролики 25.
Далее открывают поочередно коренную 26, надкоренную 27 и буферную 18 задвижки. Осторожно спускают пакерующий элемент 6 в ствол фонтанной арматуры на требуемое расстояние. При этом уплотняющие манжеты 9 пакерующего элемента 6 должны полностью разместиться в переводной катушке 21 трубной головки.
При успешном завершении спуска пакерующего элемента 6 в ствол фонтанной арматуры проводят фиксацию верхней траверсы 8 с помощью гаек 11 и вращением пакерующего штока 5 по часовой стрелке с помощью гайки 10 проводят запакеровку пакерующего элемента 6, путем сжатия цилиндрических уплотняющих манжет 9.
Проведя визуальный осмотр и убедившись в отсутствии пропусков, приступают к отвинчиванию гаек нижнего фланца коренной задвижки 26 и вращением гаек 11 на составных штангах 3 приподнимают корпус 1 над фонтанной арматурой на высоту (для фонтанных арматур типа АФК6-100×21 и АФК6-100×35 - 400 мм), достаточную для установки страховочной вилки (не показано). Далее отвинчивают накидные гайки на четырех кронштейнах 23 на фланцевом соединении трубной головки и снимают заявляемое устройство со скважины вместе с неисправными надкоренной 27 и коренной 26, а также буферной 18 задвижками.
С использованием грузоподъемного агрегата (не показано) заявляемое устройство подается на специальную площадку, на которой отсоединяются неисправные задвижки 27 и 26. Далее проводят соединение корпуса 1 и вновь устанавливаемых исправных задвижек в сборе при необходимости с переходной катушкой 28.
Переходная катушка 28 предусмотрена в комплекте устройства для того, чтобы была возможность устанавливать задвижки с присоединительными размерами, отличающимися от ранее установленных на скважине, например, задвижки зарубежного производства на задвижки отечественного производства.
Устройство в сборе с вновь устанавливаемыми исправными задвижками, которые должны быть в открытом положении, подают на скважину и монтируют на составных ходовых винтах 2 и составных штангах 3 в кронштейны 23 опор.
Пакерующий шток 5 подводят к пакерующему элементу 6 и соединяют с ним накидной гайкой 29. Далее проводят демонтаж вилки (не показано), монтируют устройство на переводную катушку 21 трубной головки и крепят их фланцевые соединения.
Вращением пакерующего штока 5 против часовой стрелки проводят ослабление герметизации пакерующего элемента 6, его распакеровку. После этого проводят подъем пакерующего элемента 6 над шибером коренной задвижки 26 и закрывают ее.
После окончания работ устройство демонтируют. В местах установки кронштейнов 23 устанавливают ранее снятые шпильки.
Заявляемое устройство обеспечивает возможность замены под давлением одновременно двух задвижек, надкоренной и коренной. При этом скважина не глушится, а продолжительность ремонтных работ по замене неисправных стволовых задвижек сокращается вдвое.