RU2088745C1 - Device for wellhead sealing, unit of seals and unit of stop slips - Google Patents

Device for wellhead sealing, unit of seals and unit of stop slips Download PDF

Info

Publication number
RU2088745C1
RU2088745C1 RU95110727A RU95110727A RU2088745C1 RU 2088745 C1 RU2088745 C1 RU 2088745C1 RU 95110727 A RU95110727 A RU 95110727A RU 95110727 A RU95110727 A RU 95110727A RU 2088745 C1 RU2088745 C1 RU 2088745C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dies
assembly
pipe
housing
piston
Prior art date
Application number
RU95110727A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95110727A (en
Inventor
А.Н. Чехунов
Original Assignee
Акционерное общество закрытого типа "НЕГАТЕХ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество закрытого типа "НЕГАТЕХ" filed Critical Акционерное общество закрытого типа "НЕГАТЕХ"
Priority to RU95110727A priority Critical patent/RU2088745C1/en
Publication of RU95110727A publication Critical patent/RU95110727A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2088745C1 publication Critical patent/RU2088745C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production; applicable in overhauls and underground repairs of oil and gas wells in round trip operations of continuous pipe string and tubings. SUBSTANCE: device has units of pipe, stop and blind slips. There is also unit of seals, unit of pipe pinching, line of leak discharge and means for pipe piercing. Provision is made for operation of unit of seals in the mode of self-sealing. Units are made in form of module units and combined by quick-break connecting members into preventer assembly. There is removable base for connection to any module unit. EFFECT: higher reliability of wellhead sealing and extended field of application. 17 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и может быть использовано для капитального и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин при спуске и подъеме непрерывной колонны труб, наматываемой на барабан, а также насосно-компрессорных труб. The invention relates to the field of oil and gas production and can be used for overhaul and underground repair of oil and gas wells during the descent and ascent of a continuous string of pipes wound on a drum, as well as tubing.

Изобретение предназначено для герметизации затрубного пространства во время спуско-подъемных операций и предохранения скважины в аварийных ситуациях. The invention is intended for sealing the annulus during tripping and well protection in emergency situations.

Известно устройство для герметизации устья скважины, содержащее объединенные соединительными элементами в превенторную сборку узел трубных плашек, узел глухих плашек и основание, выполненное с возможностью стыковки с устьевой арматурой скважины [1]
Недостатком известного устройства является слабая герметизация затрубного пространства на устья скважины и невозможность снятия давления, в случае его возникновения в непрерывной колонне труб.
A device is known for sealing the wellhead, comprising a unit of tube dies, a unit of blind dies, and a base configured to dock with wellhead reinforcement combined with connecting elements in a preventive assembly [1]
A disadvantage of the known device is the poor sealing of the annulus at the wellhead and the inability to relieve pressure if it occurs in a continuous pipe string.

Целью изобретения является получение технического результата, выражающегося в повышении надежности герметизации затрубного пространства на устье скважины, обеспечении возможности снятия давления в случае его возникновения в непрерывной колонне труб, расширении области использования и повышении надежности в эксплуатации. The aim of the invention is to obtain a technical result, which is expressed in increasing the reliability of sealing the annulus at the wellhead, providing the possibility of relieving pressure in the event of its occurrence in a continuous pipe string, expanding the field of use and increasing reliability in operation.

Получение технического результата достигается тем, что устройство для герметизации устья скважины, содержащее объединенные соединительными элементами в превенторную сборку узел трубных плашек, узел срезных плашек, узел стопорных плашек и основание, выполненное с возможностью стыковки с устьевой арматурой скважины, снабжено узлом уплотнителей, линией отвода утечек и средством прокола трубы, установленным в зоне расположения линии отвода утечек, а основание выполнено съемным. Obtaining a technical result is achieved by the fact that the device for sealing the wellhead, comprising a pipe dies assembly, shear dies assembly, retaining dies assembly and a base configured to fit with wellhead fittings, is equipped with a seal assembly, leakage line and a means of puncturing the pipe installed in the area of the drainage line, and the base is removable.

В конкретных случаях выполнения устройства соединительные элементы могут быть быстроразборными, например, в виде связанных между собой стяжными болтами полуколец с внутренней корпусной расточкой, ответной конусным наружным поверхностям торцев фланцев, выполненных на корпусах узлов превенторной сборки и съемной основании. In specific cases, the implementation of the device, the connecting elements can be quick-detachable, for example, in the form of half-rings connected with each other by tightening bolts with an internal housing bore, corresponding to the conical external surfaces of the ends of the flanges made on the bodies of the preventer assembly assemblies and a removable base.

При необходимости устройство моет быть снабжено узлом глухих плашек, встроенным в превенторную сборку при помощи соединительных элементов, в частности, быстроразборных. If necessary, the device can be equipped with a blind die assembly integrated into the preventer assembly using connecting elements, in particular quick-disconnect ones.

В зависимости от условий использования устройства, узлы превенторной сборки могут быть исключены, заменены или переставлены местами, поскольку выполнены в виде блоков-модулей. Этому способствует также то, что съемное основание выполнено с возможностью присоединения к любому из узлов превенторной сборки и в одном из вариантов может быть закреплено на узле стопорных плашек. Depending on the conditions of use of the device, the nodes of the preventive assembly can be excluded, replaced or rearranged, since they are made in the form of block modules. This also contributes to the fact that the removable base is made with the possibility of attachment to any of the nodes of the preventer assembly and in one of the options can be fixed on the node retaining dies.

Способствует поставленной цели так же то, что устройство может иметь оборудованную обратным клапаном линию для работы узла уплотнителей в режиме самоуплотнения в зависимости от величины давления в затрубном пространстве. Contributes to the goal in the same way that the device can have a line equipped with a check valve for the operation of the seal assembly in the self-sealing mode, depending on the pressure in the annulus.

Устройство может иметь узел пережима трубы, выполненный, например, в виде обжимных плашек для сжатия трубы под действием привода по радиальному контуру с вдавливанием половины образующей поверхности трубы в другую ее половину, что позволяет при образовании, например, трещины в непрерывной колонне труб над скважиной в процессе ее спуска или подъема не прерывать этот процесс. The device may have a pipe clamping unit made, for example, in the form of crimping dies for compressing the pipe under the action of a drive along a radial contour with a half of the pipe forming surface being pressed into its other half, which allows, for example, the formation of cracks in a continuous pipe string above the well in the process of its descent or ascent does not interrupt this process.

Узел уплотнителей может иметь различную конструкцию. The seal assembly may have a different design.

Известен наиболее близкий к предлагаемому узел уплотнителей, включающий корпус, уплотнитель, выполненный в виде концентрично расположенных эластичных сменного вкладыша и манжеты, охваченных снаружи втулкой с радиальными отверстиями, установленной с зазором относительно внутренней поверхности корпуса для образования между манжетой и корпусом герметичной кольцевой полости, сообщенной с каналом подвода давления и привод уплотнителя [2]
Недостатком этого узла уплотнителей является низкая надежность работы его привода, а также повышенный износ материала уплотнителя, поскольку не предусмотрена возможность снятия механических частиц с наружной поверхности уплотняемой трубы.
Known closest to the proposed assembly of seals, including a housing, a seal made in the form of concentrically arranged elastic interchangeable liners and cuffs, externally covered by a sleeve with radial holes, mounted with a gap relative to the inner surface of the housing for the formation between the cuff and the housing of a sealed annular cavity in communication with pressure supply channel and seal drive [2]
The disadvantage of this assembly of seals is the low reliability of its drive, as well as increased wear of the material of the seal, since it is not possible to remove mechanical particles from the outer surface of the sealed pipe.

Предлагаемый узел уплотнителей позволяет получить технический результат, выражающийся в повышении надежности. The proposed site of the seals allows to obtain a technical result, which is expressed in increasing reliability.

С этой целью узел уплотнителей, включающий корпус, верхний уплотнитель, выполненный в виде концентрично расположенных эластичных сменного вкладыша и манжеты, охваченных снаружи втулкой с радиальными отверстиями, установленной с зазором относительно внутренней поверхности корпуса для образования между манжетой и корпусом герметичной кольцевой полости, сообщенной с каналом подвода давления, и привод верхнего уплотнителя, снабжен выполненными по типу верхних нижним уплотнителем и его приводом, при этом в каждом из уплотнителей эластичный сменный вкладыш в верхней части верхнего уплотнителя и в нижней части нижнего уплотнителя имеет сегменты и фиксирующие полукольца, эластичная манжета выполнена с уплотнительными кольцами и имеет сегмент в нижней части верхнего уплотнителя и в верхней части нижнего уплотнителя, втулка с радиальными отверстиями выполнена в виде полуколец, а канал подвода давления выполнен в виде камеры заполненной масляной средой для передачи давления от поршня гидроцилиндра привода на эластичную манжету. To this end, the seal assembly, comprising a housing, an upper seal made in the form of concentrically arranged elastic interchangeable liners and cuffs, covered externally by a sleeve with radial holes, mounted with a gap relative to the inner surface of the housing for the formation between the cuff and the housing of a sealed annular cavity in communication with the channel pressure supply, and the drive of the upper seal, equipped with a lower seal made of the type of upper and its drive, while in each of the seals elastic the second removable insert in the upper part of the upper seal and in the lower part of the lower seal has segments and retaining half rings, the elastic cuff is made with sealing rings and has a segment in the lower part of the upper seal and in the upper part of the lower seal, the sleeve with radial holes is made in the form of half rings, and the channel for supplying pressure is made in the form of a chamber filled with an oil medium for transmitting pressure from the piston of the hydraulic cylinder of the drive to an elastic cuff.

Для обеспечения работы узла уплотнителей в режиме самоуплотнения нижнего уплотнителя он может иметь оборудованную обратным клапаном линию, сообщающую внутреннюю полость корпуса ниже нижнего уплотнителя с линией подвода давления на поршень его гидроцилиндра привода. To ensure the operation of the seal assembly in the self-sealing mode of the lower seal, it can have a line equipped with a non-return valve that communicates the internal cavity of the housing below the lower seal with a pressure supply line to the piston of its drive hydraulic cylinder.

Между верхним и нижним уплотнителями может быть расположена линия отвода утечек в виде канала, выполненного в корпусе для сообщения его внутренней полости с внешним пространством и средство прокола трубы, которое например, может быть выполнено в виде загерметизированного резьбового стержня с режущими кромками на конце, установленного в резьбовом отверстии корпуса. Between the upper and lower seals, there can be a leakage line in the form of a channel made in the housing for communicating its internal cavity with the external space and a pipe puncture means, which, for example, can be made in the form of a sealed threaded rod with cutting edges at the end installed in threaded hole in the housing.

Известны различные конструкции выполнения узла стопорных плашек. Например [1] описан узел стопорных плашек, в котором плашки выполнены скользящими, имеют однонаправленные зубья, удерживающие при необходимости непрерывную колонну труб. Скользящие плашки оборудованы муфтовыми направляющими, центрирующими колонну по мере сближения плашек. Various designs are known for the assembly of locking dies. For example [1] a block of dies assembly is described, in which the dies are made sliding, have unidirectional teeth, holding, if necessary, a continuous pipe string. Sliding dies are equipped with clutch guides that center the column as the dies approach.

Известен узел стопорных плашек [3] который является наиболее близким к предлагаемому и включает корпус с внутренней конической поверхностью клиновые плашки, установленные с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью корпуса, кольцевой поршень и гидравлический механизм фиксации клиновых плашек в исходном положении, выполненный в виде поршня со штоком. Known block stop dies [3] which is closest to the proposed and includes a housing with an internal conical surface wedge dies installed with the possibility of interaction with the internal conical surface of the housing, an annular piston and a hydraulic mechanism for fixing wedge dies in the initial position, made in the form of a piston with stock.

Недостатком известного устройства является низкая его надежность поскольку плашки заклинивают трубу в результате перемещения под действием своего веса. A disadvantage of the known device is its low reliability since the dies jam the pipe as a result of movement under the influence of its weight.

Предлагаемый узел стопорных плашек позволяет получить технический результат, выражающийся в повышении надежности его работы и быстродействия, т.к. в нем плашки заклинивают трубу не только под действием своего веса, но и в результате принудительного перемещения под действием пружин сжатия. The proposed node locking dies allows you to get a technical result, which is expressed in increasing the reliability of its operation and speed, because in it, the dies jam the pipe not only under the influence of its weight, but also as a result of forced movement under the action of compression springs.

С этой целью узел стопорных плашек, включающий корпус с внутренней конической поверхностью клиновые плашки, установленные с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью корпуса, кольцевой поршень и гидравлический механизма фиксации клиновых плашек в исходном положении, выполненный в виде поршня со штоком, снабжен приводом принудительного перемещения клиновых плашек в положение захвата трубы, поршень со штоком заключен в цилиндр, закрепленный на корпусе, у клиновые плашки подвешены на кольцевом поршне, последний выполнен с возможностью взаимодействия со штоком поршня гидравлического механизма фиксации клиновых плашек и имеет стойки, а привод принудительного перемещения клиновых плашек в положение захвата трубы выполнен в виде пружин сжатия, установленных между корпусом и кольцевым поршнем с охватом его стоек. To this end, a block of retaining dies, including a housing with an internal conical surface, wedge dies, installed to interact with the internal conical surface of the housing, an annular piston and a hydraulic mechanism for fixing the wedge dies in the initial position, made in the form of a piston with a rod, equipped with a drive for forced movement of the wedges dies in the gripping position of the pipe, the piston with the rod is enclosed in a cylinder mounted on the housing, wedge dies are suspended on an annular piston, the last in It is made with the possibility of interaction with the piston rod of the hydraulic mechanism for fixing the wedge dies and has racks, and the drive for the forced movement of the wedge dies in the gripping position of the pipe is made in the form of compression springs installed between the housing and the annular piston with the coverage of its racks.

В одном из частных случаев выполнения, в гидравлическом механизме фиксации клиновых плашек в исходном положении цилиндр выполнен с крышкой, поршень с хвостовиком, герметично установленным в крышке, и подпружиненным пружиной сжатия, установленной между поршнем и крышкой с охватом хвостовика, а в штоке, поршне и хвостовике может быть выполнено осевое отверстие. In one of the special cases, in the hydraulic mechanism for fixing the wedge dies in the initial position, the cylinder is made with a cap, a piston with a shank sealed in the cap, and a spring-loaded compression spring installed between the piston and the cap with the shank covering, and in the piston rod and an axial bore may be made to the shank.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2, 3 блочномодульные варианты компоновки превенторной сборки; на фиг. 4 конструкция уплотнителя, линия отвода утечек и средство прокола трубы; на фиг. 5 узел пережима трубы в сечении А-А на фиг. 1 в исходном положении; на фиг. 6 то же, после пережима трубы; на фиг. 7 узел стопорных плашек, сечение по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 8 то же, сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 9 гидравлический механизм фиксации клиновых плашек в исходном положении; на фиг. 10 сегменты вид в плане; на фиг. 11 вариант выполнения быстроразборных соединительных элементов, сечение Г-Г на фиг. 2. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the device; in FIG. 2, 3 block-modular configuration options for preventer assembly; in FIG. 4 seal design, leakage line and pipe puncture means; in FIG. 5, the tube clamping unit in section AA in FIG. 1 in the starting position; in FIG. 6 the same after pinching the pipe; in FIG. 7 a block of stopping dies, a section along BB in FIG. one; in FIG. 8 is the same, section BB in FIG. one; in FIG. 9 hydraulic mechanism for fixing the wedge dies in the initial position; in FIG. 10 segments plan view; in FIG. 11 is an embodiment of quick-connect connectors, section GG in FIG. 2.

Устройство для герметизации устья скважины в общем случае содержит узел 1 трубных плашек, узел 2 срезных плашек, узел 3 стопорных плашек и узел 4 уплотнителей. Упомянутые узлы объединены при помощи соединительных элементов (шпилек, болтов и др) в превенторную сборку. A device for sealing the wellhead in the General case contains a node 1 pipe dies, a node 2 shear dies, a node 3 retaining dies and a node 4 of seals. The mentioned nodes are combined with the help of connecting elements (studs, bolts, etc.) in the preventer assembly.

Устройство имеет линию 5 отвода утечек и средство 6 прокола трубы, которое установлено в зоне расположения линии 5 отвода утечек. К превенторной сборке присоединено съемное основание 7, выполненное с возможностью стыковки с устьевой арматурой скважины. Съемное основание 7 может быть присоединено соединительными элементами-болтами и, в частности, к узлу 3 стопорных плашек, как показано на фиг. 1. The device has a leakage line 5 and a pipe puncture means 6, which is installed in the area of the leakage line 5. A removable base 7 is connected to the preventer assembly, configured to dock with wellhead reinforcement. The removable base 7 can be connected by bolt fasteners and, in particular, to the locking die assembly 3, as shown in FIG. one.

В случае выполнения соединительных элементов быстроразборными, съемное основание 7 присоединяется к превенторной сборке упомянутыми быстроразборными соединительными элементами (фиг. 2, 3). In the case of the execution of the connecting elements quick-detachable, the removable base 7 is attached to the preventer assembly by the said quick-disconnect connecting elements (Fig. 2, 3).

В одном из вариантов быстроразборные соединительные элементы могут быть выполнены в виде связанных между собой стяжными болтами 8 полуколец 9 с внутренней конусной расточкой, при этом корпуса узлов превенторной сборки по торцам должны иметь фланцы 10 с конусной наружной поверхностью, ответной поверхности внутренней конусной расточки полуколец 9. В превенторную сборку может быть встроен узел 11 глухих плашек. В частном случае устройство может иметь оборудованную обратным клапаном 12 линию 13 для работы узла 4 уплотнителей в режиме самоуплотнения в зависимости от величины давления в затрубном пространстве (фиг. 2). In one embodiment, quick-detachable connecting elements can be made in the form of half rings 9 connected with each other by tightening bolts 8 with an internal conical bore, while the housing of the preventer assembly nodes at the ends must have flanges 10 with a conical outer surface, the counter surface of the inner conical bore of the half rings 9. An assembly of 11 blind dies can be integrated into the preventer assembly. In the particular case, the device may have a line 13 equipped with a check valve 12 for the operation of the seal assembly 4 in the self-sealing mode depending on the pressure in the annulus (Fig. 2).

В устройстве также может иметь место узел 14 пережима трубы, который в частном случае может быть выполнен в виде обжимных плашек 15, 16 для сжатия трубы под действием привода, например, гидравлического, по радиальному контуру с вдавливанием половины образующей поверхности трубы в другую ее половину (фиг. 5, 6). Выполнение узлов превенторной сборки в виде блоков-модулей, как показано на фиг. 2, 3 обеспечивает при необходимости исключение замену или перестановку любого узла из упомянутой превенторной сборки. При этом съемное основание 7 выполнено с возможностью присоединения к любому из узлов превенторной сборки. The device may also have a node 14 clamping the pipe, which in the particular case can be made in the form of crimp dies 15, 16 for compressing the pipe under the action of a drive, for example, hydraulic, along a radial contour with an indentation of half of the pipe forming surface into its other half ( Fig. 5, 6). The implementation of the nodes of the preventive assembly in the form of block modules, as shown in FIG. 2, 3 provides, if necessary, the exception of the replacement or rearrangement of any node from the aforementioned preventer assembly. In this case, the removable base 7 is configured to attach to any of the nodes of the preventer assembly.

Узел 4 уплотнителей содержит размещенные в корпусе верхний и нижний уплотнители 17, 18. Каждый из уплотнителей 17, 18 выполнен в виде концентрично расположенных эластичных сменного вкладыша 19 и манжеты 20, охваченных снаружи втулкой 21 в виде полуколец с радиальными отверстиями 22. Втулка 21 установлена с зазором относительно внутренней поверхности корпуса для образования между эластичной манжетой 20 и корпусом герметичной кольцевой полости 23, сообщенной с каналом подвода давления. Последний выполнен в виде камеры 24, заполненной масляной средой (например, консистентной смазкой) для передачи давления от поршня 25 гидроцилиндра привода 26 на эластичную манжету 20. В каждом из уплотнителей 17, 18 эластичный вкладыш 19 в верхней части верхнего уплотнителя 17 и в нижней части нижнего уплотнителя 18 имеет сегменты 26 и фиксирующие полукольца 27. Эластичная манжета 20 выполнена с уплотнительными кольцами 28 и имеет сегменты 29 в нижней части верхнего уплотнителя 17 и в верхней части нижнего уплотнителя 18. В корпусе узла 4 уплотнителей под нижним уплотнителем 18 установлена шайба 30, а над верхним уплотнителем 18 резьбовая крышка 31. Сегменты 26 и 29 могут быть выполнены металлическими и привулканизированы к эластичным сменному вкладышу и 19 и манжете 20 соответственно. Уплотнители 17, 18 управляются гидроцилиндрами-приводами 26. Такой гидроцилиндр включает корпус 32, в котором размещен поршень 25. The seal assembly 4 comprises upper and lower gaskets 17, 18 located in the housing. Each of the gaskets 17, 18 is made in the form of concentrically arranged elastic removable liner 19 and cuffs 20, enveloped externally by sleeve 21 in the form of half rings with radial holes 22. Sleeve 21 is installed with a gap relative to the inner surface of the housing for the formation between the elastic cuff 20 and the housing of the sealed annular cavity 23 in communication with the channel for supplying pressure. The latter is made in the form of a chamber 24 filled with an oil medium (for example, grease) for transmitting pressure from the piston 25 of the actuator hydraulic cylinder 26 to the elastic sleeve 20. In each of the seals 17, 18, an elastic insert 19 is located in the upper part of the upper seal 17 and in the lower part the lower seal 18 has segments 26 and retaining half rings 27. The elastic sleeve 20 is made with o-rings 28 and has segments 29 in the lower part of the upper seal 17 and in the upper part of the lower seal 18. In the housing of the assembly 4 of gaskets under a washer 30 is mounted on the lower seal 18, and a threaded cover 31 is mounted on the upper seal 18. The segments 26 and 29 can be made of metal and vulcanized to an elastic removable liner and 19 and cuff 20, respectively. Seals 17, 18 are controlled by hydraulic cylinders-actuators 26. Such a hydraulic cylinder includes a housing 32, in which the piston 25 is placed.

В корпусе 32 установлена крышка 33, через которую пропущен резьбовой толкатель 34 с рукояткой 35. В корпусе 32 выполнены отверстия, через которые по стрелкам 36, 37 подается давление от пульта управления (не показан) для регулирования работы верхнего уплотнителя 17. При помощи резьбового толкателя 34 с рукояткой 35 осуществляется ручная регулировка усилия на поршень 25. Аналогично по стрелкам 38, 39 подачей давления от пульта управления (не показан) регулируется работа нижнего уплотнителя 18. Для обеспечения возможности работы нижнего уплотнителя 18 в режиме самоуплотнения может иметь место описанная выше оборудованная обратным клапаном 12 линия 13, сообщающая внутреннюю полость корпуса узла 4 уплотнителей ниже нижнего уплотнителя 18 с линией подвода давления на поршень его гидроцилиндра привода через соответствующее отверстие в корпусе по стрелке 38. Узел 4 уплотнителей может иметь линию 5 отвода утечек в виде канала, выполненного в корпусе между верхним и нижним уплотнителями 17, 18 для сообщения его внутренней полости с внешним пространством. В узле 4 уплотнителей может быть также размещено между верхним и нижним уплотнителями 17, 18 средство 6 прокола трубы, которое в частном случае может представлять собой резьбовой стержень 40 с режущими кромками на конце, установленный в резьбовом загерметизированном отверстии корпуса. Противоположный конец резьбового стержня 40 оснащается, как правило, съемной рукояткой 41. Приводы узлов 1, 2, 11, 14 трубных плашек, срезных плашек, глухих плашек и пережима трубы выполнены одинаковыми, по типу привода 26 узла 4 и каждый из них имеет гидроцилиндр, в корпусе 42 которого установлен поршень 43, связанный с плашкой и другие элементы, аналогичные элементам привода 26. A cover 33 is installed in the housing 32, through which a threaded pusher 34 with a handle 35 is passed. Holes are made in the housing 32 through which the pressure from the control panel (not shown) is supplied through the arrows 36, 37 to regulate the operation of the upper seal 17. Using the threaded pusher 34 with a handle 35, the effort on the piston 25 is manually adjusted. Similarly, according to arrows 38, 39, the pressure of the lower seal 18 is regulated by applying pressure from the control panel (not shown). To enable the lower seal 18 to work With self-sealing, the line 13 described above equipped with a non-return valve 12 can take place, which communicates the internal cavity of the housing of the seal assembly 4 below the lower seal 18 with a line for supplying pressure to the piston of its drive hydraulic cylinder through the corresponding hole in the housing in the direction of arrow 38. The seal assembly 4 can have a line 5 leakage in the form of a channel made in the housing between the upper and lower seals 17, 18 for communication of its internal cavity with the outer space. In the node 4 of the seals can also be placed between the upper and lower seals 17, 18 means 6 of the puncture of the pipe, which in the particular case may be a threaded rod 40 with cutting edges at the end, mounted in a threaded sealed hole of the housing. The opposite end of the threaded rod 40 is equipped, as a rule, with a removable handle 41. The drives of the nodes 1, 2, 11, 14 of the pipe dies, shear dies, blind dies and pinch tubes are made the same, by the type of drive 26 of node 4 and each of them has a hydraulic cylinder, in the housing 42 of which a piston 43 is mounted connected to the ram and other elements similar to those of the drive 26.

Узел 3 стопорных плашек содержит корпус 44 с внутренней конической поверхностью 45, клиновые плашки 46, установленные с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью 45 корпуса 44. В корпусе 44 установлен кольцевой поршень 47, который не имеет возможности смещения вокруг своей продольной оси. Клиновые плашки 46 подвешены в пазах верхней части кольцевого поршня 47 с возможностью радиального смещения (фиг. 7). Кольцевой поршень 46 в положение захвата трубы выполнен в виде пружин 49 сжатия, установленных между корпусом 44 и кольцевым поршнем 47 с охватом его стоек 48. Имеется гидравлический механизм 50 фиксации клиновых плашек 46 в исходном положении, выполненный в виде поршня 51 со штоком 52, заключенных в цилиндр, закрепленный на корпусе 44 узла 3 стопорных плашек. В кольцевом поршне 47 выполнено отверстие, в котором размещен шток 52, что позволяет удерживать клиновые плашки 46 в исходном положении. Цилиндр гидравлического механизма 50 фиксации клиновых плашек 46 в исходном положении выполнен с крышкой 53, поршень 51 с хвостовиком 54, герметично установленным в крышке 53, и подпружинен пружиной 54 сжатия, установленной между поршнем 51 и крышкой 53 с охватом хвостовика 54. В штоке 52, поршне 51 и в хвостовике 54 выполнено сквозное осевое отверстие 55. Locking dies assembly 3 comprises a housing 44 with an inner conical surface 45, wedge dies 46 that are arranged to interact with the inner conical surface 45 of the housing 44. An annular piston 47 is installed in the housing 44, which cannot be displaced around its longitudinal axis. Wedge dies 46 are suspended in the grooves of the upper part of the annular piston 47 with the possibility of radial displacement (Fig. 7). The annular piston 46 in the gripping position of the pipe is made in the form of compression springs 49 installed between the housing 44 and the annular piston 47 with the coverage of its struts 48. There is a hydraulic mechanism 50 for fixing the wedge dies 46 in the initial position, made in the form of a piston 51 with a rod 52, enclosed in a cylinder mounted on the housing 44 of the node 3 locking dies. A hole is made in the annular piston 47, in which the rod 52 is placed, which makes it possible to keep the wedge dies 46 in the initial position. The cylinder of the hydraulic mechanism 50 for fixing the wedge dies 46 in the initial position is made with a cover 53, a piston 51 with a shank 54 sealed in the cover 53, and spring-loaded with a compression spring 54 installed between the piston 51 and the cover 53 with the shank 54 covering. In the rod 52, a piston 51 and a shank 54 are provided with a through axial bore 55.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В зависимости от вида работ и предполагаемых условий проведения работа в скважине выбирается та или иная компоновка превенторной сборки. Подбирается типо-размер съемного основания 7, обеспечивающего присоединение устройства к устьевой арматуре скважины. Во время спуска трубы в скважину все узлы превенторной сборки находятся в положении, обеспечивающем свободный пропуск трубы. Уплотнители 17, 18 должны обеспечивать необходимую герметичность путем создания соответствующего давления на поршень 25. Регулировка давления осуществляется с пульта. Однако при необходимости регулировка может быть осуществлена вручную путем вращения рукоятки 35. Так же возможна работа нижнего уплотнителя 18 в режиме самоуплотнения, если узел 4 уплотнителей оборудован линией 13 с обратным клапаном 12. Depending on the type of work and the expected conditions for the work in the well, one or another layout of the preventer assembly is selected. The type-size of the removable base 7 is selected, which ensures the connection of the device to the wellhead reinforcement. During the descent of the pipe into the well, all the nodes of the preventer assembly are in a position that provides free passage of the pipe. Seals 17, 18 must provide the necessary tightness by creating the appropriate pressure on the piston 25. Pressure control is carried out from the remote control. However, if necessary, adjustment can be carried out manually by rotating the handle 35. It is also possible to operate the lower seal 18 in the self-sealing mode, if the seal assembly 4 is equipped with a line 13 with a non-return valve 12.

При необходимости снятия давления в превенторной сборке может быть задействован узел 1 трубных плашек. Упомянутый узел 1 трубных плашек может быть включен в работу параллельно с узлом 4 уплотнителей или в случае выхода их из строя. В аварийной ситуации при необходимости удержания трубы навесу подается давление с пульта управления на гидравлический механизм 50 фиксации клиновых плашек 46, сжимается пружина 54, отодвигается шток 52 и освобождается кольцевой поршень 47. Под действием пружин 49 и собственного веса клиновые плашки 46, увлекаемые кольцевым поршнем 47 моментально перемещаются в положение захвата трубы и надежно ее удерживают. Возврат кольцевого поршня 47 в исходное положение осуществляется подачей давления с пульта управления. Узел 14 пережима трубы может быть задействован в случае, например, образования трещины в трубе над скважиной, что позволит продолжить подъем трубы. Линия 5 отвода утечек позволяет предотвратить выход скважинной среды в процессе спуска или подъема трубы в зазоры между трубой и, например, верхним уплотнителем 17. Средство 6 прокола трубы вводится в действие в случае, например, необходимости снятия давления в трубе ниже пережима или когда в верхней и нижней частях непрерывной колонны труб установлены обратные клапана, рассчитанные на определенное давление. Узлы 2, 11 срезных плашек и глухих плашек используются по своему прямому назначению, когда необходимо в аварийной ситуации перерезать трубу и герметично перекрывать превенторную сборку. If necessary, relieve pressure in the preventer assembly may be involved node 1 pipe dies. Mentioned node 1 pipe dies can be included in operation in parallel with the node 4 of the seals or in case of failure. In an emergency situation, if it is necessary to hold the canopy pipe, pressure is applied from the control panel to the hydraulic mechanism 50 for fixing the wedge dies 46, the spring 54 is compressed, the rod 52 is retracted and the annular piston 47 is released. Under the action of the springs 49 and their own weight, the wedge dies 46 carried by the annular piston 47 instantly move to the gripping position of the pipe and hold it securely. The return of the annular piston 47 to its original position is carried out by applying pressure from the control panel. Node 14 clamping the pipe can be involved in the case, for example, the formation of cracks in the pipe above the well, which will continue to raise the pipe. The leakage line 5 prevents the wellbore from escaping during the descent or lifting of the pipe into the gaps between the pipe and, for example, the upper seal 17. The pipe puncture means 6 is activated if, for example, it is necessary to relieve pressure in the pipe below the pinch or when at the top and the lower parts of the continuous pipe string are equipped with check valves designed for a specific pressure. Units 2, 11 of shear dies and blank dies are used for their intended purpose, when it is necessary to cut the pipe in an emergency and tightly block the preventer assembly.

Использование изобретения позволяет повысить надежность герметизации затрубного пространства на устье скважины, обеспечить возможность снятия давления в случае его возникновения в непрерывной колонне труб, расширить область использования и повысить надежность в эксплуатации. The use of the invention allows to increase the reliability of sealing the annulus at the wellhead, to provide the possibility of relieving pressure in the event of its occurrence in a continuous pipe string, to expand the scope and increase reliability in operation.

Claims (17)

1. Устройство для герметизации устья скважины, содержащее объединенные соединительными элементами в превенторную сборку узел трубных плашек, узел срезных плашек, узел стопорных плашек и основание, выполненное с возможностью стыковки с устьевой арматурой скважины, отличающееся тем, что оно снабжено узлом уплотнителей, линией отвода утечек и средством прокола трубы, установленным в зоне расположения линии отвода утечек, а основание выполнено съемным. 1. A device for sealing a wellhead, comprising a pipe dies assembly, shear dies assembly, retaining dies assembly, and a base configured to dock with wellhead fittings combined with connecting elements into a preventive assembly, characterized in that it is provided with a seal assembly, a leakage line and a means of puncturing the pipe installed in the area of the drainage line, and the base is removable. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительные элементы выполнены быстроразборными, а съемное основание присоединено к превенторной сборке упомянутыми быстроразборными соединительными элементами. 2. The device according to claim 1, characterized in that the connecting elements are quick-detachable, and a removable base is connected to the preventive assembly by said quick-disconnect connecting elements. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено узлом плашек, встроенным в превенторную сборку при помощи соединительных элементов. 3. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a die assembly integrated in the preventer assembly using connecting elements. 4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что узлы превенторной сборки выполнены в виде блоков-модулей для исключения, замены или перестановки любого узла из упомянутой превенторной сборки. 4. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the nodes of the preventer assembly are made in the form of block modules to exclude, replace or rearrange any node from the said preventer assembly. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что съемное основание присоединено к узлу стопорных плашек. 5. The device according to claim 1, characterized in that the removable base is attached to the block retainer dies. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что съемное основание выполнено с возможностью присоединения к любому из узлов превенторной сборки. 6. The device according to claim 1, characterized in that the removable base is configured to attach to any of the nodes of the preventive assembly. 7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что соединительные элементы выполнены в виде связанных между собой стяжными болтами полуколец с внутренней конусной расточкой, корпуса узлов превенторной сборки по торцам имеют фланцы с конусной наружной поверхностью, ответной поверхности внутренней конусной расточки полуколец. 7. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting elements are made in the form of half rings connected with each other by tightening bolts with an internal conical bore, the housing of the preventer assembly assemblies at the ends have flanges with a conical outer surface, a mating surface of the inner conical bore of the half rings. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет оборудованную обратными клапаном линию для работы узла уплотнителей в режиме самоуплотнения в зависимости от величины давления в затрубном пространстве. 8. The device according to claim 1, characterized in that it has a line equipped with a check valve for the operation of the seal assembly in the self-sealing mode, depending on the pressure in the annulus. 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено узлом пережима трубы. 9. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a clamping unit of the pipe. 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел пережима трубы выполнен в виде обжимных плашек для сжатия трубы под действием привода по радиальному контуру с вдавливанием половины образующей поверхности трубы в другую ее половину. 10. The device according to claim 1, characterized in that the clamping unit of the pipe is made in the form of crimping dies for compressing the pipe under the action of a drive along a radial contour with an indentation of half of the pipe forming surface into its other half. 11. Узел уплотнителей, включающий корпус, верхний уплотнитель, выполненный в виде концентрично расположенных эластичных сменного вкладыша и манжеты, охваченных снаружи втулкой с радиальными отверстиями, установленной с зазором относительно внутренней поверхности корпуса для образования между эластичной манжетой и корпусом герметичной кольцевой полости, сообщенной с каналом подвода давления, и привод верхнего уплотнителя, отличающийся тем, что он снабжен выполненными по типу верхних нижним уплотнителем и его приводом, при этом в каждом из уплотнителей эластичный сменный вкладыш в верхней части верхнего уплотнителя и в нижней части нижнего уплотнителя имеет сегменты и фиксирующие полукольца, эластичная манжета выполнена с уплотнительными кольцами и имеет сегменты в нижней части верхнего уплотнителя и в верхней части нижнего уплотнителя, втулка с радиальными отверстиями выполнена в виде полуколец, а канал подвода давления выполнен в виде камеры, заполненной масляной средой, для передачи давления от поршня гидроцилиндра привода на эластичную манжету. 11. The seal assembly, comprising a housing, an upper seal made in the form of concentrically arranged elastic interchangeable liners and cuffs, enveloped externally by a sleeve with radial holes mounted with a gap relative to the inner surface of the housing to form a sealed annular cavity communicating with the channel between the elastic cuff and the housing pressure supply, and the drive of the upper seal, characterized in that it is equipped with a type of upper lower seal and its drive, while in each of gaskets, an elastic removable liner in the upper part of the upper gasket and in the lower part of the lower gasket has segments and fixing rings, the elastic cuff is made with sealing rings and has segments in the lower part of the upper gasket and in the upper part of the lower gasket, the sleeve with radial holes is made in the form half-ring, and the pressure supply channel is made in the form of a chamber filled with an oil medium to transfer pressure from the piston of the actuator hydraulic cylinder to an elastic cuff. 12. Узел по п.11, отличающийся тем, что он имеет оборудованную обратным клапаном линию, сообщающую внутреннюю полость корпуса ниже нижнего уплотнителя с линией подвода давления на поршень его гидроцилиндра привода. 12. The node according to claim 11, characterized in that it has a line equipped with a non-return valve, communicating the internal cavity of the housing below the lower seal with a line for supplying pressure to the piston of its hydraulic drive cylinder. 13. Узел по п.11, отличающийся тем, что он имеет линию отвода утечек в виде канала, выполненного в корпусе между верхними и нижним уплотнителями для сообщения его внутренней полости с внешним пространством. 13. The node according to claim 11, characterized in that it has a leakage line in the form of a channel made in the housing between the upper and lower seals to communicate its inner cavity with the outer space. 14. Узел по п. 11, отличающийся тем, что он снабжен средством прокола трубы, размещенным между верхним и нижним уплотнителями. 14. The node according to p. 11, characterized in that it is equipped with a means of puncture pipe placed between the upper and lower seals. 15. Узел по п.14, отличающийся тем, что средство прокола трубы выполнено в виде резьбового стержня с режущими кромками на конце, установленного в резьбовом отверстии корпуса. 15. The node 14, characterized in that the means of puncture the pipe is made in the form of a threaded rod with cutting edges at the end installed in the threaded hole of the housing. 16. Узел стопорных плашек, включающий корпус с внутренней конической поверхностью, клиновые плашки, установленные с возможностью взаимодействия с внутренней конической поверхностью корпуса, кольцевой поршень и гидравлический механизм фиксации клиновых плашек в исходном положении, выполненный в виде поршня со штоком, отличающийся тем, что он снабжен приводом принудительного перемещения клиновых плашек в положение захвата трубы, поршень со штоком заключен в цилиндр, закрепленный на корпусе, клиновые плашки подвешены на кольцевом поршне, последний выполнен с возможностью взаимодействия со штоком поршня гидравлического механизма фиксации клиновых плашек и имеет стойки, а привод принудительного перемещения клиновых плашек в положение захвата трубы выполнен в виде пружин сжатия, установленных между корпусом и кольцевым поршнем с охватом его стоек. 16. The assembly of locking dies, including a housing with an internal conical surface, wedge dies installed to interact with the internal conical surface of the housing, an annular piston and a hydraulic mechanism for fixing wedge dies in the initial position, made in the form of a piston with a rod, characterized in that it equipped with a drive for forced movement of the wedge dies in the gripping position of the pipe, the piston with the rod is enclosed in a cylinder mounted on the housing, the wedge dies are suspended on an annular piston, the latter is made with the possibility of interaction with the piston rod of the hydraulic mechanism for fixing the wedge dies and has racks, and the drive for the forced movement of the wedge dies in the gripping position of the pipe is made in the form of compression springs installed between the housing and the annular piston with the coverage of its racks. 17. Узел по п.16, отличающийся тем, что в гидравлическом механизме фиксации клиновых плашек в исходном положении цилиндр выполнен с крышкой, поршень с хвостовиком, герметично установленным в крышке, и подпружинен пружиной сжатия, установленной между поршнем и крышкой с охватом хвостовика, а в штоке, поршне и хвостовике выполнено сквозное осевое отверстие. 17. The node according to clause 16, characterized in that in the hydraulic mechanism for fixing the wedge dies in the initial position, the cylinder is made with a cap, the piston with a shank sealed in the cap, and spring loaded with a compression spring installed between the piston and the cap with the shank covering, and a through axial hole is made in the rod, piston and shank.
RU95110727A 1995-06-27 1995-06-27 Device for wellhead sealing, unit of seals and unit of stop slips RU2088745C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110727A RU2088745C1 (en) 1995-06-27 1995-06-27 Device for wellhead sealing, unit of seals and unit of stop slips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110727A RU2088745C1 (en) 1995-06-27 1995-06-27 Device for wellhead sealing, unit of seals and unit of stop slips

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95110727A RU95110727A (en) 1997-07-10
RU2088745C1 true RU2088745C1 (en) 1997-08-27

Family

ID=20169322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95110727A RU2088745C1 (en) 1995-06-27 1995-06-27 Device for wellhead sealing, unit of seals and unit of stop slips

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2088745C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173914U1 (en) * 2016-01-28 2017-09-19 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром георесурс" Downhole Lubricator Contact Sealing Device
RU199277U1 (en) * 2020-05-21 2020-08-25 Общество с ограниченной ответственностью «Инновационные технологии эффективных образовательных систем» COMBINED PREVENTOR FOR REPAIR WORKS IN OIL AND GAS WELLS USING COIL TUBING

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Нефть, газ и нефтехимия за рубежом, N 4, 1992, с. 13 - 14. Патент США N 5074518, кл. E 21 B 33/06, 1991. Газовая промышленность, N 11, 1993, с. 20. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173914U1 (en) * 2016-01-28 2017-09-19 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром георесурс" Downhole Lubricator Contact Sealing Device
RU199277U1 (en) * 2020-05-21 2020-08-25 Общество с ограниченной ответственностью «Инновационные технологии эффективных образовательных систем» COMBINED PREVENTOR FOR REPAIR WORKS IN OIL AND GAS WELLS USING COIL TUBING

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4138144A (en) Wellhead sealing assembly
EP0678656B1 (en) Ram-type blowout preventor
EP1491718B1 (en) A Stroke Indicator and a Tubular Patch
EP0579393B1 (en) Sealing method and apparatus for wellheads
US4488740A (en) Breech block hanger support
US4615544A (en) Subsea wellhead system
US5735344A (en) Tubing hanger with hydraulically energized metal annular seal with new design tubing hanger running tool
US4437643A (en) Ram-type blowout preventer
CA2545585C (en) Clamping well casings
US3744822A (en) Apparatus for a sealing external surface of a tubular member
US2752119A (en) Blowout preventer
EP0122099B1 (en) Connection of and sealing of tubular members
US3713675A (en) Connector for tubular members
US5158326A (en) Casing head connector
US4993488A (en) Well casing packers
USRE37538E1 (en) Ram type blowout preventer
US4761023A (en) Telescoping joint
US5114158A (en) Packing assembly for oilfield equipment and method
US2467822A (en) Well packer
GB2613737A (en) Apparatus and method for tubing hanger installation
US5000266A (en) Hydraulic/torsion packoff installation tool
RU2088745C1 (en) Device for wellhead sealing, unit of seals and unit of stop slips
GB2159554A (en) Subsea wellhead system
US4468952A (en) Hydraulic pipe testing tool with combined anti-extrusion and anchor means
US6123152A (en) Retrieving well tools under pressure