RU2398953C1 - Packing element of wellhead - Google Patents
Packing element of wellhead Download PDFInfo
- Publication number
- RU2398953C1 RU2398953C1 RU2009127231/03A RU2009127231A RU2398953C1 RU 2398953 C1 RU2398953 C1 RU 2398953C1 RU 2009127231/03 A RU2009127231/03 A RU 2009127231/03A RU 2009127231 A RU2009127231 A RU 2009127231A RU 2398953 C1 RU2398953 C1 RU 2398953C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- wellhead
- hydraulic
- working chamber
- channel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к оборудованию для герметизации устья при проведении работ, связанных с вращением или выполнением спуско-подъемных операций колонны труб.The invention relates to the oil industry, in particular to equipment for sealing the mouth during operations associated with the rotation or hoisting operations of the pipe string.
Известна «Устьевая герметизирующая головка» (Патент РФ RU №2068488, МПК6 E21B 33/06), включащаяThe well-known "Wellhead sealing head" (RF Patent RU No. 2068488, IPC 6 E21B 33/06), including
- корпус с центральным сквозным каналом для пропуска труб с технологическим оборудованием,- housing with a central through channel for passing pipes with technological equipment,
- эластичный герметизирующий элемент, закрепленный на верхней и нижней кольцевых втулках, установленных в корпусе с возможностью вращения, и образующий с последним гидравлическую рабочую камеру;- an elastic sealing element mounted on the upper and lower ring bushings mounted in the housing with the possibility of rotation, and forming with the latter a hydraulic working chamber;
- кольцевой поршень, закрепленный на верхней втулке и образующий с верхней частью корпуса гидравлическую камеру возврата эластичного герметизирующего элемента в исходное состояние;- an annular piston mounted on the upper sleeve and forming with the upper part of the housing a hydraulic chamber for returning the elastic sealing element to its original state;
- причем на внутренней поверхности эластичного герметизирующего элемента выполнены лабиринтные канавки,- moreover, on the inner surface of the elastic sealing element made labyrinth grooves,
- а нижняя кольцевая втулка снабжена упорным шарикоподшипником вращения.- and the lower ring sleeve is provided with a thrust ball bearing of rotation.
Недостатком известного устройства является повышенная трудоемкость ремонта и технического обслуживания, связанная с тем, что для замены герметизирующего элемента при его износе необходим полный демонтаж устройства с устья и слив рабочего агента из обеих гидравлических рабочих камер. Кроме того, для работы устройства необходим дополнительный источник энергии в виде насосной установки или пневмогидроаккумулятора, что также увеличивает затраты при его эксплуатации.A disadvantage of the known device is the increased complexity of repair and maintenance, due to the fact that to replace the sealing element when it is worn out, it is necessary to completely dismantle the device from the mouth and drain the working agent from both hydraulic working chambers. In addition, for the operation of the device, an additional energy source is needed in the form of a pumping unit or a pneumatic accumulator, which also increases the cost of its operation.
Известен герметизатор устьевой (ПМ №46295, E21B 33/03), включающийKnown wellhead sealant (PM No. 46295, E21B 33/03), including
- цилиндрический корпус с центральным сквозным каналом для прохода колонны труб, соединенных муфтами;- a cylindrical body with a central through channel for passage of a string of pipes connected by couplings;
- в котором размещен герметизирующий элемент из эластичного материала, выполненный в виде двух цилиндрических элементов, расположенных соосно наружного и сменного внутреннего;- in which the sealing element is made of elastic material, made in the form of two cylindrical elements located coaxially with the outer and interchangeable inner;
- рабочую камеру в виде кольцевой полости между корпусом и герметизирующим элементом, заполненную рабочим агентом;- a working chamber in the form of an annular cavity between the housing and the sealing element, filled with a working agent;
- ограничитель давления при проходе муфт колонны труб через герметизирующий элемент, содержащий разделитель между рабочей камерой и устьем скважины, выполненный в виде гидроцилиндра с подпружиненным поршнем, разделяющим гидроцилиндр на две полости, причем полость гидроцилиндра, в которой расположена пружина, гидравлически связана с устьем скважины, а другая полость связана гидравлическим каналом с кольцевой полостью;- a pressure limiter during the passage of the pipe string couplings through a sealing element containing a separator between the working chamber and the wellhead, made in the form of a hydraulic cylinder with a spring-loaded piston dividing the hydraulic cylinder into two cavities, the hydraulic cylinder cavity in which the spring is located is hydraulically connected to the wellhead, and the other cavity is connected by a hydraulic channel to the annular cavity;
- и источник гидравлического питания, выполненный в виде гидроцилиндра с ручным приводом, штоковая полость которого гидравлически связана с устьем скважины, а поршневая полость связана гидравлическим каналом с кольцевой полостью.- and a hydraulic power source, made in the form of a hydraulic cylinder with a manual drive, the rod cavity of which is hydraulically connected to the wellhead, and the piston cavity is connected by a hydraulic channel to the annular cavity.
Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, обусловленная тем, что рабочая камера совместно с источником гидравлического питания и ограничителем давления, будучи гидравлически замкнутой системой, имеет вполне определенный невосполняемый объем рабочего агента. Поэтому утечка последнего из-за потери герметичности в этой замкнутой системе может привести к невыполнению устройством своего функционального назначения, т.к. возможна ситуация, когда даже максимальное перемещение поршня гидроцилиндра с ручным приводом не сможет компенсировать потерю объема рабочего агента, в связи с чем необходимо прерывать процесс работы устройства и производить дозаправку рабочей камеры рабочим агентом до нужного объема.A disadvantage of the known device is the low reliability of operation, due to the fact that the working chamber, together with a hydraulic power source and a pressure limiter, being a hydraulically closed system, has a well-defined irreplaceable volume of the working agent. Therefore, the leakage of the latter due to loss of tightness in this closed system can lead to the device not fulfilling its functional purpose, because a situation is possible when even the maximum movement of the piston of a hydraulic cylinder with a manual drive cannot compensate for the loss of the volume of the working agent, in connection with which it is necessary to interrupt the process of the device and to refuel the working chamber with the working agent to the required volume.
Снижение надежности работы известного устройства при отрицательных температурах может быть связано также и с изменением фазового состояния (превращением в лед) промывочной жидкости, находящейся в гидравлических каналах и полостях, связывающих гидроцилиндр питания и ограничитель давления с устьем скважины, что приведет к невозможности деформации герметизирующего элемента и к возможному его разрушению при проходе муфты.The decrease in the reliability of the known device at low temperatures can also be associated with a change in the phase state (turning into ice) of the flushing fluid located in the hydraulic channels and cavities connecting the supply hydraulic cylinder and pressure limiter to the wellhead, which will lead to the impossibility of deformation of the sealing element and to its possible destruction during the passage of the coupling.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение надежности работы известного герметизатора устьевого.The technical task of the invention is to increase the reliability of the well-known wellhead sealant.
Для достижения этого результата в известном герметизаторе устьевом, включающемTo achieve this result in a well-known sealant wellhead, including
- цилиндрический корпус с центральным сквозным каналом для прохода колонны труб, соединенных муфтами;- a cylindrical body with a central through channel for passage of a pipe string connected by couplings;
- в котором размещен герметизирующий элемент из эластичного материала, выполненный в виде двух кольцевых цилиндрических элементов, расположенных соосно наружного и сменного внутреннего;- in which the sealing element is made of elastic material, made in the form of two annular cylindrical elements located coaxially with the outer and interchangeable inner;
- крышку и центратор, герметично закрывающие полость корпуса и взаимодействующие с герметизирующим элементом;- a lid and a centralizer, hermetically closing the body cavity and interacting with the sealing element;
- гидрокомпенсатор, содержащий рабочую камеру в виде кольцевой полости, расположенной снаружи герметизирующего элемента, заполненной рабочим агентом и соединенной каналом с внешним источником гидравлического питания,- a hydraulic compensator containing a working chamber in the form of an annular cavity located outside the sealing element, filled with a working agent and connected by a channel to an external hydraulic power source,
- полость, гидравлически связанную с устьем скважины,- a cavity hydraulically connected to the wellhead,
- и разделитель между рабочей камерой и этой полостью,- and a separator between the working chamber and this cavity,
СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮACCORDING TO THE INVENTION
- разделитель гидрокомпенсатора выполнен в виде цилиндрической обечайки из эластичного материала,- the separator of the hydraulic compensator is made in the form of a cylindrical shell of elastic material,
- снаружи которой установлены ограничительные кольца из жесткого материала;- outside of which restrictive rings of rigid material are installed;
- а полость гидрокомпенсатора, гидравлически связанная с устьем скважины, расположена внутри корпуса.- and the cavity of the hydraulic compensator, hydraulically connected to the wellhead, is located inside the body.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид герметизатора устьевого, на фиг.2 - то же, в положении прохода трубы, на фиг.3 - то же, в положение прохода муфты.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the wellhead sealant, in Fig.2 is the same in the pipe passage position, in Fig.3 is the same in the coupling passage position.
Заявляемый герметизатор устьевой (далее - герметизатор) состоит (фиг.1) из корпуса 1, имеющего в нижней части проход 2 для пропуска труб 3, соединенных муфтами 4. В корпусе 1 установлен герметизирующий элемент 5 из эластичного материала, выполненный в виде двух расположенных соосно кольцевых цилиндрических элементов - сменного внутреннего элемента 6 и наружного элемента 7. Для фиксации в корпусе 1 внутренний элемент 6 снабжен верхним 8 и нижним 9 арматурными кольцами из жесткого материала. Сверху корпус 1 герметично закрыт центратором 10 и крышкой 11, фигурный торец 12 которой герметично взаимодействует с наружным элементом 7. Аналогичная конфигурация торца 13, герметично взаимодействующая с наружным элементом 7, выполнена в днище корпуса 1.The inventive wellhead sealant (hereinafter, the sealant) consists (Fig. 1) of a housing 1 having a
Заявляемый герметизатор снабжен гидрокомпенсатором 14, содержащим разделитель 15, выполненный в виде цилиндрической обечайки из эластичного материала, полость 16, расположенную внутри корпуса 1 снаружи разделителя 15 и гидравлически связанную каналом 17 с устьем скважины (не показана), и рабочую камеру 18 в виде кольцевой полости, расположенной снаружи герметизирующего элемента 5, заполненной рабочим агентом и соединенной каналом 19 с внешним источником гидравлического питания (не показан).The inventive sealant is equipped with a hydraulic compensator 14 containing a
Для фиксации разделителя 15 в крышке 11 и корпусе 1 выполнены фигурные выемки 20 и 21, а для ограничения его деформации снаружи установлены ограничительные кольца 22, выполненные из жесткого материала.To fix the
Заявляемый герметизатор работает следующим образом (фиг.1).The inventive sealant operates as follows (figure 1).
Герметизатор без сменного внутреннего элемента 6 монтируют на устье скважины (не показана) и производят через проход 2 корпуса 1 спуск скважинного оборудования (не показано) на трубах 3, соединенных муфтами 4. После спуска скважинного оборудования в заданный интервал, где предполагается производство работ с герметизированным устьем, в герметизатор устанавливают соответствующий диаметру труб 3 сменный внутренний элемент 6 и закрепляют его центратором 10. Затем от насоса (не показан) через канал 19 нагнетают жидкость под давлением в рабочую камеру 18, в результате чего герметизирующий элемент 5 деформируется вовнутрь, облегая трубу 3 и герметично перекрывая устье скважины (фиг.2). Одновременно с этим будет деформироваться наружу, в полость 16, и разделитель 15, но его деформация будет ограничена благодаря применению колец 22 из жесткого материала. При этом внутренний элемент 6 будет удерживаться от вертикального смещения благодаря арматурным кольцам 8 и 9, а наружный элемент 7 и разделитель 15 будут зафиксированы благодаря фигурным выемкам 12 и 20 в крышке 11 и фигурным выемкам 13 и 21 в корпусе 1.The sealant without a replaceable internal element 6 is mounted on the wellhead (not shown) and downhole equipment (not shown) is made through the
При возрастании давления в скважине жидкость с устья через канал 17 заполнит полость 16, благодаря чему будет создано противодавление возможности прорыва скважинной жидкости через зону контакта внутреннего элемента 6 с трубой 3. Это обусловлено тем, что давление из полости 16 будет передаваться на разделитель 15, выполненный из эластичного материала, от него в рабочую камеру 18 и далее на герметизирующий элемент 5, выполненный из эластичного материала. Тем самым, давление на устье скважины, воздействующее на герметизирующий элемент 5, будет уравновешиваться аналогичным давлением со стороны полости 16, а запас герметичности в зоне контакта внутреннего элемента 6 с трубой 3 будет определяться давлением жидкости, нагнетаемой насосом извне в рабочую камеру 18. Таким образом, по сравнению с прототипом, где объем жидкости в рабочей камере невосполняем и в случае ее утечек может произойти разгерметизация устья, заявляемое устройство обладает большей надежностью благодаря тому, что утечки рабочего агента могут быть восполнены насосом, поэтому давление жидкости в рабочей камере 18 не будет уменьшаться, чем будет обеспечиваться герметичность устья.With increasing pressure in the well, the fluid from the wellhead through the channel 17 will fill the cavity 16, thereby creating a backpressure of the possibility of the breakthrough of the well fluid through the contact zone of the internal element 6 with the
При проходе через заявляемый герметизатор муфты 4 (фиг.3), диаметр которой превышает диаметр трубы 3, герметизирующий элемент 5 будет расширяться, что вызывает автоматическое срабатывание элементов, входящих в состав гидрокомпенсатора 14, в следующей последовательности: за счет упругого расширения наружного элемента 7 давление жидкости в рабочей камере 18 будет возрастать, воздействуя на разделитель 15, который также будет расширяться, компенсируя возрастание давления в рабочей камере 18. Благодаря этому удельное давление в контакте муфты 4 с внутренним элементом 6 будет постоянным и, следовательно, прохождение муфты 4 не будет интенсифицировать абразивный износ внутреннего элемента 6, что повышает ресурс его работы. При этом деформация разделителя 15 будет ограничена благодаря применению колец 22 из жесткого материала.When passing through the inventive sealing sleeve 4 (figure 3), the diameter of which exceeds the diameter of the
По сравнению с прототипом, где полости, сообщающиеся с устьем скважины, расположены в гидроцилиндре питания и ограничителе, размещенных вне корпуса, и поэтому возможно замерзание жидкости в них при отрицательных температурах, что приведет к невозможности деформации герметизирующего элемента и к возможному его разрушению при проходе муфты, заявляемый герметизатор обладает большей надежностью. Это объясняется тем, что как полость 16, сообщающаяся с устьем скважины, так и канал 17 расположены в заявляемом герметизаторе в корпусе 1, обладающем гораздо большей массой и теплоемкостью по сравнению с гидроцилиндром питания и ограничителем прототипа. Кроме того, объем жидкости в полости 16 и ее тепловой контакт с корпусом 1 также намного больше по сравнению с аналогичными параметрами прототипа.Compared with the prototype, where the cavities communicating with the wellhead are located in the supply hydraulic cylinder and the limiter located outside the housing, and therefore it is possible to freeze the liquid in them at negative temperatures, which will lead to the inability to deform the sealing element and its possible destruction during the passage of the coupling , the inventive sealant has greater reliability. This is because both the cavity 16, communicating with the wellhead, and the channel 17 are located in the inventive sealant in the housing 1, which has a much greater mass and heat capacity in comparison with the supply hydraulic cylinder and the prototype limiter. In addition, the volume of fluid in the cavity 16 and its thermal contact with the housing 1 is also much larger in comparison with the similar parameters of the prototype.
Таким образом, суммарное воздействие отличительных признаков позволяет повысить надежность работы заявляемого герметизатора по сравнению с прототипом.Thus, the total effect of the distinctive features allows to increase the reliability of the inventive sealant in comparison with the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009127231/03A RU2398953C1 (en) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | Packing element of wellhead |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009127231/03A RU2398953C1 (en) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | Packing element of wellhead |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2398953C1 true RU2398953C1 (en) | 2010-09-10 |
Family
ID=42800555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009127231/03A RU2398953C1 (en) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | Packing element of wellhead |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2398953C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102536149A (en) * | 2012-02-22 | 2012-07-04 | 西安宇星石油机械新技术开发有限公司 | Hydraulic control well plugging device |
CN107023272A (en) * | 2017-05-29 | 2017-08-08 | 肇庆市思睿力机器人科技有限公司 | A kind of pressure blowout hookup certainly |
CN108386151A (en) * | 2018-03-16 | 2018-08-10 | 大连坤麟金属制品有限公司 | A kind of newest oil pumping facility well mouth sealing device |
-
2009
- 2009-07-14 RU RU2009127231/03A patent/RU2398953C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102536149A (en) * | 2012-02-22 | 2012-07-04 | 西安宇星石油机械新技术开发有限公司 | Hydraulic control well plugging device |
CN107023272A (en) * | 2017-05-29 | 2017-08-08 | 肇庆市思睿力机器人科技有限公司 | A kind of pressure blowout hookup certainly |
CN108386151A (en) * | 2018-03-16 | 2018-08-10 | 大连坤麟金属制品有限公司 | A kind of newest oil pumping facility well mouth sealing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU182236U1 (en) | SWELLING SEALER IN A PACKER WITH A SHLIPS MECHANISM | |
RU2398953C1 (en) | Packing element of wellhead | |
US8844617B1 (en) | Annular blowout container (ABOC) | |
US20150259997A1 (en) | Torque Anchor to Prevent Rotation of Well Production Tubing, System for Pumping and Rotation Prevention, and Pumping Installation Equipped with Such a Torque Anchor | |
EP3230556A1 (en) | A bellows valve and an injection valve | |
US7699111B2 (en) | Float collar and method | |
CN209586328U (en) | The voltage-controlled cycling switch valve in elastic claw underground built in a kind of sand control | |
CN104060963A (en) | Integrated blowout preventer for well repair and drilling | |
CN201125698Y (en) | Polish rod sealer hydraulic type second grade sealing device | |
RU76961U1 (en) | ROTATING CONVECTOR | |
RU2470142C1 (en) | Packer (versions) | |
RU2498058C1 (en) | Oil-well sucker-rod pumping unit for water pumping to stratum | |
RU2527054C1 (en) | Spherical circular rotary preventer | |
RU102671U1 (en) | WELL VALVE DEVICE | |
CN210049870U (en) | Hydraulic control constant pressure backwashing valve | |
RU96910U1 (en) | PACKER SUSPENSION | |
RU2333334C1 (en) | Relief valve of downhole motor | |
RU2473778C1 (en) | Wellhead gland | |
CN204941426U (en) | polish rod sealing device | |
RU2528474C1 (en) | Universal valve | |
CN211666680U (en) | Blowout preventer for rod-drive screw pump oil production system | |
CN113047791A (en) | Heavy oil thermal recovery top water channeling and multistage steam channeling prevention method | |
RU2742804C1 (en) | Universal hydraulic preventor | |
CN108487879B (en) | Oil layer protection well-flushing packer | |
RU2348784C2 (en) | Valve device of downhole drilling motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190715 |