Герметизатор устья скважины

(72) М. А. Расторгуев, В. А, Рассказов, В. И. Логиновский и Ю. Н. Богданов (71) Восточный научно-исследовательский нефтегазовый институт по технике безопасности и промсанитарии(54) (57) ГЕРМЕТИЗАТОР УСТЬЯ СКВАЖИНЫ, содержащий корпус с фланцами, имеющими каналы с клапаном для сброса ЯО 1097775 давления, связанные с приводом плашки, выполненные в виде секторов с уплотнительными элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, секторы выполнены с пазами на внутренней поверхности, имеющими форму усеченного конуса с большим основанием в сторону скважины, в которых установлены с возможностью осевого перемещения фиксаторы для размещения уплотнительных элементов, причем фиксаторы имеют наружную поверхность, ответную поверхности пазов секторов, а клапан для сброса давления выполнен в виде штока с конусной головкой для взаимодействия с плашкой и каналом для совмещения с каналом фланца при открытии плашки.1Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для герметизации устья скважиныв случае фонтанирования.Известен герметизатор устья скважинь,содержаший корпус с фланцами, кольцевойуплотнительный элемент с каналом для трубс муфтой, патрубок с запорным органом дляпере рытия канала труб и фиксатор, причемна патрубке установлена герметизируюшаямуфта, уплотнительный элемент выполнен 10в виде самоуплотняюшейся манжеты, а фиксатор - в виде плашечного затвора с винтовыми соединениями 1.Однако данный герметизатор не позволяет оперативно и своевременно перекрывать затрубное пространство скважины ипредварительно сбросить давление в затрубном пространстве при разгерметизации скважины из-за возникновения больших давлений в затрубном пространстве за счет накопления газа и нефти, Г 1 ри установке и 20подъеме герметизатора возможны выбросыжидкости, что приводит к авариям и осложнению проводимых работ, а также к травматизму членов бригад, Следовательно,данный герметизатор не безопасный в эксплуатации и на скважинах с высоким аномальным давлением использовать его не рекомендуется.Известен также герметизатор устья скважины, включающий корпус с фланцами,имеющими каналы с клапаном для сбросадавления, связанные с приводом плашки,выполненные в виде секторов с уплотнительными элементами 12,Однако известное устройство пе обеспечивает оперативного перекрытия затрубного пространства и предварительного сброса давления жидкости и газа из затрубья,а также надежной герметизации скважиныс повышенным устьегым давлением.Цель изобретенияповышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в герметизаторе устья скважины, включающем корпус с фланцами, имеющими каналы с клапаном для сброса давления, связанные с приводом плашки, выполненные в виде 45 секторов с уплотнительными элементами, секторы выполнены с пазами на внутренней поверхности, имеющими форму усеченного конуса с большим основанием в сторону скважины, в которых установлены с возможностью осевого перемещения фиксаторы для размещения уплотнительных элементов, причем фиксаторы имеют наружнуо поверхность, ответную поверхности пазов секторов, а клапан для сброса давления выполнен в виде штока с конусной голов кой для взаимодействия с плашкой и каналом для совмещения с каналом фланца при открытии плашки. На фиг. 1 изображен герметизатор, обший вид; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг, 1.Герметизатор устья скважины состоит из корпуса 1, который крепится на фланце 2 к устью скважины 3. Внутри корпуса расположены две плашки, выполненные в виде секторов 4, которые могут перемещаться в радиальном направлении при помощи винтов 5, ограниченных упорами 6 и снабженных продольными гуммированными уплотнителями 7. В секторах размещены конусные фиксаторы 8, внутренняя цилиндрическая поверхность которых снабжена уплотнительными элементами. 7, перемещающимися в радиальном и осевом направлениях для уплотнения трубы 9.Во фланце 2 корпуса имеется канал 10, сообщающийся с атмосферой и затрубным пространством скважины с возможностью перекрытия его нажимным клапаном 11 с пружиной 12. Перпендикулярно к оси клапана просверлен канал 13, который может совмещаться с каналом 1 О. Герметизация между корпусоми сектором 4 достигается уплотнительными кольцами 14.Герметизатор устья скважины рабогает следующим образом.При проведении ремонтных работ на скважине герметизатор устанавливается на планшайбу под аппарат для свинчивания и развинчивания труб и крепится болтами посредством фланца 2 к устью скважины 3.Во время спуска и подъема труб 9 сектора 4 разведены в стороны вместе с фиксатором 8 и уплотнительными элементами. Г 1 ри этом муфта трубы 9 свободно проходит через герметизатор в скважину и наоборот. Подпружиненный нажимной клапан 11 находится в нижнем (рабочем) положении,когда его капал 13 совмещен с каналом1 О, т. е. затрубное пространство соединено с атмосферой.В случае начала фонтанирования жидкости из скважины во время подъема труб герметизатором оперативно перекрывают затрубное пространство скважины. Для этого останавливают спуск или подъем труб, при помощи винтов 5 подводят сектора 4 с фиксаторами и уплотнительными сегментами к телу трубы с двух сторон до упоров 6.При этом секторы 4, перемещаясь в радиальном направлении к трубе, позволяют нажим- ному клапану 11 под действием пружины 12 возвратиться в верхнее (исходное) поло. жение, перекрывая канал 1 О затрубного пространства.Уплотнительный элемент, сжимаясь, герметизирует снаружи трубу 9, а ее муфта находится ниже фиксатора 8. Продольные пазы секторов герметизируются уплотнителями 7, а герметизация между корпусом и секторами обеспечивается уплотнительны1097775 зми кольцами 14, В случае повышения давления в скважине трубы выталкиваются вверх. При этом тело трубы находится наклиновых захватах, герметизируется уплотнительными элементами с большим усилием за счет наличия конусности в фиксаторе 8 и секторе 4.При росте давления в скважине трубы перемещаются вверх до упора муфты трубы в нижний торец фиксатора, который выполнен таким образом, что при сжатии уплотО кительного элемента фиксатор обжимает тело трубы с зазором, а диаметр муфты трубы больше внутреннего диаметра фиксаторов 8. Внутритрубное пространство гермети 15 зируется при помощи крана, наворачиваемого на трубу 9 (не показан). Для разгерметизации устья скважины сектор, перемещаясь радиально в сторону, 20 нажимает на конусную поверхность клапана. В результате чего клапан перемещается вниз, принимая положение. когда его канал совмещается посредством канала 1 О с затрубным пространством, и газ вместе с нефтью, находящейся в затрубном пространстве, стравливается через патрубок в емкость. Г 1 ри дальнейшем перемещении сектора 4 с фиксатором 8 и уплотнительными элементами происходит плавное снижение давления в затрубном пространстве Зо и разгерметизация скважины, после чего продолжают работы по спуску или подьему труб.Г 1 рименение предлагаемого герметизатора позволяет повысить надежность и безопастность работ при герметизации и разгерметизации устья скважин за чет оперативного перекрытия затрубного пространства и предварительного сброса давления жидкости и газа из затрубья, что обеспечивает также аварийный спуск и подьем труб под давлением. Это достигается конструкцией герметизатора, в которой подпружиненный нажимной клапан с каналом, перпендикулярным его оси, имеет возможность совмещаться с каналом во фланце корпуса при взаимодействии с одним из секторов, а уплотнительный элемет выполнен в виде охватывающих сегментов, взаимоперекрывающихся и перемещающихся в радиальном и осевом направлении с конусным фиксатором в снабженных продольными гуммированными уплотнителями секторах.Экономичесиая эффективность применения предлагаемого герметизатора обусловлена в основном увеличением добычи нефти за счет уменьшения ее потерь, сокращением времени монтажных работ противовыбросового оборудования, времени простоя скважины и ремонтных работ, связанных с авариями, имевшими место при выбросе жидкости, а также сокращением случаев травматизма вследствне повышения надежности и безопасности конструкции.едактор Ю. Ковачаказ 4159/29В Составитель И. К Техред И. Верее Тираж 564 ппеКорректор А. ТяскПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5д, ул. Проектная, 4 ИИПИ Государственногопо делам изобретений и 35, Москва, Ж - 35, Рауш ППП Патент, г. Ужгоро