RU2359105C1 - Casing head - Google Patents
Casing head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359105C1 RU2359105C1 RU2007139094/03A RU2007139094A RU2359105C1 RU 2359105 C1 RU2359105 C1 RU 2359105C1 RU 2007139094/03 A RU2007139094/03 A RU 2007139094/03A RU 2007139094 A RU2007139094 A RU 2007139094A RU 2359105 C1 RU2359105 C1 RU 2359105C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- channel
- axial
- seats
- grooves
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Taps Or Cocks (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в качестве устьевого оборудования при эксплуатации нефтяных и газовых скважин для герметизации устья скважины, подвески колонны лифтовых труб, контроля и регулирования режима работы скважины, перекрытия и направления добываемой продукции в манифольд, а также проведения различных технологических операций.The invention relates to the mining industry and can be used as wellhead equipment in the operation of oil and gas wells for sealing the wellhead, suspension of a string of lift pipes, monitoring and regulating the mode of operation of the well, overlapping and directing the produced products to the manifold, as well as various technological operations .
Известны трубные головки, включающие шаровые запорные клапаны, включающие шаровой запорный орган и уплотнительные кольца (патент РФ №2170328, 2230177, Е21В 33/03). Их недостатком является низкая эксплуатационная надежность, заключающаяся в высокой вероятности заклинивания запорного органа при длительной работе в открытом положении.Known tube heads, including ball shut-off valves, including ball shut-off element and o-rings (RF patent No. 2170328, 2230177,
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является трубная головка, включающая цилиндрический корпус с верхним и нижним присоединительными фланцами, с двумя верхними и двумя нижними боковыми отводами, имеющими присоединительные фланцы для установки задвижек, установленный в осевом канале корпуса трубодержатель, узел крепления и герметизации трубодержателя в осевом канале корпуса, размещенный в осевом канале корпуса над трубодержателем шаровой запорный орган со сквозным осевым и глухим боковым каналами, оси которых взаимно перпендикулярны, а также с верхним и нижним седлами с уплотнениями, находящимися на сферической рабочей поверхности седел, узел управления шаровым запорным органом в виде связанного с ним вала, ось которого перпендикулярна осям сквозного и глухого бокового каналов и проходит через точку их пересечения, размещенный на цилиндрическом корпусе переходный фланец (Патент РФ №2182218, Е21В 33/03. Трубная головка).Closest to the claimed invention is a tube head comprising a cylindrical body with upper and lower connecting flanges, with two upper and two lower side bends having connecting flanges for installing valves, a pipe holder installed in the axial channel of the housing, a pipe holder fastening and sealing assembly in the axial channel housing, located in the axial channel of the housing above the pipe holder, a ball locking element with through axial and blind side channels, the axes of which are mutually perpendicular are cular, as well as with upper and lower saddles with seals located on the spherical working surface of the seats, a ball locking control unit in the form of a shaft connected with it, the axis of which is perpendicular to the axes of the through and blind side channels and passes through their intersection point located on the cylindrical transition adapter flange (RF Patent No. 2182218, ЕВВ 33/03. Tube head).
Недостатками данной установки являются малая надежность и низкие эргономические показатели. Это обусловлено тем, что после длительного пребывания шарового запорного органа в открытом положении происходит отложение солей между поверхностью шара и уплотнениями. В результате при закрытии шарового запорного органа возникают повышенные силы трения, приводящие в ряде случаев к деформации или же поломке деталей. При этом увеличивается время закрывания, приходится прикладывать значительные усилия, а кроме того, повышается опасность возникновения аварийной ситуации на скважине.The disadvantages of this installation are low reliability and low ergonomic performance. This is due to the fact that after a long stay of the ball locking element in the open position, salts are deposited between the surface of the ball and the seals. As a result, when the spherical locking element is closed, increased friction forces arise, which in some cases lead to deformation or damage to parts. At the same time, the closing time is increased, considerable efforts have to be made, and in addition, the risk of an emergency at the well increases.
Задачей изобретения является повышение надежности фонтанной арматуры за счет повышения герметичности ее запорных органов, исключения заклинивания запорного органа и уменьшения усилия управления после длительного простоя. Таким образом улучшаются показатели надежности и эргономики устройства.The objective of the invention is to increase the reliability of the fountain valves by increasing the tightness of its locking elements, eliminating jamming of the locking element and reducing the control effort after prolonged shutdown. Thus, the reliability and ergonomics of the device are improved.
Указанная цель достигается за счет того, что в трубной головке, включающей цилиндрический корпус с верхним и нижним присоединительными фланцами, с двумя верхними и двумя нижними боковыми отводами, имеющими присоединительные фланцы для установки задвижек, установлен в осевом канале корпуса трубодержатель с узлом крепления и герметизации. Над трубодержателем в осевом канале корпуса размещен шаровой запорный орган со сквозным осевым и глухим боковым каналами, оси которых взаимно перпендикулярны. Имеются верхние и нижние седла с уплотнениями, находящимися на сферической рабочей поверхности седел. Узел управления шаровым запорным органом выполнен в виде связанного с ним вала, ось которого перпендикулярна осям сквозного и глухого бокового каналов и проходит через точку их пересечения, на цилиндрическом корпусе размещен переходный фланец. На сферических рабочих поверхностях верхнего и нижнего седел выполнены кольцевые канавки, внутренний диаметр которых превышает наружный диаметр уплотнений седел, выполненных в виде уплотнительных колец и установленных соответственно над и под указанными кольцевыми канавками. На наружной цилиндрической поверхности верхнего седла выполнена канавка, с одной стороны связанная с выполненным в цилиндрическом корпусе трубной головки каналом для подачи смазки. С другой стороны она связана с кольцевой канавкой, расположенной на сферической поверхности седла посредством радиальных каналов, выполненных в седле. При этом шаровой запорный орган выполнен с каналами, расположенными вдоль оси сквозного осевого канала. Отверстия упомянутых каналов при открытом положении шарового запорного органа совпадают с кольцевыми канавками на рабочих сферических поверхностях седел, а один из этих каналов соединен с выполненным в шаровом запорном органе дополнительным каналом, ось которого перпендикулярна оси сквозного осевого канала. Вал узла управления шаровым запорным органом выполнен в виде двух соосных валов, торцы которых имеют канавки, а между торцами валов размещен диск с выполненными на его торцевых поверхностях взаимно перпендикулярными выступами для взаимодействия с канавками валов. Валы и диск выполнены с осевыми каналами для сообщения с дополнительным каналом шарового запорного органа.This goal is achieved due to the fact that in the tube head, which includes a cylindrical body with upper and lower connecting flanges, with two upper and two lower side bends, having connecting flanges for installing valves, a pipe holder with a fastening and sealing assembly is installed in the axial channel of the housing. Above the pipe holder in the axial channel of the housing there is a spherical locking element with through axial and blind side channels, the axes of which are mutually perpendicular. There are upper and lower saddles with seals located on the spherical working surface of the saddles. The control unit of the spherical locking element is made in the form of a shaft connected with it, the axis of which is perpendicular to the axes of the through and blind side channels and passes through the point of intersection, an adapter flange is placed on the cylindrical body. On the spherical working surfaces of the upper and lower seats, annular grooves are made, the inner diameter of which exceeds the outer diameter of the seat seals, made in the form of o-rings and installed respectively above and below said annular grooves. A groove is made on the outer cylindrical surface of the upper saddle, on the one hand connected to a channel for supplying lubricant made in the cylindrical body of the tube head. On the other hand, it is connected with an annular groove located on the spherical surface of the saddle by means of radial channels made in the saddle. In this case, the ball locking element is made with channels located along the axis of the through axial channel. The openings of the said channels in the open position of the ball locking element coincide with the annular grooves on the working spherical surfaces of the seats, and one of these channels is connected to an additional channel made in the ball locking body, the axis of which is perpendicular to the axis of the through axial channel. The shaft of the ball locking control unit is made in the form of two coaxial shafts, the ends of which have grooves, and between the ends of the shafts there is a disk with mutually perpendicular protrusions made on its end surfaces to interact with the shaft grooves. The shafts and the disk are made with axial channels for communication with an additional channel of the ball locking element.
Указанная совокупность признаков заявляемого изобретения дает возможность исключить проникание отложений солей и парафинов в зазоры между поверхностью шарового элемента и седел, несущих уплотнительные элементы, а так же уменьшить усилия страгивания при открытии задвижки, что повышает надежность трубной головки.The specified set of features of the claimed invention makes it possible to exclude the penetration of deposits of salts and paraffins into the gaps between the surface of the ball element and seats carrying sealing elements, as well as reduce the straining forces when opening the valve, which increases the reliability of the tube head.
На фиг.1 представлен общий вид трубной головки, на фиг.2 - поперечное сечение трубной головки.Figure 1 presents a General view of the pipe head, figure 2 is a cross section of the pipe head.
Трубная головка (фиг.1) представляет собой корпус 1, на боковой поверхности которого расположены два верхних 2, 3 и два нижних 4, 5 боковых отвода, соединенных с ним посредством фланцевых соединений. Внутри корпуса имеется центральный канал, который посредством фланцевого соединения соединен с верхним отводом 6. Все отводы снабжены задвижками.The pipe head (figure 1) is a
В корпусе 1 (фиг.2) расположен шаровой запорный орган 7, который располагается между верхним 8 и нижним 9 седлами, сферические рабочие поверхности которого снабжены уплотнениями 10, 11. Нижнее седло 9 прижимается к шаровому запорному органу 7 набором пружин 12, расположенных в отверстиях кольца 13. Над верхним седлом расположена гайка 14, крепящая весь пакет деталей. Нижний торец гайки 14 взаимодействует с верхним торцом верхнего седла 8. Гайка 14 и седло 8 выполнены в виде двух отдельных деталей, что позволяет обеспечить точную центровку седла 8 относительно шарового запорного органа 7 с одной стороны, а с другой - позволяет выполнять точную регулировку его положения подбором толщины пакета регулировочных шайб (не показаны) и вращением гайки 14.In the housing 1 (Fig. 2) there is a
Шаровой запорный орган 7 имеет сквозной осевой канал 15 и один боковой канал 16, ось которого перпендикулярна сквозному осевому каналу. При повороте шарового клапана в различные положения он перекрывает или сквозной канал, или каналы боковых отводов 2 и 3. Кроме того, шаровой запорный орган снабжен каналами 17, 18, расположенными вдоль оси сквозного отверстия, а один из каналов 18 соединен с дополнительным отверстием 19, ось которого перпендикулярна оси центрального отверстия 15.The
На сферических поверхностях верхнего 8 и нижнего 9 седла выполнены кольцевые канавки 20, 21, внутренний диаметр которых меньше наружного диаметра уплотнительных колец 10 и 11 соответственно. Верхнее седло снабжено канавкой 22, находящейся на наружной цилиндрической поверхности, соединенной радиальными каналами 23 с канавкой, расположенной на сферической поверхности. Каналы отверстий 17, 18 при открытом положении шара совпадают с канавками 20, 21 на рабочих поверхностях седел.On the spherical surfaces of the upper 8 and lower 9 seats,
Для управления шаровым запорным органом служит узел управления 24, состоящий из двух валов - ведомого 25 и ведущего 26 и диска 27, расположенного между их торцами и снабженного двумя взаимно перпендикулярными выступами, расположенными в ответных торцевых канавках валов. Для восприятия осевых усилий служит упорный подшипник 28, расположенный в крышке 29. Все детали узла управления имеют центральное отверстие 30, которое соединено с дополнительным отверстием 19 шарового запорного органа 7. В корпусе установлен разгрузочный клапан 31, который соединяет полость под шаровым запорным органом с полостью, расположенной между верхним 8 и нижним 9 седлом.To control the ball locking element, a
Ниже шарового запорного органа в корпусе расположен трубодержатель 32, наружная поверхность которого снабжена уплотнением 33. Зазор между корпусом 1 и трубодержателем 32 сообщается с нижними боковыми отводами 3, 5. В нижней части трубодержателя имеется резьба для подвески колонны лифтовых труб.Below the spherical locking element in the body is a
Для подачи смазки к седлам и уплотнению трубодержателя имеются штуцера 34.To supply grease to the seats and seal the tube holder there are
Арматура работает следующим образом.The fittings work as follows.
После обвязки устья трубную головку устанавливают на колонную головку. При этом трубодержатель 32 и верхний отвод 6 не устанавливают. Далее через сквозной осевой канал в корпусе 1 выполняют спуск лифтовой колонны и к ее верхней трубе прикрепляют трубодержатель 32, снабженный уплотнениями 33. Трубодержатель с помощью монтажного патрубка опускается в корпус трубной головки вниз до упора, после чего его в верхней части фиксируют стопорными винтами (не показаны). После извлечения монтажного патрубка на верхнем фланце корпуса устанавливается верхний отвод. После монтажа кольцевое пространство между колонной лифтовых труб и эксплуатационной колонной сообщается с двумя нижними боковыми отводами 4, 5, а внутренняя полость лифтовых труб сообщается через шаровой запорный орган с верхним отводом 6 и боковыми верхними отводами 2 и 3.After tying the mouth, the pipe head is mounted on the column head. In this case, the
При необходимости изменить направление потока пластовой жидкости, поступающей по колонне лифтовых труб, шаровой запорный орган 7 поворачивают таким образом, чтобы боковой канал 16 обеспечил соединение с соответствующим верхним боковым отводом (2 или 3).If necessary, change the direction of flow of the reservoir fluid entering the column of elevator pipes, the
Перед поворотом шарового запорного органа 7 в штуцер 34 подается смазка, которая, проникая по каналу в корпусе 1, попадает в канавку 22 и распространяется по ней, далее проникая по радиальным каналам 23 в кольцевую канавку 20 верхнего седла 8. Из кольцевой канавки 20 смазка проникает в зазор между верхним седлом 8 и шаровым запорным органом 7. При этом практически вся контактная поверхность смазывается, а сам шаровой запорный орган смещается под действием давления смазки вниз, увеличивая зазор между этими деталями.Before turning the
Одновременно из кольцевой канавки 20 масло проникает по каналам 17 и 18 в кольцевую канавку 21 нижнего седла 9. Вытесняясь из нее избыточным давлением, под которым подается масло, оно вытесняется в зазор между шаровым запорным органом 7 и нижним седлом 9. В результате, как и в верхней части, происходит смазывание контактирующих поверхностей, при этом зазор между ними увеличивается за счет скользящей посадки нижнего седла, подпружиненного в нижней части.At the same time, from the
Поворот шарового запорного органа осуществляется с помощью узла управления 24. При вращении ведущего вала 26 крутящий момент передается диском 27 ведомому валу 25, квадратный хвостовик которого расположен в прорези шарового запорного органа 7. При этом его вертикальное смещение под действием давления масла, а также неточности изготовления или преодоления неровностей, обусловленных отложением солей, компенсируются диском 27, играющим роль компенсационной муфты.The rotation of the ball locking element is carried out using the
Поскольку наиболее опасной ситуацией является случай, когда после длительной, порядка года, работы трубной головки происходит заклинивание шарового запорного органа, то описанный порядок работы трубной головки является наиболее часто встречающимся.Since the most dangerous situation is the case when, after a long, about a year, operation of the tube head, the ball locking element is jammed, the described procedure for the operation of the tube head is the most common.
Второй вариант подготовки устройства к повороту шарового запорного органа 7 может быть обеспечен при подаче масла через штуцер 34, установленный в торце ведущего вала 26. В этом случае масло направляется по осевому каналу в ведущем вале 26, канале диска 27 и по осевому каналу в ведомом вале 25 проникает в дополнительное отверстие 29. Из него масло, протекая вверх и вниз, попадает в кольцевые канавки 20 и 21, производя смазочный эффект, описанный выше.The second option of preparing the device for rotation of the
Перед открытием клапана, находящегося в закрытом положении, для уменьшения усилия трения, обусловленного действием давления на нижнюю часть шарового запорного органа 7, служит разгрузочный клапан 31. Он должен быть открыт, в результате чего давление, действующее под шаровым запорным органом в полости лифтовой колонны, распространяется на боковую поверхность шара.Before opening the valve in the closed position, to reduce the friction force due to the pressure on the lower part of the ball shut-off
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет существенно повысить надежность устройства по сравнению с известными изобретениями.Thus, the proposed technical solution can significantly improve the reliability of the device compared with the known inventions.
Источники информацииInformation sources
1. Патенты РФ №2170328, 2230177, Е21В 33/03 (аналоги).1. Patents of the Russian Federation No. 2170328, 2230177,
2. Патент РФ №2182218, Е21В 33/03. Трубная головка (прототип).2. RF patent No. 2182218,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139094/03A RU2359105C1 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Casing head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139094/03A RU2359105C1 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Casing head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2359105C1 true RU2359105C1 (en) | 2009-06-20 |
Family
ID=41025939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007139094/03A RU2359105C1 (en) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | Casing head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2359105C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596022C2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-08-27 | Александр Васильевич Торговецкий | Device for covering underwater flowing oil-gas wells at unauthorised blowout |
RU182241U1 (en) * | 2018-02-22 | 2018-08-09 | Открытое акционерное общество "Саратовский завод "Серп и Молот" | Hinge of equal angular speeds of a power shaft |
RU2726656C1 (en) * | 2019-10-08 | 2020-07-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" | Shutoff hydraulic-controlled device for sealing of flow well mouth |
-
2007
- 2007-10-23 RU RU2007139094/03A patent/RU2359105C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2596022C2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-08-27 | Александр Васильевич Торговецкий | Device for covering underwater flowing oil-gas wells at unauthorised blowout |
RU182241U1 (en) * | 2018-02-22 | 2018-08-09 | Открытое акционерное общество "Саратовский завод "Серп и Молот" | Hinge of equal angular speeds of a power shaft |
RU2726656C1 (en) * | 2019-10-08 | 2020-07-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром газобезопасность" | Shutoff hydraulic-controlled device for sealing of flow well mouth |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9458941B2 (en) | Rotary stepping actuator for valve | |
US6851478B2 (en) | Y-body Christmas tree for use with coil tubing | |
US5706856A (en) | Valve apparatus | |
US9500294B2 (en) | Hybrid manual and hydraulic actuator override | |
US10718436B2 (en) | Valve seat replacement system and method | |
US11073225B2 (en) | Rotary stepping actuator for valve | |
US9869426B2 (en) | Tool for unseizing and lubricating well valves, and method of unseizing said valves | |
US11525516B2 (en) | Valve body insert apparatus and related methods | |
RU2359105C1 (en) | Casing head | |
CN204784735U (en) | A device for being close to and aim at and seal dish | |
US10371281B2 (en) | Hybrid manual and hydraulic override | |
US4440381A (en) | Gate valve | |
WO2015108918A1 (en) | Non-welded hardface gate and seats | |
CA2522257A1 (en) | Improved pump drive head with integrated stuffing box and clamp | |
RU181995U1 (en) | DOUBLE CABLE PREVENTOR WITH CYLINDRICAL DIES AND HYDRAULIC CONTROL | |
WO2013147638A1 (en) | Manometer needle valve | |
US20070051508A1 (en) | Pump drive head with integrated stuffing box and clamp | |
EP2376740B1 (en) | Wellhead downhole line communication arrangement | |
US20160290526A1 (en) | Controller apparatus, system and/or method for controlling pressures in a fluid control system | |
RU2447343C2 (en) | Locking device | |
US3226081A (en) | Lubricating system for valve actuator | |
US11549327B2 (en) | Blowout preventer and method | |
US11466783B2 (en) | Side entry valve | |
RU2726656C1 (en) | Shutoff hydraulic-controlled device for sealing of flow well mouth | |
RU207831U1 (en) | Gate valve with cylindrical body |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151024 |