RU2709585C1 - Combined seal for column head in well on shelf - Google Patents

Combined seal for column head in well on shelf Download PDF

Info

Publication number
RU2709585C1
RU2709585C1 RU2019115484A RU2019115484A RU2709585C1 RU 2709585 C1 RU2709585 C1 RU 2709585C1 RU 2019115484 A RU2019115484 A RU 2019115484A RU 2019115484 A RU2019115484 A RU 2019115484A RU 2709585 C1 RU2709585 C1 RU 2709585C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seal
pusher
housing
suspension
conductor
Prior art date
Application number
RU2019115484A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Леонардович Амфилохиев
Владимир Анатольевич Калаев
Геннадий Львович Рыбаков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ")
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 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова" (ОАО "НПО ЦКТИ")
Priority to RU2019115484A priority Critical patent/RU2709585C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709585C1 publication Critical patent/RU2709585C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/035—Well heads; Setting-up thereof specially adapted for underwater installations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02—Surface sealing or packing
    • E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/04—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
    • E21B33/043—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads specially adapted for underwater well heads

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

FIELD: sealing.
SUBSTANCE: invention relates to means for sealing of annular gaps between conductor and installed in it suspension of technical string of pipes during operation of wells on shelf. Combined seal is made with two-stage seals and has housing 7 of H-shaped profile in form of two rings 8, 9 with transverse web 10 for their connection and pusher 15. Housing 7 comprises three contact surfaces: inner surface 11 and outer surfaces 12 and 13 in contact with landing conical surface 5 of suspension 3 with equal inclination angle 6 relative to well axis to 10 degrees. Contact length of surface 11 is greater than the total contact length of surfaces 12 and 13. Surface 11 and surfaces 12 and 13 form the first stage of metal-metal seal. Besides, housing 7 is provided with thrust 14 with locking spring ring 16 fitted on pusher 15 to retain housing 7 from axial displacement downwards. Between housing 7 and pusher 15 there is side gap 17 to allow displacement of housing 7 relative to pusher 15 in radial direction. Besides, pusher 15 is rigidly connected with housing 7 by shear element 18. Between pusher 15 and housing 7 there is an external seal of high elasticity 19 for sealing of the surface of conductor 1, and for sealing of suspension 3 there is an internal sealant of lower elasticity 20. Sealant 19 and seal 20 form together second stage of seal – elastic elastomer seals. Besides, pusher 15 is provided with retainers in form of split resilient rings 21 and 22 to interact with fixing slots 2 and 4 and lock 23.
EFFECT: improving sealing reliability of conductor and suspension of technical pipe string during well operation on shelf and simplification of technological operations.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к комбинированному уплотнителю, используемому для герметизации кольцевых зазоров между кондуктором и установленной в нем подвеской технической колонны труб при эксплуатации скважин на шельфе и выполненному с двухступенчатыми уплотнениями: первая ступень - уплотнения металл-металл, а вторая ступень - эластичные уплотнения.The invention relates to a combination seal used to seal annular gaps between the conductor and the suspension of the technical pipe string installed in it when operating wells on the shelf and made with two-stage seals: the first stage is metal-metal seals, and the second stage is elastic seals.

Известно использование в устьевом оборудовании скважин упругих уплотнителей, содержащих резиновые манжеты различной формы и размеров, RU №2435931 C1, Е21В 33/04, 10.12.2011; RU №2162929 С2, Е21В 33/04, 10.02.2001.Known use in wellhead equipment for wells of elastic seals containing rubber cuffs of various shapes and sizes, RU No. 2435931 C1, EV 33/04, 12/10/2011; RU No. 2162929 C2, ЕВВ 33/04, 02/10/2001.

Известна подвеска насосно-компрессорных труб устьевой арматуры с уплотнением металл-металл, установленная в корпусе трубной головки, состоящая из корпуса, уплотнений, имеющая уплотнения затрубного пространства в виде опорного, стопорного колец и металлической манжеты с конической внутренней и цилиндрической наружной поверхностями, RU №2171358 С2, Е21В 33/04, 27.07.2001.Known suspension of tubing of wellhead valves with metal-to-metal seals installed in the housing of the pipe head, consisting of a housing, seals, having annulus seals in the form of support, retaining rings and metal cuffs with conical inner and cylindrical outer surfaces, RU No. 2171358 C2, E21B 33/04, 07/27/2001.

Известна колонная головка, содержащая цилиндрический корпус, крышку, патрубки, клиновую подвеску в виде разрезанной втулки, эластичные нижнюю и верхнюю манжеты и кольцевое металлическое уплотнение, RU №2146000 C1, Е21В 33/04, 27.02.2000.Known column head containing a cylindrical body, a cover, nozzles, a wedge-shaped suspension in the form of a cut sleeve, elastic lower and upper cuffs and an annular metal seal, RU No. 2146000 C1, ЕВВ 33/04, 02.27.2000.

Известны устройства герметизации межколонного пространства подводных скважин, включающие комбинированные уплотнения, US 2013/0000920 A1 Е21В 33/035, Е21В 33/00, Е21В 33/128, 03.01.2013.Known devices for sealing the annular space of subsea wells, including combined seals, US 2013/0000920 A1 ЕВВ 33/035, ЕВВ 33/00, Е21В 33/128, 01/03/2013.

Известна система уплотнений подводной бурильной установки, US 7073591 В2, E21B 33/043, 11.07.2006; US 6520263 В2, Е21В 33/035, 18.02.2003.A known sealing system of an underwater drilling rig, US 7073591 B2, E21B 33/043, 07/11/2006; US 6520263 B2, E21B 33/035, 02/18/2003.

В известных устройствах признаков, тождественных заявляемому изобретению, не обнаружено.In the known devices, features identical to the claimed invention were not found.

Ближайший аналог для заявляемого изобретения - не найден.The closest analogue to the claimed invention is not found.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить надежность герметизации кондуктора и подвески технической колонны труб при эксплуатации скважины на шельфе и упростить проведение технологических операций.The present invention is based on the solution of the problem, which allows to increase the reliability of sealing the conductor and suspension of the technical pipe string during operation of the well on the shelf and simplify the process.

Технический результат настоящего изобретения заключается в надежности герметизации кольцевых зазоров между кондуктором и подвеской технической колонны труб за счет выполнения уплотнителя с двухступенчатыми уплотнениями: первая ступень - металл-металл, вторая - упругое эластомерное уплотнение, в конструктивных особенностей каждой ступени, в упрощении технологических операций по монтажу самого уплотнителя, а также при эксплуатации.The technical result of the present invention is the reliability of sealing the annular gaps between the conductor and the suspension of the technical pipe string by performing a seal with two-stage seals: the first stage is metal-metal, the second is an elastic elastomeric seal, in the design features of each stage, in simplifying the installation process the seal itself, as well as during operation.

Согласно изобретению комбинированный уплотнитель для колонной головки в скважине на шельфе обеспечивает герметизацию кольцевых зазоров между кондуктором и установленной в нем подвеской технической колонны труб. Кондуктор и подвеска технической колонны труб имеют фиксирующие пазы, соответственно.According to the invention, the combined seal for the casing head in the well on the shelf provides sealing of the annular gaps between the conductor and the suspension of the technical pipe string installed therein. The conductor and suspension of the technical pipe string have locking grooves, respectively.

Уплотнитель выполнен с двухступенчатыми уплотнениями.The seal is made with two-stage seals.

Уплотнитель имеет корпус и толкатель.The seal has a housing and a pusher.

Корпус имеет Н-образный профиль в виде двух колец с поперечной перемычкой для соединения колец.The housing has an H-shaped profile in the form of two rings with a transverse jumper for connecting the rings.

Корпус содержит три контактирующие поверхности.The housing contains three contact surfaces.

Одна из контактирующих поверхностей - внутренняя поверхность.One of the contacting surfaces is the inner surface.

Внутренняя поверхность контактирует с посадочной конусной поверхностью подвески технической колонны труб.The inner surface is in contact with the landing conical surface of the suspension of the technical pipe string.

Внутренняя поверхность выполнена с одинаковым с посадочной конусной поверхностью углом наклона относительно оси скважины до 10 градусов.The inner surface is made with the same angle with the landing conical surface of the inclination relative to the axis of the well up to 10 degrees.

Две другие контактирующие поверхности - наружные поверхности контактируют с кондуктором.Two other contacting surfaces - the outer surfaces are in contact with the conductor.

Причем контактная длина внутренней поверхности больше, чем суммарная контактная длина наружных поверхностей.Moreover, the contact length of the inner surface is greater than the total contact length of the outer surfaces.

Внутренняя поверхность и наружные поверхности образуют первую ступень уплотнения металл-металл.The inner surface and outer surfaces form the first stage of the metal-metal seal.

Кроме того, на корпусе выполнен упор с замковым пружинным кольцом.In addition, an emphasis is made on the casing with a locking spring ring.

Замковое пружинное кольцо установлено на толкателе для удержания корпуса от осевого смещения вниз.A snap ring is mounted on the push rod to hold the housing from axial displacement down.

А между корпусом и толкателем выполнен боковой зазор для обеспечения возможности смещения корпуса относительно толкателя в радиальном направлении.And between the housing and the pusher, a lateral clearance is made to allow the housing to be offset relative to the pusher in the radial direction.

Кроме того, толкатель неподвижно связан с корпусом срезным элементом.In addition, the pusher is fixedly connected to the housing by a shear element.

И между толкателем и корпусом установлен наружный уплотнитель высокой упругости для герметизации поверхности кондуктора, а для герметизации подвески технической колонны труб установлен внутренний уплотнитель меньшей упругости.And between the pusher and the body an external sealant of high elasticity is installed to seal the surface of the conductor, and to seal the suspension of the technical pipe string, an internal sealant of lower elasticity is installed.

Наружный уплотнитель высокой упругости и внутренний уплотнитель меньшей упругости образуют совместно вторую ступень уплотнения - упругие эластомерные уплотнения.The outer seal of high elasticity and the inner seal of lower elasticity together form the second stage of sealing - elastic elastomeric seals.

Наружный уплотнитель высокой упругости и внутренний уплотнитель меньшей упругости отличаются друг от друга геометрической формой выполнения.The outer seal of high elasticity and the inner seal of lower elasticity differ from each other in the geometric form of execution.

Наружный уплотнитель высокой упругости и внутренний уплотнитель меньшей упругости отличаются друг от друга различными видами материала.The outer seal of high elasticity and the inner seal of lower elasticity differ from each other in different types of material.

Кроме того, толкатель выполнен с фиксаторами в виде разрезных упругих колец с возможностью взаимодействия с фиксирующими пазами, соответственно.In addition, the pusher is made with latches in the form of split elastic rings with the possibility of interaction with the locking grooves, respectively.

Кроме того, толкатель выполнен с замком с возможностью управления фиксаторами.In addition, the pusher is made with a lock with the ability to control the latches.

При этом поперечная перемычка, соединяющая кольца корпуса, размещена между условной серединой внутренней поверхности и условной серединой расположения наружных поверхностей.In this case, the transverse jumper connecting the rings of the housing is located between the conditional midpoint of the inner surface and the conditional midpoint of the location of the outer surfaces.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.Due to the implementation of the distinguishing features of the invention (in conjunction with the features indicated in the restrictive part of the formula), important new properties of the object are achieved.

Выполнение уплотнителя с двумя ступенями уплотнений повышает надежность герметизации зазора между кондуктором и подвеской технической колонны труб.The implementation of the seal with two stages of seals increases the reliability of sealing the gap between the conductor and the suspension of the technical pipe string.

Конструктивное выполнение корпуса с тремя контактирующими поверхностями, при котором внутренняя контактирующая поверхность имеет угол равный углу посадочной конусной поверхности подвески технических колонны труб и контактирует с ней на длине большей, чем длина контакта на поверхности кондуктора, обеспечивая равномерность давления в точках контакта, что увеличивает надежность герметичности.A structural embodiment of the housing with three contacting surfaces, in which the internal contacting surface has an angle equal to the angle of the landing conical surface of the suspension of the technical pipe string and is in contact with it at a length greater than the contact length on the surface of the conductor, ensuring pressure uniformity at the contact points, which increases the tightness reliability .

Конструктивное выполнение корпуса Н-образного профиля в виде двух колец, соединенных поперечной перемычкой, размещенной между условной серединой внутренней контактной поверхностью и условной серединой расположения наружных поверхностей, обеспечивает равномерное распределение усилий между тремя точками при воздействии на любую из них.The structural design of the housing of the H-shaped profile in the form of two rings connected by a transverse jumper located between the conditional midpoint of the inner contact surface and the conditional midpoint of the location of the outer surfaces provides an even distribution of forces between three points when exposed to any of them.

Размещение корпуса на толкателе с боковым зазором позволяет при установке уплотнителя (в случае расширения корпуса от нагрузки, при заходе на конусную поверхность с небольшим углом атаки (до 10 градусов) подвески технической колонны труб) не воздействовать на толкатель, а радиальное усилие перенести на наружные контактные поверхности.Placing the housing on the pusher with lateral clearance allows not to act on the plunger, and to transfer the radial force to the external contact ones when installing the sealant (in case of expanding the housing from the load, when approaching the conical surface with a small angle of attack (up to 10 degrees) of the suspension of the technical pipe string) surface.

Связь корпуса и толкателя срезным элементом позволяет довести первую ступень уплотнений до места установки без случайной деформации упругих элементов второй его ступени, что увеличивает надежность установки уплотнителя.The connection of the housing and the pusher with a shear element allows you to bring the first stage of the seal to the installation site without accidental deformation of the elastic elements of its second stage, which increases the reliability of the installation of the seal.

Наличие на толкателе замкового пружинного кольца позволяет (в случае подъема уплотнения) проводить подъем корпуса на устье скважины, гарантируя при этом надежность этой операции.The presence of a locking spring ring on the plunger allows (in the case of a seal lifting) lifting of the housing at the wellhead, while guaranteeing the reliability of this operation.

Выполнение второй ступени уплотнений с различной упругостью, достигаемой использованием различных по упругости материалов или различной геометрической формы, позволяет наружным уплотнителем высокой упругости герметизировать поверхность кондуктора, а внутренний уплотнитель меньшей упругости использовать для герметизации поверхности подвески технической колонны труб, которая более надежно уплотняется первой ступенью уплотнений металл-металл, что повышает надежность уплотнителя.The execution of the second stage of seals with different elasticities, achieved by using materials of different elasticities or of different geometric shapes, allows the external sealant of high elasticity to seal the surface of the conductor, and the internal sealant of lower elasticity to use to seal the suspension surface of the technical pipe string, which is more reliably sealed by the first stage of sealing metal -metal, which increases the reliability of the seal.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of any publications that would contain information on the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. In this regard, according to the applicant, it can be concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1- Комбинированный уплотнитель для колонной головки в скважине на шельфе, установка уплотнителя, разрез;figure 1 - Combined seal for the column head in the well on the shelf, the installation of the seal, section;

на фиг. 2 - Комбинированный уплотнитель для колонной головки в скважине на шельфе, установка уплотнителя завершена, разрез;in FIG. 2 - Combined seal for the casing head in the well on the shelf, installation of the seal is completed, section;

на фиг. 3 - Комбинированный уплотнитель для колонной головки в скважине на шельфе, узел А на фиг. 1.in FIG. 3 - Combined seal for the casing head in the well on the shelf, node A in FIG. 1.

На фиг. 1-3 изображено:In FIG. 1-3 shows:

Кондуктор - 1,Conductor - 1,

фиксирующий паз (в кондукторе 1) - 2.fixing groove (in the conductor 1) - 2.

Подвеска технической колонны труб - 3,Suspension of a technical pipe string - 3,

фиксирующий паз (на подвеске 3) - 4,fixing groove (on the suspension 3) - 4,

посадочная конусная поверхность (подвески 3) - 5,landing conical surface (pendants 3) - 5,

угол наклона (поверхности 5) - 6.tilt angle (surface 5) - 6.

Корпус Н-образного профиля в виде двух колец с поперечной перемычкой - 7,The body of the H-shaped profile in the form of two rings with a transverse jumper - 7,

одно кольцо (корпуса 7) - 8,one ring (body 7) - 8,

второе кольцо (корпуса 7) - 9,the second ring (body 7) - 9,

поперечная перемычка (корпуса 7 для соединения колец 8 и 9) - 10transverse jumper (body 7 for connecting rings 8 and 9) - 10

Внутренняя контактирующая поверхность (корпуса 7, сопряженная с поверхностью 5) - 11.The internal contact surface (of the housing 7, conjugated with the surface 5) - 11.

Наружная контактирующая поверхность (корпуса 7, сопряженная с кондуктором 1) - 12.The outer contact surface (housing 7, coupled with the conductor 1) - 12.

Наружная контактирующая поверхность (корпуса 7, сопряженная с кондуктором 1) - 13.The external contacting surface (housing 7, conjugated with the conductor 1) - 13.

Упор (на корпусе 7) - 14,An emphasis (on the case 7) - 14,

Толкатель - 15,Pusher - 15,

замковое пружинное кольцо (на толкателе 15 для упора 14) - 16.locking spring ring (on the pusher 15 for an emphasis 14) - 16.

Боковой зазор (смещения корпуса 7 относительно толкателем 15 в радиальном направлении) - 17.Side clearance (displacement of the housing 7 relative to the pusher 15 in the radial direction) - 17.

Срезной элемент (для неподвижной связи корпуса 7 и толкателя 15) - 18.Shear element (for fixed connection of the housing 7 and the pusher 15) - 18.

Наружный уплотнитель высокой упругости (между толкателем 15 и корпусом 7 для герметизации поверхности кондуктора 1) - 19.External sealant of high elasticity (between the pusher 15 and the housing 7 for sealing the surface of the conductor 1) - 19.

Внутренний уплотнитель меньшей упругости (между толкателем 15 и корпусом 7для герметизации подвески технической колонны труб 3) - 20.An internal seal of less elasticity (between the pusher 15 and the housing 7 for sealing the suspension of the technical pipe string 3) - 20.

Фиксатор в виде разрезного упругого кольца (толкателя 15, взаимодействующий с пазом 2) - 21.The latch in the form of a split elastic ring (pusher 15, interacting with the groove 2) - 21.

Фиксатор в виде разрезного упругого кольца (толкателя 15, взаимодействующий с пазом 4) - 22.The latch in the form of a split elastic ring (pusher 15, interacting with the groove 4) - 22.

Замок (для управления фиксаторами 21 и 22) - 23.The lock (to control the latches 21 and 22) - 23.

Комбинированный уплотнитель для колонной головки в скважине на шельфе обеспечивает герметизацию кольцевых зазоров между кондуктором 1 и установленной в нем подвеской технической колонны труб 3. Кондуктор 1 и подвеска технической колонны труб 3 имеют фиксирующие пазы 2 и 4, соответственно.The combined seal for the casing head in the well on the shelf provides sealing of the annular gaps between the conductor 1 and the suspension of the technical pipe string 3 installed in it. The conductor 1 and the suspension of the technical pipe string 3 have fixing grooves 2 and 4, respectively.

Уплотнитель выполнен с двухступенчатыми уплотнениями.The seal is made with two-stage seals.

Уплотнитель имеет корпус 7 и толкатель 15.The seal has a housing 7 and a pusher 15.

Корпус 7 имеет Н-образный профиль в виде двух колец 8, 9 с поперечной перемычкой 10 для соединения колец 8 и 9.The housing 7 has an H-shaped profile in the form of two rings 8, 9 with a transverse jumper 10 for connecting the rings 8 and 9.

Корпус 7 содержит три контактирующие поверхности.The housing 7 contains three contact surfaces.

Одна из контактирующих поверхностей - внутренняя поверхность 11.One of the contacting surfaces is the inner surface 11.

Внутренняя поверхность 11 контактирует с посадочной конусной поверхностью 5 подвески технической колонны труб 3.The inner surface 11 is in contact with the landing conical surface 5 of the suspension of the technical pipe string 3.

Внутренняя поверхность 11 выполнена с одинаковым с посадочной конусной поверхностью 5 углом наклона 6 относительно оси скважины до 10 градусов.The inner surface 11 is made with the same angle of inclination 6 with the landing conical surface 5 relative to the axis of the well up to 10 degrees.

Две другие контактирующие поверхности - наружные поверхности 12 и 13 контактируют с кондуктором 1.Two other contacting surfaces - the outer surfaces 12 and 13 are in contact with the conductor 1.

Причем контактная длина внутренней поверхности 11 больше, чем суммарная контактная длина наружных поверхностей 12 и 13.Moreover, the contact length of the inner surface 11 is greater than the total contact length of the outer surfaces 12 and 13.

Внутренняя поверхность 11 и наружные поверхности 12 и 13 образуют первую ступень уплотнения металл-металл.The inner surface 11 and the outer surfaces 12 and 13 form the first stage of the metal-metal seal.

Кроме того, на корпусе 7 выполнен упор 14 с замковым пружинным кольцом 16.In addition, on the housing 7 there is a stop 14 with a snap ring ring 16.

Замковое пружинное кольцо 16 установлено на толкателе 15 для удержания корпуса 7 от осевого смещения вниз.The castle spring ring 16 is mounted on the pusher 15 to hold the housing 7 from axial displacement down.

А между корпусом 7 и толкателем 15 выполнен боковой зазор 17 для обеспечения возможности смещения корпуса 7 относительно толкателя 15 в радиальном направлении.And between the housing 7 and the pusher 15, a lateral gap 17 is made to enable the housing 7 to be displaced relative to the pusher 15 in the radial direction.

Кроме того, толкатель 15 неподвижно связан с корпусом 7 срезным элементом 18.In addition, the pusher 15 is fixedly connected to the housing 7 by a shear element 18.

И между толкателем 15 и корпусом 7 установлен наружный уплотнитель высокой упругости 19 для герметизации поверхности кондуктора 1, а для герметизации подвески технической колонны труб 3 установлен внутренний уплотнитель меньшей упругости 20.And between the pusher 15 and the housing 7 an external sealant of high elasticity 19 is installed to seal the surface of the conductor 1, and for sealing the suspension of the technical pipe string 3 an internal sealant of lower elasticity 20 is installed.

Наружный уплотнитель высокой упругости 19 и внутренний уплотнитель меньшей упругости 20 образуют совместно вторую ступень уплотнения - упругие эластомерные уплотнения.The outer seal of high elasticity 19 and the inner seal of lower elasticity 20 form together the second stage of sealing - elastic elastomeric seals.

Наружный уплотнитель высокой упругости 19 и внутренний уплотнитель меньшей упругости 20 отличаются друг от друга геометрической формой выполнения или различными видами материала.The outer seal of high elasticity 19 and the inner seal of lower elasticity 20 differ from each other in geometric form or in various types of material.

Кроме того, толкатель 15 выполнен с фиксаторами в виде разрезных упругих колец 21 и 22 с возможностью взаимодействия с фиксирующими пазами 2 и 4, соответственно.In addition, the pusher 15 is made with latches in the form of split elastic rings 21 and 22 with the possibility of interaction with the locking grooves 2 and 4, respectively.

Кроме того, толкатель 15 выполнен с замком 23 с возможностью управления фиксаторами 21 и 22.In addition, the pusher 15 is made with a lock 23 with the ability to control the latches 21 and 22.

При этом поперечная перемычка 10, соединяющая кольца 8 и 9 корпуса 7, размещена между условной серединой внутренней поверхности 11 и условной серединой расположения наружных поверхностей 12 и 13.In this case, the transverse jumper 10 connecting the rings 8 and 9 of the housing 7 is placed between the conditional midpoint of the inner surface 11 and the conditional midpoint of the location of the outer surfaces 12 and 13.

Установку комбинированного уплотнителя осуществляют следующим образом.The installation of the combined seal is as follows.

Уплотнитель спускают в скважину на специальном инструменте, который, после придания максимальной весовой нагрузки, отсоединяют и поднимают на платформу.The sealant is lowered into the well on a special tool, which, after imparting maximum weight load, is disconnected and lifted to the platform.

Как только внутренняя контактирующая поверхность 11 коснется посадочной конусной поверхности 5 на подвеске технической колонны труб 3 (фиг. 1), появится сила перпендикулярная оси скважины.As soon as the inner contacting surface 11 touches the landing conical surface 5 on the suspension of the technical pipe string 3 (Fig. 1), a force will appear perpendicular to the axis of the well.

При дальнейшей осевой нагрузке инструмента через толкатель 15 нагрузку получит срезной элемент 18.With further axial load of the tool through the pusher 15, the load will be received by the shear element 18.

Контактирующая поверхность 11 с натяжением сядет на посадочную конусную поверхность 5, произойдет срез срезного элемента 18.The contacting surface 11 with tension will sit on the landing conical surface 5, a shear element 18 will be cut.

Толкатель 15 начнет деформировать наружный уплотнитель высокой упругости 19 и внутренний уплотнитель меньшей упругости 20.The pusher 15 will begin to deform the outer seal of high elasticity 19 and the inner seal of lower elasticity 20.

Усилие при деформации наружного 19 и внутреннего 20 уплотнителей передается на корпус 7, произойдет упругая деформация его в радиальном направлении.The force during the deformation of the outer 19 and inner 20 seals is transmitted to the housing 7, it will be elastic deformation in the radial direction.

Корпус 7, выбирая боковой зазор 17, прижмет наружные контактирующие поверхности 12 и 13 к кондуктору 1.The housing 7, choosing a lateral gap 17, will press the outer contacting surfaces 12 and 13 to the jig 1.

В этот момент сработает замок 23, который задавит фиксаторы в виде разрезных упругих колец 21 и 22 в фиксирующие пазы 2 и 4 на кондукторе 1 и подвеске технической колонны труб 3, тем самым зафиксировав уплотнитель, связав кондуктор 1 и подвеску технической колонны труб 3 жесткой связью через толкатель 15.At this moment, the lock 23 will work, which will push the clamps in the form of split elastic rings 21 and 22 into the fixing grooves 2 and 4 on the conductor 1 and the suspension of the technical pipe string 3, thereby fixing the seal, connecting the conductor 1 and the suspension of the technical pipe string 3 with a rigid connection through the pusher 15.

Инструмент автоматически отсоединяется и поднимается на платформу.The tool automatically detaches and rises to the platform.

Установка уплотнителя закончена.Seal installation is complete.

Для снятия уплотнителя используют другой инструмент, который захватывает замок 23 и осевым движением вверх поднимает его.To remove the seal, use another tool that grabs the lock 23 and raises it axially upward.

Предложенный «Комбинированный уплотнитель для колонной головки в скважине на шельфе» может быть изготовлен промышленным способом, что подтверждают проектно-конструкторские и технологические проработки основных прочностных характеристик в конструктивных узлах, а испытания опытных образцов, изучение и обоснование эксплуатационных режимов предложенного технического решения обусловливает, по мнению заявителя, соответствие его критерию «промышленная применимость».The proposed “Combined seal for the casing head in the well on the shelf” can be manufactured industrially, which is confirmed by the design and technological studies of the main strength characteristics in structural units, and testing of prototypes, studying and substantiating the operating conditions of the proposed technical solution determines, according to applicant, compliance with his criterion of "industrial applicability".

Предложенное техническое решение позволяет повысить надежность герметизации кондуктора и подвески технической колонны труб при эксплуатации скважины на шельфе и упростить проведение технологических операций.The proposed technical solution allows to increase the reliability of sealing the conductor and suspension of the technical pipe string during the operation of the well on the shelf and to simplify the process operations.

Claims (3)

1. Комбинированный уплотнитель для колонной головки в скважине на шельфе, обеспечивающий герметизацию кольцевых зазоров между кондуктором и установленной в нем подвеской технической колонны труб, причем кондуктор и подвеска технической колонны труб имеют фиксирующие пазы, соответственно, характеризующийся тем, что уплотнитель выполнен с двухступенчатыми уплотнениями и имеет корпус и толкатель, причем корпус имеет Н-образный профиль в виде двух колец с поперечной перемычкой для соединения колец, содержит три контактирующие поверхности, из которых одна - внутренняя поверхность, контактирующая с посадочной конусной поверхностью подвески технической колонны труб, выполнена с одинаковым с ней углом наклона относительно оси скважины до 10 градусов, а две другие - наружные поверхности, контактирующие с кондуктором, причем контактная длина внутренней поверхности больше, чем суммарная контактная длина наружных поверхностей, образующие первую ступень уплотнения металл-металл, кроме того, на корпусе выполнен упор с замковым пружинным кольцом, установленным на толкателе, для удержания корпуса от осевого смещения вниз, а между корпусом и толкателем выполнен боковой зазор для обеспечения возможности смещения корпуса относительно толкателя в радиальном направлении, кроме того, толкатель неподвижно связан с корпусом срезным элементом и между толкателем и корпусом установлен наружный уплотнитель высокой упругости для герметизации поверхности кондуктора, а для герметизации подвески технической колонны труб установлен внутренний уплотнитель меньшей упругости, образующие совместно вторую ступень уплотнения - упругие эластомерные уплотнения, и, кроме того, толкатель выполнен с фиксаторами в виде разрезных упругих колец с возможностью взаимодействия с фиксирующими пазами, соответственно, и с замком с возможностью управления фиксаторами, при этом поперечная перемычка, соединяющая кольца корпуса, размещена между условной серединой внутренней поверхности и условной серединой расположения наружных поверхностей.1. The combined seal for the casing head in the well on the shelf, providing sealing of the annular gaps between the conductor and the suspension of the technical pipe string installed in it, the conductor and the suspension of the technical pipe string having locking grooves, respectively, characterized in that the seal is made with two-stage seals and has a housing and a pusher, and the housing has an H-shaped profile in the form of two rings with a transverse jumper to connect the rings, contains three contacting surfaces and, of which one - the inner surface in contact with the landing conical surface of the suspension of the technical pipe string, is made with the same angle of inclination relative to the axis of the well up to 10 degrees, and the other two are the outer surfaces in contact with the conductor, and the contact length of the inner surface is greater than the total contact length of the outer surfaces forming the first stage of the metal-metal seal, in addition, an emphasis is made on the body with a locking spring ring mounted on the push rod for holding the casing from axial displacement downward, and a side clearance is made between the casing and the pusher to allow the casing to move relative to the pusher in the radial direction, in addition, the pusher is fixedly connected to the casing by a shear element and an external high-elasticity seal is installed between the pusher and the casing to seal the surface of the conductor and for sealing the suspension of the technical pipe string installed an internal sealant of lower elasticity, forming together the second stage of the seal - other elastomeric seals, and, in addition, the pusher is made with clamps in the form of split elastic rings with the possibility of interaction with the locking grooves, respectively, and with a lock with the ability to control the clamps, while the transverse jumper connecting the rings of the housing is located between the conditional middle of the inner surface and the conditional midpoint of the location of the outer surfaces. 2. Комбинированный уплотнитель по п. 1, отличающийся тем, что наружный уплотнитель высокой упругости и внутренний уплотнитель меньшей упругости отличаются друг от друга геометрической формой выполнения.2. The combined seal according to claim 1, characterized in that the outer seal of high elasticity and the inner seal of lower elasticity differ from each other in geometric form. 3. Комбинированный уплотнитель по п. 1, отличающийся тем, что наружный уплотнитель высокой упругости и внутренний уплотнитель меньшей упругости отличаются друг от друга различными видами материала.3. The combined seal according to claim 1, characterized in that the outer seal of high elasticity and the inner seal of lower elasticity differ from each other in different types of material.
RU2019115484A 2019-05-21 2019-05-21 Combined seal for column head in well on shelf RU2709585C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115484A RU2709585C1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Combined seal for column head in well on shelf

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019115484A RU2709585C1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Combined seal for column head in well on shelf

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709585C1 true RU2709585C1 (en) 2019-12-18

Family

ID=69007045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019115484A RU2709585C1 (en) 2019-05-21 2019-05-21 Combined seal for column head in well on shelf

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709585C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2744684C1 (en) * 2020-09-24 2021-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" Annular seal with non-metallic seal
RU2763160C1 (en) * 2021-04-08 2021-12-27 Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» Tool for installing the annular seal in a pipe column
RU2765454C1 (en) * 2020-09-09 2022-01-31 Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" Seal assembly
RU2810770C1 (en) * 2023-03-07 2023-12-28 Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" Method for compacting interwell space, combined sealer and sealing element

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4781387A (en) * 1987-06-15 1988-11-01 Braugh Benton F Metal to metal subsea casing hanger seal
US4842061A (en) * 1988-02-05 1989-06-27 Vetco Gray Inc. Casing hanger packoff with C-shaped metal seal
RU2162929C2 (en) * 1999-03-29 2001-02-10 Воронежский механический завод Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells
RU2215217C2 (en) * 1998-06-30 2003-10-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Sealing apparatus and method for sealing of surface by means of sealing ring
US20130000920A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Vetco Gray Inc. Hybrid Seal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4781387A (en) * 1987-06-15 1988-11-01 Braugh Benton F Metal to metal subsea casing hanger seal
US4842061A (en) * 1988-02-05 1989-06-27 Vetco Gray Inc. Casing hanger packoff with C-shaped metal seal
RU2215217C2 (en) * 1998-06-30 2003-10-27 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Sealing apparatus and method for sealing of surface by means of sealing ring
RU2162929C2 (en) * 1999-03-29 2001-02-10 Воронежский механический завод Suspension of tubing string of gusher valves for gas-dynamic investigation of prospecting wells
US20130000920A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Vetco Gray Inc. Hybrid Seal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765454C1 (en) * 2020-09-09 2022-01-31 Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" Seal assembly
RU2744684C1 (en) * 2020-09-24 2021-03-15 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром 335" Annular seal with non-metallic seal
RU2763160C1 (en) * 2021-04-08 2021-12-27 Акционерное общество «Нижегородский завод 70-летия Победы» Tool for installing the annular seal in a pipe column
RU2810770C1 (en) * 2023-03-07 2023-12-28 Акционерное общество "Нижегородский завод 70-летия Победы" Method for compacting interwell space, combined sealer and sealing element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2709585C1 (en) Combined seal for column head in well on shelf
US7861789B2 (en) Metal-to-metal seal for bridging hanger or tieback connection
RU2691416C1 (en) Combined casing sealant for underwater wells
US8720586B2 (en) Hybrid seal
RU2598104C2 (en) Sealing element support system
US10844687B2 (en) Wellhead seal energized by fluid pressure
NO20120385A1 (en) Sealing with bellows type nose
WO2004035983B1 (en) Open water running tool and lockdown sleeve assembly
NO20110926A1 (en) Wake type surface seal and wellhead system including the same
US20050126788A1 (en) Subsea wellhead assembly
EP1497528B1 (en) Split carrier annulus seal assembly for wellhead systems
RU2695734C1 (en) Reinforced well combined composite seal for conductor and technical pipe string
NO20111346A1 (en) Sealing with reinforced nose ring
US9145752B2 (en) Clamping arrangement
CN111502587B (en) Remotely opened stratum isolation tool for deep well
RU2537713C2 (en) Plug packer and insertion tool for packer setting in well (versions)
RU2351743C1 (en) Pipe string holder
RU142771U1 (en) PACKER
CN109653694B (en) Bearing assembly for tubular column
RU2765454C1 (en) Seal assembly
WO2003095873A2 (en) Metal end cap seal with pressure trap
RU2558081C1 (en) Hydraulic thruster
SU1667637A3 (en) Mechanical packer
RU2387799C1 (en) Bearing support for installing shaped shutter in well
RU89870U1 (en) SEALING DEVICE