Устройство для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка

Полезная модель относится к оборудованию для нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для механизации процесса демонтажа колонного патрубка.
Известен фланец колонный разъемный (патент RU № 2310738, МПК E21B 33/03, опубл. 20.11.2007 в Бюл. № 32), состоящий из двух полуфланцев и резинового уплотнителя, при этом он снабжен монтируемым на обсадную колонну с возможностью ее охвата цепным зажимом, состоящим из тяговой цепи с кронштейнами на ее концах, звенья которой в местах соприкосновения с обсадной трубой заточены под углом 60°, при этом цепной зажим выполнен с возможностью установки на него полуфланцев с запасованным в их внутреннюю кольцевую расточку разрезным резиновым уплотнителем для последующего их соединения друг с другом по плоскости разъема.
Недостатками данного устройства являются сложность изготовления из-за наличия большого числа сложных, точно подгоняемых звеньев, склонность цепи к растяжению со временем, что требует больших временных и материальных затрат, а также снижает надёжность фиксации разъемного фланца.
Известно также регулируемое оборудование устья скважины (патент RU № 2345211, МПК E21B 33/04, опубл. 27.01.2009 в Бюл. № 3), содержащее цилиндрический фланцевый корпус, выполненный с внутренней конусной поверхностью и радиальными отверстиями, в которых установлены патрубки, центратор, сопряженный с внутренней конусной поверхностью корпуса, переводник, имеющий в верхней части внутреннюю резьбу для монтажа скважинного оборудования и в нижней части наружную резьбу для крепления эксплуатационной колонны, крышку с внутренними кольцевым выступом и конусной поверхностью, уплотнительные элементы в виде эластичных верхней и нижней манжет, выполненных с наружными конусными поверхностями, и кольцевого металлического уплотнения, установленного в выполненных в сопрягаемых поверхностях корпуса и крышки кольцевых канавках, шпильки с гайками, вставленные в равномерно расположенные по окружности отверстия фланца корпуса и крышки, элементы регулирования усилия натяжения колонны, причем в качестве элементов регулирования усилия натяжения колонны используется переводник, в средней части которого выполнена наружная резьба, и муфта, установленная на наружной резьбе переводника, в верхней части переводника выполнена наружная резьба, на которую установлена гайка, над центратором расположен подшипник, нижняя манжета размещена в полости между муфтой и внутренней конусной поверхностью крышки, верхняя манжета размещена в полости между переводником и внутренней конусной поверхностью муфты, а верхняя поверхность крышки выполнена плоской и на ней имеется кольцевая канавка.
Известно также устьевое оборудование для обвязки обсадных колонн (патент на ПМ RU № 152704, МПК E21B 33/03, E21B 33/04, опубл. 10.06.2015 в Бюл. № 16), устанавливаемое на кондуктор скважины и содержащее соосные внешний и внутренний корпуса с посадочными конусами и резьбами для соединения с соосными колоннами труб, кольцевую крышку и кольцевое уплотнение между корпусами, причем на нижней и верхней частях внутреннего корпуса выполнены наружные резьбы, соответственно, для соединения с эксплуатационной колонной труб и монтажа фонтанной арматуры.
Недостатками обоих устьевых оборудований являются сложность изготовления, связанная с необходимостью снабжения корпуса скважными резьбовыми отверстиями под патрубки для отворота (демонтажа) и заворота (монтажа) фланцевого корпуса на колонне труб, причем большие нагрузки на монтаж и демонтаж корпуса часто приводят деформации отверстий и, как следствие, выходу из строя всего корпуса. Практически на каждую скважину необходимо изготавливать свой фланцевый корпус, а это дополнительные затраты.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для демонтажа устьевой крестовины (патент на ПМ RU № 122429, МПК E21B 33/03, опубл. 27.11.2012 в Бюл. № 33), содержащее планшайбу устьевой крестовины и универсальный патрубок, причем дополнительно включает металлическую монтажную пластину, имеющую квадратное осевое отверстие, отверстия под крепежные болты и боковые рукоятки, жестко связанные с пластиной, а на нижний конец универсального патрубка наварен наконечник в виде параллелепипеда, имеющего в основании квадрат, совпадающий с квадратом осевого отверстия монтажной пластины.
Недостатками данного устройства является узкая область применения из-за возможности отворота только устьевых патрубков, оснащенных планшайбой, и низкая надежность, так как большие нагрузки при монтаже и демонтаже патрубка быстро выводят из строя наконечник универсального патрубка и квадрат осевого отверстия монтажной пластины, а их замена и ремонт требуют дополнительных затрат времени и материальных ресурсов.
Сущность полезной модели
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание надежной и универсальной конструкции устройства для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка за счет использования универсального патрубка без наконечника и возможности фиксации на гладком устьевом патрубке.
Техническая задача решается устройством для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка, включающим корпус с отверстиями под болты и универсальный патрубок, устанавливаемый в корпус с возможностью фиксации.
Новым является то, что корпус выполнен в виде полого цилиндра с возможностью ограниченного болтами ввода в устьевой патрубок, а отверстия в корпусе выполнены равномерно по периметру радиальными и резьбовыми под болты, оснащенные прижимными пластинами для фиксации снаружи устьевого патрубка, в корпусе со смещением и выше относительно отверстий изготовлены дополнительные резьбовые отверстия под толкатели, а изнутри в корпусе выполнены проточки, в которые, с возможностью радиального перемещения под действием толкателей, вставлены плашки для фиксации универсального патрубка.
Новым является также то, что сверху корпус оснащен сквозной резьбой с толкающим болтом и проточкой под дополнительную плашку, выполненную с возможностью радиального перемещения под действием толкающего болта и предварительной фиксации от падения универсального патрубка.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами.
На фиг. 1 изображена схема устройства для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка в продольном разрезе.
На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1.
Устройство для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка 1 (показан условно, фиг. 1) включает корпус 2 с отверстиями 3 под болты 4 и универсальный патрубок 5, устанавливаемый в корпус 2 с возможностью фиксации. Корпус 2 выполнен в виде полого цилиндра с возможностью, ограниченного болтами 4, ввода в устьевой патрубок 1. Отверстия 3 в корпусе 2 выполнены равномерно по периметру радиальными и резьбовыми под болты 4. Болты 4 оснащены прижимными пластинами 6 для фиксации снаружи устьевого патрубка 1. В корпусе 2, со смещением и выше относительно отверстий 3, выполнены дополнительные резьбовые отверстия 7 под толкатели 8. Изнутри в корпусе 2 выполнены проточки 9, в которые, с возможностью радиального перемещения под действием толкателей 8, вставлены плашки 10 для фиксации универсального патрубка 5.
При работе одного установщика сверху корпус 2 может быть оснащен сквозной резьбой 11 с толкающим болтом 12 и проточкой 13 (фиг. 2) под дополнительную плашку 14, выполненную с возможностью радиального перемещения под действием толкающего болта 12 и предварительной фиксации от падения универсального патрубка 5.
Количество пластин 6 и плашек 10 может быть применено по две или более в зависимости от диаметра устьевого колонного патрубка 1 и технологически возможного размещения в корпусе 2 для монтажа и демонтажа патрубка 1. Для малого диаметра патрубка 1 (114, 127 или 140 мм) используют две пластины 6 и две плашки 10, для диаметров 146, 168 и 178 мм патрубка 1 – по три, и т.д. (например, для диаметра патрубка 1 равного 324 мм используют четыре пластины 6 и четыре плашки 10).
Внутри пластин 6, плашек 10 и 14 могут быть выполнены насечки: наклонные, продольные, поперечные, винтовые или их сочетания с различным наклоном и направлением для надежной фиксации соответственно устьевого патрубка 1 и универсального патрубка 5. На вид насечек авторы не претендуют.
Конструктивные элементы, сборочные единицы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на фиг. 1 и 2 не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе доставляют к скважине на место монтажа или демонтажа устьевого колонного патрубка 1 (фиг. 1). Корпус 2 вставляют в устьевой патрубок 1 до взаимодействия его торца с болтами 4. При этом пластины 6 остаются снаружи гладкого устьевого патрубка 1 или его крестовины (не показана). Равномерным заворотом по периметру корпуса 2 болтов 4 в отверстия 3 добиваются плотного прижатия и фиксации пластин 6 на наружной поверхности устьевого патрубка 1. После чего в корпус 2 вставляют универсальный патрубок 5. При установке одним работником устьевой патрубок 5 предварительно фиксируют в корпусе 2 дополнительной плашкой 14 заворотом от руки толкающего болта 12 в сквозной резьбе 11. Толкающий болт 12 (фиг. 2) при этом смещает по проточке 13 дополнительную плашку 14 внутрь корпуса 2 до фиксации универсального патрубка 5. При работе более одного работника операцию с предварительной фиксацией универсального патрубка 5 можно пропустить, а удерживать патрубок 5 от руки. Равномерным вкручиванием толкателей 8 по резьбе отверстий 7 (фиг. 1) плашки 10 смещают по проточкам 9 внутрь до надежной фиксации устьевого патрубка 1 внутри корпуса 2. После чего вращением универсального патрубка 5 по часовой стрелке монтируют универсальными ключами (например, гидравлического ключа ГКШ-1200 или т.п. – не показаны) устьевой патрубок 1 на устье скважины (не показана), а вращением против часовой стрелки – демонтируют.
Снятие устройства с устьевого патрубка 1 производят в обратном порядке.
Так как на заворот (монтаж) и отворот (демонтаж) устьевого колонного патрубка 1 прикладывают большие усилия, то может произойти выход из строя универсального патрубка 5, изготовленного из более мягкого материала, чем корпус 2 и плашки 10. Это не приводит к дорогостоящему ремонту и большим затратам времени, так как достаточно универсальный патрубок 5 заменить на аналогичный патрубок 5, отрезанный от трубы.
Предлагаемое устройство для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка надежно и универсально за счет использования универсального патрубка без наконечника и возможности фиксации и на гладком устьевом патрубке.
Заявляемое устройство для монтажа и демонтажа устьевого колонного патрубка может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий, а также имеет техническое применение на объектах ПАО «Татнефть» им. В.Д. Шашина.