Плашка превентора

:3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬС Н АВТОРСКО(71) Волгог 87. Бюл. Р 33 радский завод ои ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ техники(56) Авторское свидетельство СССРР 274762, кл. Е 21 В 33/02, 1967.Патент США 9 4447038,кл. Е 21 В 33/06, 1984,(57) Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для герметизации устья приказенном и подводном бурении, Цель изобретения - повышение долговечностиуплотнения за счет уменьшения самоподжима плашек (П) 3 и снижение трудоемкости обслуживания путем самовосстановления уплотняющей поверхностиП 3. В корпусе 1 П 3 имеется паз, вкотором размещено уплотнение с боковыми поверхностями под паз. В вертикальном сечении паз имеет вид трапеции, большее основание которой обращено к уплотняюшей поверхности П 3,При перемещении П 3 к центру скважиныуплотнения 4 своими выступаюшими передними поверхностями касаются другдруга и затем сжимаются. В результатеэтого происходит перекрытие трубногопространства. 7 ил,1 13356Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для герметизации устья при наземном и подводном бурении,5Цель изобретения - повьшение долговечности уплотнения за счет уменьщения самоподжима плашек и снижениетрудоемкости обслуживания путем само. восстановления уплотняющей поверхности плашки.На фиг. 1 изображен превентор сплашкой, общий вид; на фиг. 2 - узел1 на фиг. 1, плашки глухие с арматурой; на фиг, 3 - то же, плашки трубные с арматурой (труба подвешена);на фиг. 4 " то же, плашка глухая безарматуры; на фиг. 5 - вид А на фиг. 4;на фиг. 6 - момент касания плашек,момент поджатия резины на примереглухой плашки; на фиг 7 - трубнаяплашка без арматуры после герметизации (труба вытолкнута давлением).Превентор, который содержит плашки, состоит из корпуса 1 с пазом25 (фиг. 1), гидропривода 2, плашек 3 с пазами и уплотнениями 4 (фиг. 2) в них. Уплотнение 4 может иметь арматуру 5 в верхней и нижней части (фиг. 2, 3). Трубная плашка своим 30 уплотнением 4 взаимодействует с бурильной трубой 6, имеющей замковую часть 7. Верхняя А (фиг. 4) и нижняя Б поверхности уплотнения 4 наклонены к направлению перемещения под углом о , Центральная часть уплотнения состоит из передней В и тыльной Г поверхностей. Между поверхностями А, Б и В имеются сопрягающие поверхности Д. Плашка 3 имеет верхний 8 и ниж о ний 9 бурты, расположенные соответственно над и под уплотнением 4. Верхний бурт 8 имеет размеры (фиг, 6) Н и Ь по высоте и 1. в длину по ходу плашки, определяющие прочность бурта. Величина неуравновешенной площадки (фиг. 5) ограничена размерами Е и 1. Усилие подвески колонны бурильных труб составляет Р, (фиг. 3), а выталкивающая сила при наличии давления в скважине Р (фиг. 7). Приняты также следующие обозначения: ось 00-центр скважины, Ж - высота уплотнения 4 в передней части, И - высота уплотнения 4 в тыльной части (фиг. 6).Плашка работает следующим образом.При закрытии превентора гидроприводами 2 плашки 3 перемещаются относительно корпуса 1 к центру скважи 73 2ны 00. Уплотнения 4 плашек 3 своимивыступающими передними поверхностями В касаются друг друга (фиг. 2, 3, 6 и 7), после чего происходит сжатие (упругая деформация) уплотнений 4 под действием. усилия гидропривода 2. Материал уплотнений 4, например резина, находится под удельным давлением (обычно герметичности можно добиться только тогда, когда удельное давление в уплотнении больше давления в скважине в 1,2-1,3 раза), которое передается на верхний 8 и нижний 9 бурты. Эта распределенная изгибающая нагрузка действует на бурты 8 и 9По условиям прочности максимальный изгибающий момент действует на бурты 8 и 9 на плече 1. и чем ближе к оси 00, тем изгибающий момент уменьшается (зависимость носит линейный характер), Угол Ы , выбранный, исходя из этой зависимости, обеспечивает равно- прочность буртов 8 и 9 по всей дли не 1,. При этом за счет угла Ы разница размеров Ж и И обеспечивает оольшой объем уплотнений 4, а значит при усилии закрытия, выбираемом по усилию о гкрытия (открыть превентор под давлением скважины труднее, чем закрыть), резина уплотнений 4 находится под небольшим удельным давлением (примерно 1,5-1,6 от расчетного давления в скважине) и, следовательно, не пережимается (в других превенторах резина пережимается под действием гидропривода до удельного давления больше скважинного в 6-8 раз). При наличии давленияскважине плашки поджимаются одна к другой за счет действия неуравновешенной площадки (Ех Ы, Это объясняется следующим,При перемещении плашек из открытого положения в закрытое (до момента герметизации) на плашки во всех направлениях действует скважинное давление (Р). Плашки при этом уравновешены, нет силы, действующей на плашки и способствующей или препятствующей их перемещению. С момента герметизации, когда плашки касаются трубы и одна другой, схема действия сил изменяется. Над плашками находится полость низкого а,тмосферного давления, которое действует на площадь от верхнего края плашки до уплотнения труба-плашка. Давление скважины действует на нижний участок передней части плашки до уплотнения и на уп 13лотнение. В тыпьной части плашки давление действует на высоту до верхнего торца уплотнения плашка-корпус (рассматривают только горизонтальные силы).За счет такой неуравновешенности сил, действующих на плашку, появляется сила, поджимающая плашки к трубе и одна к другой. Плашки как бы прилипают одна. к другой, Чем меньше высота верхнего бурта над уплотнением, тем меньше поджимающая сила (тем легче открывается превентор при давлении в скважине), тем меньше деформации и напряжения в уплотнении. К закрывающему усилию гидроприводов добавляется поджимающее усилие скважины. Величина этого усилия, зависящая от высоты Ь (в других превенторах зависит .от высоты Н), незначительна и суммарное удельное давление в резине уплотнений составляет примерно 1,8-2 скважинного давления, в то время как в других превенторах оно в 10-15 раз больше скважинного давления.При отсутствии в уплотнениях 4 арматуры 5 (фиг. 4, 6 и 7) поверхности А, Б и Г являются уплотняющими (в известных превенторах только Г) и обеспечивает хороший контакт и герметичность, В уплотнениях 4 с арматурой 5, которая предохраняет резину от выдавливания в зазоры между плашками при давлении в скважине, дополнительно происходит следующий процесс, При переносе резины на поверхности В (особенно в трубных плашках) бурильная труба 6 касается арматуры 5 и толкает ее от оси 00, при этом резина перемещается вместе с арматурой со стороны поверхности В и Д (большой объем) в сторону поверхности 6 (меньший объем), создавая большие удельные давления в центральной тыльной части уплотнений (близ по 356734верхности Г), которые перераспределяются в переднюю центральную часть(близ поверхности В) и компенсируютизнос резины за счет объемов (близ 5поверхностей ДД), образовавшихся наклонными поверхностями (угол) А и Б.Перетекание резины с тыльной части впереднюю показано стрелками (фиг.2 и 3).На плашках 3, которые служат дляудержания веса колонны бурильныхтруб (фиг. 3) и выталкивающей силыпри скважинном давлении (фиг. 7)(обычно это все трубные плашки) бурты 8 и 9 воспринимают нагрузку отзамка 7 бурильной трубы 6. При этомизгибающий момент распределяетсяаналогично описанному на плече Ь,а уголвыбран также из условия равнопрочноси всех сечений буртов наплече Ь. Как правило для трубныхплашек нагрузки Р, (подвеска) и Р(выталкивающая) являются определяю щими для расчета на прочность, нотакже угол о обеспечивает большойобъем резины уплотнения 4 и малуюнеуравновешенную площадку (угол с 6поверхности А), а значит небольшоеудельное давление в уплотнениях 4.Формула из об ре те нияПлашка превентора, включающая корпус с пазом и размещенное в пазе корпуса уплотнение с боковыми поверхностями под паз корпуса, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения долговечности уплотнения за счет 4 О уменьшения самоподжима плашек и снижения трудоемкости обслуживания путем сомовосстановления уплотняющей поверхности плашки, паз в плашке под уплотнение в вертикальном сечении имеет 45вид трапеции, большее основание которой обращено к уплотняющей поверхности плашки.1335673 Составитель В. ГиринТехрея В.Кадар Корректор А. Тяско Редактор М. Бланар Закаэ 4027/28 , Тираж 532 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4