RU2159842C2

RU2159842C2 - Fittings of well-head

Info

Publication number: RU2159842C2
Application number: RU96115557/03A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Абрамов
Original assignee: Абрамов Александр Федорович
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: oil production equipment. SUBSTANCE: invention is intended for use in production wells run with aid of well sucker-rod pumps. Fittings of well-head includes body with duct communicating with space of tubing strings and duct communicating with well clearance, conical coupling, poppet shut-off valve and well-head gland. Globe valve and sampler are installed in duct communicating with space of tubing string. Valve is open when sample is to be taken. Globe valve is located in duct communicating with well clearance. Body also has additional duct communicate space of tubing string with well clearance. It houses shut- off valve that should be open to take sample. Invention makes it possible to design compact fittings with non-freezing shutting-and-adjusting and measurement units that can be installed and removed without rarefaction in fittings and to take samples over entire section of flow. EFFECT: enhanced functional reliability of fittings. 1 cl, 9 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и может быть использовано в качестве оборудования устья нефтяных скважин, эксплуатируемых штанговыми глубинными насосами (ШГН). The invention relates to oilfield equipment and can be used as equipment for the wellhead operated by sucker rod pumps (SHG).

Известна арматура универсальная малогабаритная для эксплуатации нефтяных скважин (1). Known universal compact fittings for the operation of oil wells (1).

Недостатками известной арматуры являются громоздкость устьевой обвязки и склонность запорно-регулирующих и контрольно-измерительных узлов к замерзанию в зимнее время года вследствие удаленности их от теплового нефтяного потока, идущего по напорной линии арматуры. The disadvantages of the known valves are the bulkiness of the wellhead piping and the tendency of locking-regulating and measuring units to freeze in the winter season due to their remoteness from the thermal oil flow along the pressure line of the valve.

Наиболее близким аналогом к заявляемой является фонтанная арматура (2). The closest analogue to the claimed is a fountain (2).

Недостатками известной арматуры являются также громоздкость и склонность к замерзанию. Кроме того, известная арматура оснащена пробоотборником, не обеспечивающим отбор пробы по всему сечению технологического потока. The disadvantages of the known reinforcement are also cumbersome and prone to freezing. In addition, the known valves are equipped with a sampler that does not provide sampling over the entire cross section of the process stream.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание предельно компактной арматуры с незамерзающими запорно-регулирующими и контрольно-измерительными узлами с возможностью извлечения их и установки без разрядки давления в арматуре и с возможностью интегрального (по всему сечению потока) отбора пробы. The technical problem solved by the invention is the creation of extremely compact fittings with anti-freeze locking-regulating and control and measuring units with the possibility of extracting them and installing them without pressure relief in the fittings and with the possibility of integral (throughout the flow cross-section) sampling.

Поставленная задача решается тем, что арматура устья скважины, содержащая корпус с каналом сообщения с полостью насосно-компрессорных труб и каналом сообщения с межтрубным пространством, конусную муфту для подвески труб, тарельчатый клапан-отсекатель, устьевой сальник для уплотнения полированного штока глубинного штангового насоса, в канале сообщения с полостью насосно-компрессорных труб установлены запорный вентиль и пробоотборник для интегрального (по всему сечению потока) отбора пробы на анализ, в канале сообщения с межтрубным пространством установлен запорный вентиль, кроме того, корпус снабжен дополнительным каналом сообщения полости насосно-компрессорных труб с межтрубным пространством и запорным вентилем-клапаном, установленным в этом канале, при этом пробоотборник для интегрального отбора пробы на анализ, запорные вентили и запорный вентиль-клапан, каждый из которых выполнен в виде цельного легкосъемного узла, установлены внутрь корпуса при помощи трубной конической резьбы одинакового геометрического размера, а пробка запорного вентиля-клапана подпружинена и имеет возможность осевого хода. The problem is solved in that the wellhead reinforcement, comprising a housing with a communication channel with a tubing cavity and a communication channel with an annulus, a conical sleeve for pipe suspension, a poppet valve, a wellhead seal for sealing a polished rod of a deep-well pump, The communication channel with the cavity of the tubing has a shut-off valve and a sampler for integral (over the entire flow cross-section) sampling for analysis, in the communication channel with the annulus a shut-off valve is installed in the space, in addition, the housing is equipped with an additional channel for communicating the tubing cavity with the annulus and a shut-off valve-valve installed in this channel, while a sampler for integral sampling for analysis, shut-off valves and a shut-off valve, each of which is made in the form of a one-piece easily removable assembly, installed inside the housing with the help of a conical pipe thread of the same geometric size, and the plug of the shut-off valve nena and has the possibility of axial movement.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:
на фигуре 1 - общий вид со стороны напорного (слева) и затрубного (справа) запорных вентилей;
на фигуре 2 - общий вид в разрезе по вертикальной плоскости;
на фигуре 3 - общий вид сверху по А;
на фигуре 4 - горизонтальный разрез по Б-Б;
на фигуре 5 - запорный вентиль в разрезе;
на фигуре 6 - запорный вентиль-клапан в разрезе;
на фигуре 7 - интегральный угловой пробоотборник в разрезе;
на фигуре 8 - манометрический штуцер с обратным клапаном в разрезе;
на фигуре 9 - манометрический штуцер со стороны болтового крепления.The invention is illustrated by drawings, which depict:
figure 1 is a General view from the pressure side (left) and annular (right) shut-off valves;
figure 2 is a General view in section along a vertical plane;
figure 3 is a General view from above on a;
figure 4 is a horizontal section along BB;
figure 5 - cut-off valve in the context;
figure 6 is a shut-off valve-valve in the context;
figure 7 is an integrated angular sampler in the context;
figure 8 is a manometric fitting with a check valve in section;
figure 9 is a manometric fitting from the bolt side.

Арматура устья нефтяной скважины (далее - арматура, фиг. 1 - 4) содержит корпус 1 с каналами сообщения и технологическими узлами, приведенными в таблице. The reinforcement of the mouth of an oil well (hereinafter referred to as the reinforcement, Figs. 1-4) comprises a housing 1 with communication channels and technological units shown in the table.

Манометрические штуцеры 6 снабжены манометрами 11. Корпус 1 оснащен также конусной муфтой 12 с уплотнителями 13, патрубком 14 для соединения с НКТ, защитной втулкой 15 и стопорным кольцом 16. Сверху корпус 1 закрыт крышкой 17 с помощью резьбовых шпилек 18 и уплотнителя 19. Внутри крышки 17 установлен противоаварийный отсекатель 20, выполненный в виде подпружиненной поворотной заслонки 21 и контактного упора 22. На крышке 17 установлен самоцентрирующийся сальниковый уплотнитель 23 (СУС) для герметизации полированного штока 24. СУС фиксируется в рабочем положении на крышке 17 при помощи упорной шайбы 25 и резьбовых шпилек 18. Gauge fittings 6 are equipped with gauges 11. The housing 1 is also equipped with a conical sleeve 12 with seals 13, a nozzle 14 for connecting to the tubing, a protective sleeve 15 and a locking ring 16. On top of the housing 1 is closed by a cover 17 with threaded rods 18 and a seal 19. Inside the cover 17, an emergency shut-off valve 20 is installed, made in the form of a spring-loaded rotary damper 21 and contact stop 22. A self-centering stuffing box seal 23 (СУС) is installed on the cover 17 to seal the polished rod 24. СУС is fixed in the working polo lid 17 using the thrust washer 25 and threaded rods 18.

Запорный вентиль 7 выполнен в виде цельного легкосьемного узла, установленного в корпусе на конусной самоуплотняющейся резьбе НКТ по ГОСТ 633-80 (фиг. 5). Резьбовой подвижный шток 26 снабжен резьбовой пробкой 27, которая в рабочем положении выходит из зацепления внутренней резьбы и имеет возможность свободного вращения. Запорный вентиль 7 служит для доступа в пробоотборник. The shut-off valve 7 is made in the form of a one-piece, light-weight assembly installed in the housing on a conical self-sealing thread of the tubing in accordance with GOST 633-80 (Fig. 5). The threaded movable rod 26 is provided with a threaded plug 27, which in the working position disengages from the internal thread and has the possibility of free rotation. The shutoff valve 7 is used to access the sampler.

Запорный вентиль-клапан 9 в отличие от запорного вентиля 7 имеет пружину 28 и осевой свободный ход пробки 27 для обеспечения функции обратного клапана (фиг. 6). The shut-off valve-valve 9, in contrast to the shut-off valve 7, has a spring 28 and an axial free play of the plug 27 to ensure the function of the check valve (Fig. 6).

Интегральный угловой пробоотборник 8 также выполнен в виде цельного легкосъемного узла на конусной самоуплотняющейся резьбе НКТ по ГОСТ 633-80 (фиг. 7). The integral angular sampler 8 is also made in the form of an integral easily removable assembly on a self-sealing conical thread of tubing in accordance with GOST 633-80 (Fig. 7).

Обратный клапан 10 манометрического штуцера 6 также выполнен в виде цельного легкосъемного узла и установлен в корпусе 1 на конической трубной резьбе (фиг. 8, 9). The non-return valve 10 of the pressure gauge fitting 6 is also made in the form of a one-piece easily removable assembly and is installed in the housing 1 on a tapered pipe thread (Fig. 8, 9).

Функционирует арматура следующим образом (фиг. 2, 4). The valves function as follows (Fig. 2, 4).

Устанавливают арматуру корпусом 1 на горизонтальный фланец колонной головки и закрепляют резьбовыми шпильками (не показано). К напорному боковому отводу 3 подсоединяют фланец с патрубком для соединения с напорным трубопроводом (не показано). К затрубному боковому отводу 5 подсоединяют фланец с патрубком для эхолотирования и подключения цементировочного агрегата (не показано). При работе ШГН нагнетаемая продукция поступает из полости НКТ 2 через открытый запорный вентиль 7 в напорный боковой отвод 3 и далее в напорный трубопровод. При работе ШГН нагнетаемая продукция поступает из полости НКТ 2 через открытый запорный вентиль 7 в напорный боковой отвод 3 и далее в напорный трубопровод. При этом запорный вентиль 7 в затрубном боковом отводе 5 закрыт. Запорный вентиль-клапан 9 работает в режиме обратного клапана, перепуская избыток газа из межтрубного пространства 4 в полость НКТ 2. В случае аварийного обрыва полированного штока 24 и падения его вниз освобождается контактный упор 22, выполненный из легкого металла (например, из баббита), и поворотная заслонка 21 под воздействием пружины герметично закрывает отверстие в крышке 17, не допуская выхода наружу скважинной жидкости. Install the valve body 1 on the horizontal flange of the column head and secure with threaded rods (not shown). To the pressure side branch 3 connect a flange with a pipe for connection with a pressure pipe (not shown). To the annular lateral branch 5 connect a flange with a pipe for echo soundering and connecting a cementing unit (not shown). During the operation of the SHGN, the injected product enters from the tubing cavity 2 through an open shut-off valve 7 to a pressure side branch 3 and then to a pressure pipe. During the operation of the SHGN, the injected product enters from the tubing cavity 2 through an open shut-off valve 7 to a pressure side branch 3 and then to a pressure pipe. When this shut-off valve 7 in the annular lateral branch 5 is closed. The shut-off valve-valve 9 operates in the non-return valve mode, transferring excess gas from the annulus 4 to the tubing cavity 2. In the event of an emergency break of the polished rod 24 and its falling down, the contact stop 22 made of light metal (for example, from babbit) is released and the rotary damper 21 under the influence of the spring hermetically closes the hole in the cover 17, preventing the outward flow of the well fluid.

Глушение скважины осуществляется подачей солевого раствора в межтрубное пространство 4 по затрубному боковому отводу 5 через открытый вентиль 7. Silencing of the well is carried out by supplying a saline solution to the annulus 4 along the annular lateral branch 5 through an open valve 7.

Манометры 11 контролируют давление в полости НКТ 2 и в межтрубном пространстве 4 через открытый обратный клапан 10. При смене манометра 11 штуцер 6 извлекают из обратного клапана 10, который при этом закрывается. Manometers 11 control the pressure in the tubing cavity 2 and in the annulus 4 through the open check valve 10. When changing the pressure gauge 11, the fitting 6 is removed from the check valve 10, which closes.

Заявляемая арматура выполнена в виде моноблока, в корпусе которого размещены все запорно-регулирующие и контрольно-измерительные узлы, а также устьевая обвязка межтрубного пространства с колонной НКТ. Все эти узлы, расположенные в едином моноблочном обогреваемом нефтью корпусе, не замерзают в зимнее время года. The inventive fittings are made in the form of a monoblock, in the housing of which all the locking-regulating and control-measuring units are located, as well as the wellhead piping of the annulus with the tubing string. All these nodes, located in a single monoblock oil-heated building, do not freeze in the winter season.

Ремонт узлов арматуры осуществляется методом блочной замены с последующим восстановлением неисправного узла в условиях производственной базы. Repair of reinforcement units is carried out by the method of block replacement with the subsequent restoration of the failed unit in a production base.

Источники информации:
1. Нефтяная промышленность, серия "Машины и нефтяное оборудование", реферативный научно-технический сборник, выпуск 8, Москва, 1983 г.Sources of information:
1. Oil industry, series "Machines and oil equipment", abstract scientific and technical collection, issue 8, Moscow, 1983

2. Компоновка фонтанной арматуры в горизонтальном положении на нефтяных и газовых скважинах, ВНИИОЭНГ N 4820, Москва N-06186, 1972 г. 2. The layout of the fountain valves in a horizontal position on oil and gas wells, VNIIOENG N 4820, Moscow N-06186, 1972

Claims

1. Armature of the wellhead, comprising a housing with a communication channel with a tubing cavity and a communication channel with an annulus, a conical sleeve for pipe suspension, a poppet valve, a wellhead seal for sealing a polished rod of a submersible sucker rod pump, characterized in that The communication channel with the cavity of the tubing has a shut-off valve and a sampler for sampling for analysis over the entire flow cross-section; in the communication channel with the annulus th valve, in addition, the housing is equipped with an additional channel for the communication of the cavity of the tubing with the annulus and a shut-off valve with a valve installed in this channel.

2. The wellhead reinforcement according to claim 1, characterized in that the sampler and shut-off valves are made in the form of a one-piece easily removable assembly and are installed inside the body using a conical pipe thread of the same geometric size.