Перепускное устройство универсального превентора

О П И С А Н И Е оо 911013ИЗОВРИТВН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЩЛЬСТВУ.(22) Заявлено 20. 05. 80 (21) 292831 М 22-03с присоелинением заявки рв(51)М, Кл. Е 21 В 33/06 Горударстваииый квинтет СССР. по делам изобретений и открытий(54) ПЕРЕПУСКНОЕ УСТРОЙСТВО УНИВЕРСАЛЬНОГОПРЕВЕНТОРА Изобретение относится к превенторному оборудованию нефтяных и газовых скважин и предназначено для обеспечения постоянного усилия на уплотнитель универсального превентора при протаскивании через него колонны бурильных труб с замками. Известно перепускное устройство платечного превентора, обеспечивающее перепуск жидкости через клапан при прохождении через уплотнитель превентора замковтруб 11.Известное устройство не обеспе" чивает необходимого быстродействия системы.Ъ Известно также перепускное уст-. ройство универсального превентора, имеющего камеры его открытия и закрытия, содержащее корпус, управляемый обратный клапан со сливным каналом и предохранительный узел, включающий клапан управления с седлом 2и переливной клапан с напорным каналом и каналом управления 123.В известном устройстве перепускжидкости из камеры закрытия гидроцилиндра универсального превентора ф в камеру открытия при протаскиванииколонны труб с замками через уплотнитель производится одновременно че"рез управляемый обратный клапан ичерез предохранительный клапан, При чем перепуск жидкости в этом устрой"стае происходит через обратный клапан, который постепенно открываетсяне на полное сечение проходного от".верстия в линии между камерами залкрытия и открытия гидроцилиндра универсального превентора, в связи сэтим снижается быстродействие, а следовательно, снижается скорость протаскивания труб с замками через уп"лотнитель. Кроме того, в известномустройстве перепуск жидкости проис"ходит также и через двухкаскадныйпредохранительный клапан с каскадом91101управления и переливным каскадом сзолотником, при этом каскад управления соединен с переливным каскадомтолько лишь через дроссельное от.верстие постоянного сечения, что также понижает быстродействие устройства.Целью изобретения является повышение быстродействия работы устройства. 10Поставленная цель достигается тем, что предохранительный узел снабженвзаимодействующим с клапаном управления индикаторным стержнем, образующим с.седлом клапана камеру управ- И . ления, а корпус имеет дополнительный , канал для связи камеры управления индикаторным стержнем с напорным каналом переливного клапана, при этом напорнщй канал предохранительного 20 узла соединен со сливным каналом управляемого обратного клапана и с камерой закрытия универсального превентораНа фиг. 1 изображено перепускное ф устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на Фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - принципиальная гидравлическая схема перепускного,устройства универсального превентора.Предлагаемое перепускное устройство состоит из корпуса 1 с крышкой 2, в которых размещены предохранительный узел, включающий клапан уп 33 равления 3 с пружиной 4, поджимающей его к седлу 5, индикаторного стержня 6 с камерой управления 7, уплотнений 8 и 9 седла, пробки 10, и включающий40 переливной клапан 11, состоящий из пружины 12, поджимающей клапан к седлу 13, уплотнений 14 и 15 седла и пробки 16. Управляемый обратный клапан состоит из клапана 17 с пружиной 18, поджимающей его к седлу 19, порш 45 ня 20 с пружиной 21 и уплотнением 22, воздействующим на клапан 17 при его автоматическом открытииПневмогидроаккумулятор состоит из разделителя 23, гильзы 24, уплотнения 25, за- ф 0 рядного устройства 26, пробки 27, поджимаемой накидной гайкой 28. К напорному каналу 29 подводится давление жидкости заданной величины, а сливной канал 30 соединяется с камерой закрытия 31 универсального превентора. Универсальный превентор. содержит поршень 32, воздействующий на уплотни 3 4тель 33, обжимающий колонну труб 34,Канал 35 соединяет напорный канал 29с гидравличес ой полостью 36 пневмогидроаккумулятора. Универсальный превентор имеет также камеру открытия37, соединенную с каналом слива 38,который соединен с каналом слива 39.Напорный канал 40 при открытии переливного клапана 11 соединен с каналами 39 и 38, 8 переливном клапане 11имеется дроссельное отверстие 41, Вкорпусе 1 и крышке 2 имеется дополнительный канал 42, через которыйнапорный канал 40 переливного клапана соединен с камерой управления 7индикаторного стержня 6. Надклапанная полость 43 соединена с напорнымканалом 40 через дроссельное отверстие 41. Канал управления 44 проходитв корпусе 1 и крышке 2 и соединяетканалы слива 38 и 39 с напорной полостью поршня 20Работа предлагаемого перепускногоустройства осуществляется следующимобразом,Давление жидкости заданной величины подводится к напорному каналу29. Под действием давления клапан17 открывается и через сливной канал 30 пропускает жидкость в камерузакрытия 31 гидроцилиндра универсального превентора, где через поршень 32 давление передается на уплотнитель универсального превентора33, обжимающего колонну труб 34 сзаданным усилием.Одновременно жидкость с заданнойвеличиной давления из канала 29 поканалу 35 подводится в гидравлическую полость 36 пневмогидроаккумулятора. Камера открытия 37 универсального превентора соединена через каналы слива 38 и 39 со сливной.магистралью гидросистемы.При достижении заданной величиныдавления жидкости в камере закрытия.31 обратный клапан 17 под действиемпружины 18 закрывается,В процессе протаскивания колоннытруб 34 с замками через уплотнительуниверсального превентора. замки колонны труб стараются расширить уплотнитель,в связи с чем в уплотнителе возникают дополнительные усилия, передающиеся через поршень 32на жидкость в камере закрытия 31.Давление жидкости в камере закрытия превышает ранее заданное и поТаким образом, предлагаемое перепускное устройство в системе управления универсальным превентором обеспечивает увеличение скорости бурения нефтяных и газовых скважин эа счет увеличения скорости протаскивания колонны труб с замками через уплотнитель универсального превентора и увеличения срока работоспособности уплотнителя путем обеспечения постоянной нагрузки на уплотнитель и повышения быстродействия устройства. Кроме того, упрощается конструкция, снижается вес, габариты и металлоемкость устройства за счет выполнения перепускного устройства в общем корпусе с каналами напорными, сливными и управления. формула изобретейия Перепускное устройство универсаль"ного превентора, имеющего камеры егооткрытия и закрытия, содержащее кор"пус, управляемый обратный клапан сосливным каналом и предохранительныйузел, включающий клапан управления 5 91 101 спивному каналу 30 и напорному каналу 40 предохранительного клапана воздействует на переливной клапан 11, а через дроссельное отверстие 41 и одновременно через канал большого 5 сечения 42 и индикаторный стержень 6 - на клапан управления 3, С другой стороны на клапан управления воздействует первоначальное давление жидкости заданной величины гид О равлической полости 36 пневмогидроаккумулятора и усилие пружины 4, Под действием повысившегося давления жидкости клапан 3 открывается, через дроссельное отверстие 41 мгновенно 15 создается перепад давления в надклапанной полости 43 предохранительного клапана, а переливной клапан 11 открывается на полную величину проходного отверстия, при этом жидкость . 20 через каналы 30, 40 и 38 из камеры закрытия 31 универсального превентора переливается а камеру открытия 37, а избыток ее через канал 39 (фиг.3) в спивную магистраль гидросистемы. 25Пневмогидроаккумулятор поглощает часть жидкости, вытесняемой при открытии клапана управления 3, а также обеспечивает плавность работы перепускного устройства, 30При падении давления жидкости в камере закрытия 31 универсальногопревентора до первоначально заданнбйвеличины клапан управления 3 закрыва 35 ется, при этом мгновенно закрывается и переливной клапан 11, а в камере закрытия универсального превентора устанавливается первоначально заданное давление, При выходе замка колонн 40 труб 34 из уплотнителя 33 универсального превентора, усилие сжатия уплотнителя тотчас уменьшается, одновременно уменьшается усилие на поршне 32, а следовательно, уменьшается и величина давления жидкости в камере закрытия 31.Давление жидкости заданной величины из напорного канала 29 открывает . клапан 17 и через сливной канал 30 поступает в камеру закрытия 31 универсального превентора, а поршень 32 пеЪ .редает давление на уплотнитель 33, который снова обжимает колонну труб с первоначально заданным усилием.55Дроссельное отверстие 41 служит для образования перепада давления в надклапанной полости 43 предохранительного клапана, открытие клапана управления осуществляется давлениемжидкости через канал большого сечения и индикаторный стержень, что способствует высокой чувствительности,быстродействию и стабильности в работе предохранительного клапана и всего перепускного устройства.При открытии универсального превентора ц реэ распределитель гидросистемы, управляющий гидроцилиндромуниверсального превентора, напорныйканал 29 устройства соединяется сосливной, а канал 39 - с нагнетательной магистралями гидросистемы. Давле"ние жидкости подводится через каналы39 и 38 в камеру открытия 37 универсального превентора, При движениипоршня 32 в камере закрытия 31 универсального превентора образуется давле"ние вытесняемой жидкости, котороечерез канал управления 44 перемещает .поршень 20 управляемого обратногоклапана, Площадь поршня 20 в несколько раз, например в 5 раэ, больше площади. проходного сечения клапана 17,поэтому клапан 17 мгновенно открыва"ется и жидкость из камеры закрытия 31универсального превентора через каналы 30 и 29 вытекает в спивную магистраль гидросистемы,7 9110 с седлом и переливной клапан. с напорнйм каналом и каналом управления, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, цто, с целью повышения быстродействия работы устройства, предохранительный 5 узел снабжен взаимодействующим с клапаном управления индикаторным стержнем, образующим с седлом клапана камеру управления, а корпус имеет дополнительный канал для связи камеры управления индикаторным стержнем с напорным каналом переливного клапа 13 8на, при этом напорный канал предохранительного узла соединен со спивнымканалом управ.1 яемого обратного клапана и с камерой закрытия универсального превентора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССРМ 560060, кл, Е 21 В 33/06,.1973.2. Авторское свидетельство СССРйф 600289, кл. Е 21 В 33/06, 1976. Надь Заказ 1075/ 113 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,л Редактор М. Циткина Тех Тираж 624 ИИПИ Государствен по делам изобретеМосква, 3-35,Корректор Н. Швыдкая Подписноеого комитета СССРий и открытийаушская наб д. /5