RU2319825C2 - Device for blowout equipment pressure-testing - Google Patents

Abstract

FIELD: drilling equipment, particularly devices for assembled blowout equipment pressure-testing.

SUBSTANCE: device comprises shaft with central channel and elastic packing member installed on the shaft. Connected to lower shaft end is lower sub provided with radial channel. Shaft has central part shaped as truncated cone. Elastic packing member is installed on the shaft so that it may slide in axial direction. Upper part of packing member is made as two collars facing upwards. Diameter of upper end of lower sub exceeds that of lower cone base.

EFFECT: increased operational reliability of the device.

1 dwg

Description

Изобретение относится к буровой технике, именно к устройствам для опрессовки смонтированного противовыбросового оборудования.The invention relates to drilling equipment, namely to devices for crimping mounted blowout preventer equipment.

Известен пакер с самоуплотняющейся манжетой, состоящий из опрокинутого конического корпуса с самоуплотняющейся манжетой, помещенной в защитный кожух, укрепленный на нижнем основании, в нижней части корпуса выполнены отверстия, через которые нагнетаемая жидкость поступает колоколообразную часть манжеты. (1) А.с. SU №1334, Е21В 33/12, 1960 г.).A packer with a self-sealing cuff is known, consisting of a tilted conical body with a self-sealing cuff placed in a protective casing, mounted on the lower base, holes are made in the lower part of the casing through which the pumped liquid enters the bell-shaped part of the cuff. (1) A.S. SU No. 1334, ЕВВ 33/12, 1960).

Недостатками известного пакера является невозможность создания давления в колонне выше пакера, невозможность пакеровки кольцевого зазора путем создания давления в межколонном пространстве, а также низкое давление, выдерживаемое манжетой вследствие ее недостаточной толщины.The disadvantages of the known packer are the inability to create pressure in the column above the packer, the inability to pack the annular gap by creating pressure in the annular space, as well as the low pressure withstand the cuff due to its insufficient thickness.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому пакеру устьевому является устройство для опрессовки в скважине обсадной колонны с противовыбросовым оборудованием, состоящее из корпуса в виде разрезного стакана с двумя днищами соединенными центральным стержнем, на котором размещен подпружиненный распорный конус, взаимодействующий с укрепленной на нижнем днище корпуса уплотнительной манжетой и связанный посредством толкателей с механизмом нагружения, который выполнен в виде поршня, установленного с зазором над верхним днищем корпуса, причем полости над поршнем посредством каналов сообщены с закорпусным пространством. (2) (А.с. SU №810939, Е21В 33/12, 1981 г.)The closest in technical essence and the achieved result to the claimed wellhead packer is a device for crimping a casing string with blowout equipment, consisting of a casing in the form of a split cup with two bottoms connected by a central rod, on which a spring-loaded expansion cone is placed, which interacts with a reinforced cone on the bottom the bottom of the housing by a sealing collar and connected by means of pushers with a loading mechanism, which is made in the form of a piston mounted with a gap above the upper bottom of the housing, and the cavity above the piston through channels communicated with the casing space. (2) (A.S. SU No. 810939, ЕВВ 33/12, 1981)

Недостатками известного устройства является низкая надежность работы устройства обусловленная тем, что отсутствует четкое разделение полостей над и под поршнем, наличие в корпусе каналов приводит к значительным перетокам промывочной жидкости между полостями и, как следствие, резкому снижению перепада давления, воздействующего на поршень, и осевого пакерующего усилия. Кроме того, слабая центровка поршня в корпусе устройства ввиду зазоров между поршнем и корпусом, а также конструкция толкателей недостаточной жесткости может привести к деформации последних и к заклиниванию поршня в корпусе устройства. Также данная конструкция не предусматривает контроля процесса пакерования, то есть контроля работы устройства.The disadvantages of the known device is the low reliability of the device due to the fact that there is no clear separation of the cavities above and below the piston, the presence of channels in the housing leads to significant overflows of flushing fluid between the cavities and, as a result, a sharp decrease in the pressure drop acting on the piston and axial packing efforts. In addition, the weak alignment of the piston in the housing of the device due to gaps between the piston and the housing, as well as the design of the pushers of insufficient rigidity, can lead to deformation of the latter and jamming of the piston in the housing of the device. Also, this design does not provide for monitoring the packing process, that is, monitoring the operation of the device.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы устройства.The objective of the present invention is to increase the reliability of the device.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известное устройство для опрессовки противовыбросового оборудования, содержащее ствол с центральным каналом и эластичный пакерующий элемент, установленный на стволе, согласно изобретению дополнительно содержит нижний переводник, соединенный с нижней частью ствола и снабженный радиальным каналом, при этом ствол выполнен в центральной его части в виде усеченного конуса, эластичный пакерующий элемент установлен на стволе с возможностью осевого перемещения, причем верхняя часть его выполнена в виде двух направленных вверх воротников, диаметр верхнего торца нижнего переводника больше диаметра нижнего основания конуса.The essence of the present invention lies in the fact that the known device for crimping blowout control equipment containing a barrel with a Central channel and an elastic packing element mounted on the barrel, according to the invention further comprises a lower sub connected to the lower part of the barrel and provided with a radial channel, while the barrel is made in its central part in the form of a truncated cone, an elastic packer element is mounted on the barrel with the possibility of axial movement, the upper part of it It comprises two upwardly directed collar, the diameter of the upper end of the lower sub greater than the diameter of the lower base of the cone.

Устройство для опрессовки противовыбросового оборудования содержит ствол 1, выполненный в центральной его части в виде усеченного конуса с центральным проходным каналом 2, эластичный пакерующий элемент 3, установленный на стволе 1 с возможностью осевого перемещения, нижний переводник 4, соединенный с нижней частью ствола резьбой 5 и снабженный радиальным каналом 6, верхний переводник 7, соединенный резьбой 8 со стволом 1.A device for crimping blowout control equipment includes a barrel 1 made in its central part in the form of a truncated cone with a central passage 2, an elastic packing element 3 mounted on the barrel 1 with axial movement, a lower sub 4 connected to the lower part of the barrel by a thread 5 and equipped with a radial channel 6, the upper sub 7, connected by a thread 8 to the barrel 1.

Верхняя часть эластичного пакерующего элемента 3 выполнена в виде двух воротников, направленных вверх: внешнего 9 и внутреннего 10, в осевом сечении образующих "ласточкин хвост".The upper part of the elastic packing element 3 is made in the form of two collars directed upward: external 9 and internal 10, in axial section forming a dovetail.

Диаметр верхнего торца переводника 4 больше диаметра нижнего основания ствола 1.The diameter of the upper end of the sub 4 is larger than the diameter of the lower base of the barrel 1.

На чертеже представлено заявляемое устройство для опрессовки противовыбросового оборудования в разрезе.The drawing shows the inventive device for crimping blowout control equipment in section.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После монтажа противовыбросового оборудования спускают устройство в колонную головку таким образом, чтобы верхняя кромка воротника 9 была заподлицо с верхней кромкой обсадной колонны 11. Закрывают превентор и создают давление опрессовки в колонной головке, при этом воротник 9 прижимается к внутренней поверхности обсадной колонны 11, а воротник 10 прижимается с стволу 1 под действием давления пакеровки. Пакерующий элемент 3 перемещается по конической поверхности ствола 1 с одновременным радиальным расширением. При максимальном давлении опрессовки пакерующий элемент 3 упирается в верхний торец переводника 4.After installing blowout control equipment, the device is lowered into the casing head so that the upper edge of the collar 9 is flush with the upper edge of the casing 11. The preventer is closed and pressure is applied to the casing head, while the collar 9 is pressed against the inner surface of the casing 11 and the collar 10 is pressed from the barrel 1 under the action of packer pressure. Packing element 3 moves along the conical surface of the barrel 1 with simultaneous radial expansion. At the maximum pressure of the crimping, the packing element 3 abuts against the upper end of the sub 4.

При опрессовке отсутствие перетоков жидкости через радиальный канал 6, канал 2 и переводник 7 свидетельствует о герметичности кольцевого зазора между стволом 1 и обсадной колонной 11.When crimping, the absence of fluid flow through the radial channel 6, channel 2 and sub 7 indicates the tightness of the annular gap between the barrel 1 and the casing 11.

Заявляемое устройство по сравнению с устройством-прототипом позволяет повысить надежность работы, увеличить давление опрессовки противовыбросового оборудования и обеспечить надежную герметизацию кольцевого зазора при одновременном контроле процесса пакеровки.The inventive device in comparison with the prototype device can increase the reliability, increase the pressure of the crimping blowout equipment and provide reliable sealing of the annular gap while monitoring the packaging process.

Конструкция заявляемого устройства позволяет проводить опрессовку смонтированного противовыбросового оборудования и в ряде специфических случаев, таких как невозможность извлечения из скважины колонны бурильных или насосно-компрессорных труб, а также технологические ограничения на осевое перемещение труб, спущенных в скважину.The design of the inventive device allows for pressure testing of installed blowout equipment and in a number of specific cases, such as the inability to extract drill or tubing pipes from the well, as well as technological restrictions on the axial movement of pipes lowered into the well.

Claims (1)

Устройство для опрессовки противовыбросового оборудования, содержащее ствол с центральным каналом и эластичный пакерующий элемент, установленный на стволе, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит нижний переводник, соединенный с нижней частью ствола и снабженный радиальным каналом, при этом ствол выполнен в центральной его части в виде усеченного конуса, эластичный пакерующий элемент установлен на стволе с возможностью осевого перемещения, причем верхняя часть его выполнена в виде двух направленных вверх воротников, диаметр верхнего торца нижнего переводника больше диаметра нижнего основания конуса.A device for crimping blowout control equipment containing a barrel with a central channel and an elastic packer element mounted on the barrel, characterized in that it further comprises a lower sub connected to the lower part of the barrel and provided with a radial channel, while the barrel is made in its central part in the form a truncated cone, an elastic packer element mounted on the barrel with the possibility of axial movement, and the upper part of it is made in the form of two upward collars, diameter the upper end of the lower sub is larger than the diameter of the lower base of the cone.