[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2650000C1 - Pipe head - Google Patents

Pipe head Download PDF

Info

Publication number
RU2650000C1
RU2650000C1 RU2016152386A RU2016152386A RU2650000C1 RU 2650000 C1 RU2650000 C1 RU 2650000C1 RU 2016152386 A RU2016152386 A RU 2016152386A RU 2016152386 A RU2016152386 A RU 2016152386A RU 2650000 C1 RU2650000 C1 RU 2650000C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
channel
pipe holder
housing
pipe
Prior art date
Application number
RU2016152386A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Азат Атласович Саитов
Илгизяр Гаптнурович Шамсутдинов
Александр Николаевич Меньшаев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
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 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина filed Critical Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина
Priority to RU2016152386A priority Critical patent/RU2650000C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2650000C1 publication Critical patent/RU2650000C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/04Casing heads; Suspending casings or tubings in 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)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to mining, in particular, to wellhead equipment for well operation. Pipe head includes a body with a stepped axial channel, lateral research channel and collection line, pipe holder, installed in the axial channel of the body, for suspension of the tubing string, cover, sleeve with radial channels, turning assembly. Pipe holder and sleeve are installed in the body so that the collection line of the body, when the sleeve is rotated in a specific manner, is configured to communicate with the longitudinal channel of the pipe holder through the radial channels of the sleeve. Research channel of the body is configured to communicate with well space outside the pipi holder. Under the pipe holder, there are projections or grooves, interacting with the corresponding internal grooves or projections of the body to avoid rotation. Sleeve is installed in the longitudinal channel of the pipe holder to rotate by means of the turning assembly, located above the sleeve and above the cover. Research channel and the collection line are located at one level perpendicular to the axis of the body at an angle along its perimeter, providing communication with channels of the pipe holder, to ensure sequential and alternate or simultaneous opening and hermetical closing to communicate with the longitudinal channel of the sleeve, when the sleeve is rotated.
EFFECT: proposed device provides reduced material costs by simplifying the manufacture of the pipe head, wider operational capabilities due to using both the sucker-rod pumping unit and the progressive cavity sucker-rod pumping unit , its higher reliability by simplifying the structure, reduced number of compounds working under pressure, and reduced metal consumption and overall dimensions.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, в частности к устьевому оборудованию для эксплуатации скважин.The invention relates to mining, in particular to wellhead equipment for operating wells.

Известна арматура устьевая под установку ШГН АШК 50×14 по ТУ 3665-009-49652808-2004 (Каталог продукции «Оборудование для нефтегазовой отрасли» ООО «Завод НГО «ТЕХНОВЕК»), содержащая корпус с двумя боковыми отводами, оснащенными запорными клапанами, переводник конусный для подвески колонны труб, устьевого сальника и перепускного клапана, установленного в переводнике.Known wellhead fittings for installation of SHGN AShK 50 × 14 according to TU 3665-009-49652808-2004 (Product catalog "Equipment for the oil and gas industry" LLC "NGO NGO" TECHNOVEK "), containing a housing with two side outlets equipped with shut-off valves, a conical sub for suspension of pipe string, wellhead stuffing box and bypass valve installed in the sub.

Недостатками известного устройства являются размещение боковых отводов корпуса на разных уровнях по высоте, что при регламентированном расположении нижнего (обычно технологического) отвода относительно уровня земли ведет к более высокому расположению основного отвода, соответственно, трубопровода линии сбора, а также небольшое (существенно меньше, чем условный проход арматуры) сечение седла перепускного клапана, недостаточное при проведении технологических операций, в частности промывки скважинного оборудования в замкнутом цикле.The disadvantages of the known device are the location of the lateral branches of the housing at different levels in height, which with a regulated location of the lower (usually technological) branch relative to the ground level leads to a higher location of the main branch, respectively, of the collection line pipe, and also small (significantly less than the conditional valve passage) cross-section of the bypass valve seat, insufficient during technological operations, in particular flushing of downhole equipment in a closed cycle.

Известна арматура устья скважины (а. с. СССР №1352039, МПК Е21В 33/03, опубл. 15.11.1987, бюл. №42), содержащая корпус, имеющий выкидные линии, расположенные в одной горизонтальной плоскости с боковыми каналами, один из которых связан с затрубным пространством, установленные на корпусе запорные элементы и подвеску с уплотнением и центральным каналом, при этом с целью повышения надежности арматуры при проведении ремонтных работ с одновременным облегчением монтажно-демонтажных работ уплотнение подвески установлено в плоскости, наклонной к оси центрального канала, при этом боковой канал, связанный с затрубным пространством, выполнен под уплотнением, а другой боковой канал соединен с центральным каналом и размещен выше уплотнения.Known wellhead reinforcement (a. From the USSR No. 1352039, IPC EV21/03, publ. 11/15/1987, bull. No. 42), comprising a housing having flow lines located in one horizontal plane with side channels, one of which associated with the annulus, the locking elements and the suspension mounted on the housing with a seal and a central channel, while in order to increase the reliability of the valves during repair work while facilitating installation and dismantling, the suspension seal is installed in a plane inclined to the center axis of the channel, while the side channel associated with the annulus is made under the seal, and the other side channel is connected to the central channel and placed above the seal.

Недостатком известного устройства является необходимость его оснащения запорными устройствами, из-за чего увеличиваются габариты и масса, а также снижается надежность его работы.A disadvantage of the known device is the need to equip it with locking devices, due to which the dimensions and weight increase, as well as the reliability of its operation.

Известна арматура устья скважины (патент РФ №2159842, МПК Е21В 33/03, Е21В 49/08, Е21В 47/00, опубл. 27.11.2000, бюл. №33), 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, при этом в канале сообщения с полостью насосно-компрессорных труб установлены запорный вентиль и пробоотборник для отбора пробы на анализ по всему сечению потока, 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 с клапаном, установленными в этом канале.Known wellhead reinforcement (RF patent No. 2159842, IPC ЕВВ 33/03, ЕВВ 49/08, ЕВВ 47/00, publ. 11/27/2000, bull. No. 33), comprising a housing with a communication channel with a cavity of tubing and communication channel with annular space, conical coupling for pipe suspension, poppet valve-shutoff, wellhead seal for sealing the polished rod of the deep-well sucker rod pump, while a shut-off valve and a sampler for sampling for analysis throughout the communication channel with the cavity of the tubing are installed cross section in kana e Messages annulus shut off valve is installed, moreover, the housing is provided with an additional channel messages cavity tubing annulus and with a stop valve with a valve mounted in this channel.

Известна трубная головка (патент РФ №2170328, МПК Е21В 33/03, опубл. 10.07.2001, бюл. №19), включающая цилиндрический корпус с верхним и нижним присоединительными фланцами, со ступенчатым осевым и радиальным каналами, с двумя верхними и двумя нижними боковыми отводами, имеющими присоединительные фланцы для установки коренных задвижек, установленный в осевом канале корпуса трубодержатель для подвески лифтовой колонны, узел крепления трубодержателя в осевом канале корпуса, размещенный в осевом канале корпуса над трубодержателем шаровой запорный орган со сквозным и глухим центральными осевыми каналами, оси которых взаимно перпендикулярны, а также с верхним и нижним седлами, узел управления шаровым запорным органом в виде установленного в радиальном канале корпуса поворотного вала, ось которого перпендикулярна осям сквозного и глухого центральных осевых каналов в шаровом запорном органе и проходит через точку их пересечения, размещенный на корпусе переходный фланец со ступенчатым осевым каналом, а также установленную в нем и в осевом канале корпуса фигурную втулку, при этом шаровой запорный орган выполнен с дополнительным глухим центральным осевым каналом, а корпус - с дополнительным верхним боковым отводом, оси которых соосны с осью поворотного вала, причем фигурная втулка жестко связана с корпусом, а верхнее седло размещено внутри фигурной втулки.Known tube head (RF patent No. 2170328, IPC ЕВВ 33/03, publ. 07/10/2001, bull. No. 19), including a cylindrical body with upper and lower connecting flanges, with stepped axial and radial channels, with two upper and two lower lateral branches having connecting flanges for installing the main valves, a pipe holder installed in the axial channel of the housing for suspension of the lift column, a pipe holder mount in the axial channel of the housing located in the axial channel of the housing above the pipe holder with a through and a blind central axial channels, the axes of which are mutually perpendicular, as well as with upper and lower saddles, a ball locking control unit in the form of a rotary shaft mounted in a radial channel of the housing, whose axis is perpendicular to the axes of a through and a blind central axial channels in a ball locking body and passes through the point of their intersection, the adapter flange with a stepped axial channel located on the housing, as well as the figured sleeve installed in it and in the axial channel of the housing, with aporny body is formed with an additional hollow central axial channel, and the housing - with an additional upper sidearm, the axes of which are coaxial with the rotary axis of the shaft, wherein the brace sleeve rigidly connected with the housing, and the upper seat is housed inside the sleeve shaped.

Недостатками известных устройств являются наличие в каждом из них минимум трех запорных устройств, что приводит к увеличению габаритов, особенно радиальных, и массы, к снижению надежности работы устройств, а также сложность изготовления и ремонта корпуса.The disadvantages of the known devices are the presence in each of them of at least three locking devices, which leads to an increase in size, especially radial, and weight, to a decrease in the reliability of the devices, as well as the complexity of manufacturing and repair of the case.

Известна трубная головка (а. с. СССР №1514904, МПК Е21В 33/03, опубл. 15.10.1989, бюл. №38), включающая цилиндрический корпус с размещенными концентрично в нем трубодержателем и узлом его фиксации в виде стопорных болтов, установленный в трубодержателе запорный механизм в виде стакана с запорным узлом и привод для управления запорным механизмом, при этом с целью повышения надежности работы трубной головки, сокращения продолжительности и повышения безопасности монтажных работ на устье при демонтированном противовыбросовом оборудовании она снабжена втулкой, размещенной концентрично в трубодержателе и выполненной в верхней части с кольцевыми наружным выступом и расточкой на ее внутренней поверхности, причем втулка своей нижней частью жестко связана с трубодержателем, а стакан имеет кольцевой внутренний выступ в нижней части для размещения на нем наружного выступа втулки, при этом стакан установлен с возможностью поворота вокруг втулки. Однако известное устройство имеет следующие недостатки:Known tube head (a. With. The USSR No. 1514904, IPC ЕВВ 33/03, publ. 10/15/1989, bull. No. 38), comprising a cylindrical body with concentric tube holder and its fixing unit in the form of locking bolts, installed in the pipe holder has a locking mechanism in the form of a glass with a locking assembly and an actuator for controlling the locking mechanism, while in order to increase the reliability of the pipe head, reduce the duration and increase the safety of installation work at the mouth when dismantled blowout control equipment is equipped with a piece located concentrically in the pipe holder and made in the upper part with an annular external protrusion and a bore on its inner surface, the sleeve being rigidly connected with its lower part to the pipe holder, and the glass has an annular internal protrusion in the lower part to accommodate the external protrusion of the sleeve, this glass is mounted with the possibility of rotation around the sleeve. However, the known device has the following disadvantages:

- во-первых, отводы фонтанной арматуры, полученной на основе известного устройства, для направления потока скважинной среды расположены выше запорного узла, что увеличивает высоту и металлоемкость фонтанной арматуры;- firstly, the branches of the fountain fittings, obtained on the basis of the known device, for directing the flow of the borehole medium are located above the shutoff assembly, which increases the height and metal consumption of the fountain fittings;

- во-вторых, устройство не предназначено для оборудования устья скважин, эксплуатируемых установками скважинного штангового насоса (УСШН), штангового винтового насоса (УШВН) и др., из-за расположения внутри запорного узла колонны штанг;- secondly, the device is not intended for the equipment of the wellhead operated by the borehole sucker rod pump (USHN), sucker rod pump (USHVN), etc., due to the location of the rod string inside the shutter assembly;

- в-третьих, необходимость изготовления канала в корпусе для привода запорного механизма и его уплотнения, работающего под рабочим давлением;- thirdly, the need to manufacture a channel in the housing for the drive of the locking mechanism and its sealing, working under operating pressure;

- в-четвертых, применение известного устройства не исключает необходимости оснащения фонтанной арматуры запорными устройствами.- fourthly, the use of the known device does not exclude the need to equip the fountain valves with locking devices.

Наиболее близкой по технической сущности является трубная головка (патент РФ №2117749, МПК Е21В 33/03, опубл. 20.08.1998, бюл. №23), включающая цилиндрический корпус с присоединительными фланцами, со ступенчатым осевым и радиальными каналами, а также с боковыми отводами, размещенными ниже последних, установленный в осевом канале корпуса трубодержатель для подвески лифтовой колонны, размещенный в трубодержателе шаровой запорный орган со сквозным осевым каналом и седла, узел управления шаровым запорным органом в виде поворотного вала, ось которого перпендикулярна к оси его сквозного осевого канала, и герметизирующей крышки, втулку с двумя радиальными каналами, один из которых служит для размещения поворотного вала, и узел крепления трубодержателя в корпусе в виде стопорных болтов, установленных в радиальных каналах корпуса и имеющих возможность взаимодействия с трубодержателем, причем она снабжена установленными в нижней части корпуса фиксирующими элементами в виде пальцев, боковые отводы корпуса размещены на разных уровнях по его высоте, а втулка - концентрично снаружи трубодержателя, при этом шаровой запорный орган выполнен с глухим осевым каналом, перпендикулярным сквозному осевому каналу в нем и оси поворотного вала, трубодержатель - с наружным кольцевым выступом, с осевым пазом и фигурными проточками на своей наружной поверхности и двумя радиальными каналами, один из которых служит для размещения поворотного вала, корпус - с радиальным каналом для размещения поворотного вала, причем трубодержатель и втулка установлены в корпусе так, что их радиальные каналы для размещения поворотного вала соосны, а ось верхнего бокового отвода корпуса совпадает с осями других радиальных каналов втулки и трубодержателя, при этом они расположены в одной плоскости с осями сквозного и глухого каналов шарового запорного органа, а нижний боковой отвод корпуса совпадает с осевым пазом трубодержателя, причем пальцы установлены с возможностью взаимодействия с его фигурными проточками, при этом втулка размещена так, что своим нижним торцом она взаимодействует со ступенчатым осевым каналом корпуса, а верхним - с наружным кольцевым выступом трубодержателя.The closest in technical essence is the pipe head (RF patent No. 2117749, IPC ЕВВ 33/03, publ. 08.20.1998, bull. No. 23), including a cylindrical body with connecting flanges, with stepped axial and radial channels, as well as with side bends located below the latter, a pipe holder installed in the axial channel of the housing for suspension of the elevator column, a ball locking element located in the pipe holder with a through axial channel and saddles, a ball locking control unit in the form of a rotary shaft, the axis of which perpendicular to the axis of its through axial channel, and the sealing cover, a sleeve with two radial channels, one of which serves to accommodate the rotary shaft, and the holder of the pipe holder in the housing in the form of locking bolts installed in the radial channels of the housing and having the ability to interact with the pipe holder, moreover, it is equipped with fixing elements in the form of fingers installed in the lower part of the body, side branches of the body are placed at different levels in height, and the sleeve concentrically outside the pipe spruce, while the spherical locking element is made with a blind axial channel perpendicular to the through axial channel in it and the axis of the rotary shaft, the pipe holder with an external annular protrusion, with an axial groove and curly grooves on its outer surface and two radial channels, one of which serves to accommodate the rotary shaft, the housing - with a radial channel for accommodating the rotary shaft, and the pipe holder and the sleeve are installed in the housing so that their radial channels for accommodating the rotary shaft are coaxial, and the axis is upper about the lateral branch of the housing coincides with the axes of the other radial channels of the sleeve and the pipe holder, while they are located in the same plane as the axes of the through and the blind channels of the ball locking element, and the lower side branch of the housing coincides with the axial groove of the pipe holder, and the fingers are mounted to interact with it shaped grooves, while the sleeve is placed so that its lower end it interacts with a stepped axial channel of the housing, and the upper one with the outer annular protrusion of the pipe holder.

Недостатками известного решения являются:The disadvantages of the known solutions are:

- во-первых, размещение боковых отводов корпуса на разных уровнях по высоте, что при регламентированном расположении нижнего (обычно технологического) отвода относительно уровня земли ведет к более высокому расположению основного отвода, соответственно, трубопровода линии сбора;- firstly, the location of the lateral branches of the housing at different levels in height, which with a regulated location of the lower (usually technological) branch relative to the ground level leads to a higher location of the main branch, respectively, of the collection line pipeline;

- во-вторых, устройство не предназначено для оборудования устья скважин, эксплуатируемых УСШН, УШВН и др., из-за расположения внутри запорного органа колонны штанг;- secondly, the device is not intended for the equipment of the wellhead operated by USHN, USHVN, etc., due to the location of the rod string inside the shutoff member;

- в-третьих, трудность стыковки поворотного вала с запорным органом из-за необходимости одновременного соосного расположения паза запорного органа, радиальных каналов корпуса, втулки и рубодержателя;- thirdly, the difficulty of connecting the rotary shaft with the locking body due to the need for simultaneous coaxial location of the groove of the locking body, the radial channels of the housing, the sleeve and the holder;

- в-четвертых, необходимость изготовления канала в корпусе для поворотного вала и его уплотнения, работающего под рабочим давлением;- fourthly, the need to manufacture a channel in the housing for the rotary shaft and its seal, working under operating pressure;

- в-пятых, необходимость изготовления шарового запорного органа на специальных станках или с использованием приспособлений, что сказывается на стоимости трубной головки.- fifthly, the need to manufacture a spherical locking element on special machines or using devices, which affects the cost of the tube head.

Техническими задачами изобретения являются снижение материальных затрат за счет упрощения изготовления трубной головки, расширение эксплуатационных возможностей, повышение ее надежности за счет упрощения конструкции, сокращения количества соединений, работающих под давлением, при одновременном снижении металлоемкости и габаритных размеров.The technical objectives of the invention are to reduce material costs by simplifying the manufacture of the tube head, expanding operational capabilities, increasing its reliability by simplifying the design, reducing the number of joints working under pressure, while reducing metal consumption and overall dimensions.

Поставленные технические задачи решаются трубной головкой, включающей корпус со ступенчатым осевым каналом, боковыми исследовательским каналом и линией сбора, трубодержатель, установленный в осевом канале корпуса, для подвески лифтовой колонны, крышку, втулку с радиальными каналами, узел поворота, причем трубодержатель и втулка установлены в корпусе так, что линия сбора корпуса при определенном повороте втулки выполнена с возможностью сообщения через радиальные каналы втулки с продольным каналом трубодержателя, а исследовательский канал корпуса выполнен с возможностью сообщения со скважинным пространством снаружи трубодержателя, причем снизу трубодержателя выполнены выступы или пазы, взаимодействующие с соответствующими внутренними пазами или выступами корпуса для исключения поворота.The stated technical problems are solved by a tube head including a housing with a stepped axial channel, a lateral research channel and a collection line, a pipe holder installed in the axial channel of the housing for suspension of the lift column, a cover, a sleeve with radial channels, a rotation unit, and the pipe holder and sleeve are installed in the housing so that the collection line of the housing at a certain rotation of the sleeve is configured to communicate through the radial channels of the sleeve with the longitudinal channel of the pipe holder, and the research to the housing anal is made with the possibility of communication with the borehole space outside the pipe holder, and protrusions or grooves are made below the pipe holder, interacting with the corresponding internal grooves or body protrusions to prevent rotation.

Новым является то, что втулка установлена в продольный канал трубодержателя с возможностью поворота при помощи узла поворота, расположенного сверху втулки и выше крышки, а исследовательский канал и линия сбора размещены на одном уровне перпендикулярно оси корпуса под углом по его периметру, позволяющим обеспечить сообщение с каналами трубодержателя так, чтобы при повороте втулки каналы последовательно и поочередно или вместе открывались и герметично закрывались для сообщения с продольным каналом втулки.What is new is that the sleeve is mounted in the longitudinal channel of the pipe holder with the possibility of rotation using a turning unit located on top of the sleeve and above the cover, and the research channel and the collection line are placed at the same level perpendicular to the axis of the housing at an angle around its perimeter, allowing communication with the channels the pipe holder so that when the sleeve is rotated, the channels are sequentially and alternately or together open and tightly closed to communicate with the longitudinal channel of the sleeve.

На фиг. 1 схематично изображена трубная головка (вид спереди); на фиг. 2 - разрез А-А по фиг. 1 при выполнении сброса давления в трубной головке; на фиг. 3 - разрез А-А по фиг. 1 в рабочем положении трубной головки; на фиг. 4 - разрез А-А по фиг. 1 при перекрытии в трубной головке линии сбора; на фиг. 5 - разрез Б-Б по фиг. 1.In FIG. 1 schematically shows a pipe head (front view); in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 when performing pressure relief in the tube head; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1 in the working position of the tube head; in FIG. 4 is a section AA in FIG. 1 when the collection line is blocked in the pipe head; in FIG. 5 is a section BB of FIG. one.

Трубная головка включает корпус 1 (фиг. 1) со ступенчатым осевым каналом 2, боковыми исследовательским каналом 3 и линией сбора 4 (фиг. 2-4), трубодержатель 5 (фиг. 1), установленный в осевом канале 2 корпуса 1, для подвески лифтовой колонны 6, крышку 7, втулку 8 с радиальными каналами 9 (фиг. 2-4) и 10, узел поворота, который может быть выполнен, как показано на фиг. 1, в виде лысок 11 на втулке 8 под стандартные гаечные ключи, или отверстия на втулке 8 с рукояткой или другого поворотного устройства (на фигурах не показаны). Трубодержатель 5 и втулка 8 установлены в корпусе 1 герметично так, что линия сбора 4 (фиг. 2-4) корпуса 1 при определенном повороте втулки 8 выполнена с возможностью сообщения через радиальные каналы 9 и 10 втулки 8 с продольным каналом 12 (фиг. 1) трубодержателя 5, а исследовательский канал 3 корпуса 1 выполнен с возможностью сообщения со скважинным пространством 13 снаружи трубодержателя 5. Снизу трубодержателя 5 (фиг. 5) выполнены выступы или пазы 14, взаимодействующие с соответствующими внутренними пазами или выступами 15 корпуса 1 для исключения поворота. Крышка 7 (фиг. 1) может присоединяться к корпусу 1 либо по резьбе, как показано на фиг. 1, либо с помощью фланцевого соединения (на фигурах не показано), либо любого другого соединения, позволяющего зафиксировать трубодержатель 5 от выхода его из корпуса 1.The tube head includes a housing 1 (Fig. 1) with a stepped axial channel 2, a lateral research channel 3 and a collection line 4 (Fig. 2-4), a pipe holder 5 (Fig. 1) installed in the axial channel 2 of the housing 1, for suspension elevator columns 6, cover 7, sleeve 8 with radial channels 9 (FIGS. 2-4) and 10, a rotation unit, which can be made as shown in FIG. 1, in the form of flats 11 on sleeve 8 for standard wrenches, or holes on sleeve 8 with a handle or other rotary device (not shown in the figures). The pipe holder 5 and the sleeve 8 are installed in the housing 1 hermetically so that the collection line 4 (Fig. 2-4) of the housing 1 with a certain rotation of the sleeve 8 is made with the possibility of communication through radial channels 9 and 10 of the sleeve 8 with the longitudinal channel 12 (Fig. 1 ) the pipe holder 5, and the research channel 3 of the housing 1 is configured to communicate with the borehole space 13 outside of the pipe holder 5. Bottom of the pipe holder 5 (Fig. 5) made protrusions or grooves 14, interacting with the corresponding internal grooves or protrusions 15 of the housing 1 to exclude ota. The cover 7 (FIG. 1) can be attached to the housing 1 either by thread, as shown in FIG. 1, either using a flange connection (not shown in the figures), or any other connection that allows you to fix the pipe holder 5 from its exit from the housing 1.

Втулка 8 установлена герметично в продольный канал 12 трубодержателя 5 с возможностью поворота при помощи узла поворота 11, расположенного сверху втулки 8 и выше крышки 7. Продольный канал 12 трубодержателя 5 может быть сделан ступенчатым, как на фиг. 1, для размещения втулки 8 или бесступенчатым. При необходимости втулка 8 фиксируется относительно трубодержателя 5 от осевого перемещения, например, гайкой 16, запорным кольцом или другим фиксатором (на фигурах не показаны).The sleeve 8 is installed hermetically in the longitudinal channel 12 of the pipe holder 5 with the possibility of rotation using a pivot 11 located on top of the sleeve 8 and above the cover 7. The longitudinal channel 12 of the pipe holder 5 can be made stepwise, as in FIG. 1, to accommodate the sleeve 8 or stepless. If necessary, the sleeve 8 is fixed relative to the pipe holder 5 from axial movement, for example, with a nut 16, a locking ring or other retainer (not shown in the figures).

Герметизация втулки 8 в трубодержателе 5 и трубодержателя 5 в корпусе 1 может быть осуществлена, например, как показано на фиг. 1, уплотнительными кольцами 17, 18 и 19 (фиг. 2), 20 и 21, или за счет обеспечения минимальных зазоров в сопряжениях герметизируемых деталей и нагнетания в сопряжения герметизирующей смазки, или другим способом (на фигурах не показаны).The sealing of the sleeve 8 in the pipe holder 5 and the pipe holder 5 in the housing 1 can be carried out, for example, as shown in FIG. 1, with O-rings 17, 18 and 19 (Fig. 2), 20 and 21, or by ensuring minimal gaps in the mates of the parts to be sealed and forcing the mating grease into the mates, or in another way (not shown in the figures).

Исследовательский канал 3 (фиг. 2-4) и линия сбора 4 размещены на одном уровне перпендикулярно оси 22 (фиг. 1) корпуса 1 под углом α (фиг. 2-4) по его периметру, позволяющим обеспечить сообщение с каналами 23 и 24 трубодержателя 5 так, чтобы при повороте втулки 8 каналы 23 и 24 последовательно и поочередно или вместе открывались и герметично закрывались для сообщения с продольным каналом 25 втулки 8. Угол α, зависящий от диаметров втулки 8 и трубодержателя 5, размеров каналов 23, 24 трубодержателя 5 и 9, 10 втулки 8, типа и размеров уплотнения втулки 8, например колец 19 и 20, определяется конструктивно.The research channel 3 (Fig. 2-4) and the collection line 4 are placed at the same level perpendicular to the axis 22 (Fig. 1) of the housing 1 at an angle α (Fig. 2-4) around its perimeter, allowing communication with channels 23 and 24 of the tube holder 5 so that when turning the sleeve 8, the channels 23 and 24 open sequentially and alternately or together and tightly closed for communication with the longitudinal channel 25 of the sleeve 8. The angle α, depending on the diameters of the sleeve 8 and the pipe holder 5, the sizes of the channels 23, 24 of the pipe holder 5 and 9, 10 of the sleeve 8, the type and size of the seal of the sleeve 8, for example rings 19 and 20, is determined constructively.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

На эксплуатационную колонну скважины или колонную головку (на фигурах не показаны) устанавливается корпус 1 (фиг. 1) трубной головки, например, с помощью резьбового или фланцевого, или другого соединения. Соответственно на корпусе 1 должна быть выполнена резьба ниппеля в случае присоединения к муфте эксплуатационной колонны, или ответный фланец при присоединении к колонному фланцу, или другая ответная часть соединения.A casing 1 (Fig. 1) of a pipe head is installed on a production casing of a well or a casing head (not shown in the figures), for example, by means of a threaded or flange or other connection. Accordingly, on the housing 1, a nipple thread should be made in case of connecting to the production casing coupling, or a counter flange when connecting to a column flange, or another mating part of the connection.

После спуска колонны труб 6 со скважинным оборудованием (на фигурах не показано) на необходимую глубину на верхнюю часть колонны 6 с помощью резьбы 26 присоединяется трубодержатель 5 вместе с втулкой 8, зафиксированной на трубодержателе 5, например, с помощью гайки 16. Колонна 6 подвешивается на трубодержателе 5 в верхнем кольцевом расширении ступенчатого осевого канала 2 корпуса 1, при этом должны быть совмещены пазы 14 (фиг. 5) трубодержателя 5 с выступами 15 корпуса 1 с целью ориентирования канала 23 (фиг. 2-4) трубодержателя 5 в сторону исследовательского канала 3.After lowering the pipe string 6 with downhole equipment (not shown in the figures) to the required depth, the pipe holder 5 is attached to the upper part of the column 6 using a thread 26 together with a sleeve 8 fixed on the pipe holder 5, for example, using a nut 16. The column 6 is suspended on the pipe holder 5 in the upper annular extension of the stepped axial channel 2 of the housing 1, while the grooves 14 (Fig. 5) of the pipe holder 5 must be aligned with the protrusions 15 of the housing 1 in order to orient the channel 23 (Fig. 2-4) of the pipe holder 5 towards whom channel 3.

Сборка трубодержателя 5 (фиг. 1) с втулкой 8, фиксируемой на трубодержателе 5 гайкой 16, с уплотнительными кольцами 17 и 18 и 19-21 (фиг. 2) при их использовании, осуществляется на заводе-изготовителе с проведением гидравлических испытаний собранного узла, что исключает необходимость сборки в процессе монтажа на скважине.The assembly of the pipe holder 5 (Fig. 1) with a sleeve 8, fixed on the pipe holder 5 with a nut 16, with o-rings 17 and 18 and 19-21 (Fig. 2) when used, is carried out at the factory with hydraulic tests of the assembled unit, which eliminates the need for assembly during installation at the well.

При необходимости в колонну труб 6 (фиг. 1) спускается другое скважинное оборудование, например колонна штанг с штанговым насосом или винтовым насосом или другое оборудование (на фигурах не показаны).If necessary, other downhole equipment is lowered into the pipe string 6 (Fig. 1), for example, a rod string with a rod pump or a screw pump or other equipment (not shown in the figures).

К верхней части трубной головки, например к резьбе 27, присоединяется устьевой сальник при эксплуатации УСШН, или привод УШВН, или другое оборудование (на фигурах не показаны).A wellhead stuffing box is attached to the upper part of the tube head, for example, to thread 27, when operating the USHN, or the USHVN drive, or other equipment (not shown in the figures).

Поскольку исследовательский канал 3 в рабочем положении втулки 8 постоянно сообщен с затрубным пространством 13, предполагается оснащение предлагаемого устройства на выходе из канала 3 запорным устройством, например угловым вентилем, краном или другим (на фигурах не показано). Линия сбора 4 присоединяется к трубопроводу системы сбора продукции (на фигурах не показан).Since the research channel 3 in the working position of the sleeve 8 is constantly in communication with the annular space 13, it is assumed that the proposed device at the outlet of the channel 3 is equipped with a locking device, for example, an angle valve, crane or other (not shown in the figures). Collection line 4 is connected to the pipeline of the product collection system (not shown in the figures).

После включения установки для добычи скважинной среды, например УСШН, добываемая скважинная среда (сплошные стрелки (фиг. 3) из колонны труб 6 (фиг. 1) через продольный канал 12 трубодержателя 5, продольный канал 25 и канал 10 (фиг. 3) втулки 8, канал 24 трубодержателя 5 и линию сбора 4 корпуса 1 поступает в наземный трубопровод системы сбора продукции (на фигурах не показан). Канал 24 трубодержателя 5, канал 10 втулки 8 и линия сбора 4 корпуса 1 сообщены - это рабочее положение втулки 8.After turning on the installation for producing a borehole medium, for example, USHN, the produced borehole medium (solid arrows (Fig. 3) from the pipe string 6 (Fig. 1) through the longitudinal channel 12 of the pipe holder 5, the longitudinal channel 25 and channel 10 (Fig. 3) of the sleeve 8, channel 24 of the pipe holder 5 and the collection line 4 of the housing 1 enters the ground pipe of the product collection system (not shown in the figures) Channel 24 of the pipe holder 5, channel 10 of the sleeve 8 and the collection line 4 of the housing 1 are communicated - this is the working position of the sleeve 8.

При проведении технологических операций, например при необходимости сброса давления в трубной головке, промывках скважины и других операциях, втулка 8 (фиг. 1) поворотом с помощью узла поворота 11 переводится в положение, как показано на фиг. 2, при котором сообщаются линия сбора 4 и скважинное пространство 13 (фиг. 1) через канал 24 (фиг. 2) трубодержателя 5, каналы 9, 25, 10 втулки 8, канал 23 трубодержателя 5 и канал 28, что позволяет сбросить давление (сплошные стрелки) внутри трубной головки в скважинное пространство 13 (фиг. 1) или создать циркуляцию при промывках.When carrying out technological operations, for example, when it is necessary to relieve pressure in the pipe head, flushing the well and other operations, the sleeve 8 (Fig. 1) is turned by turning using the turning unit 11 to the position as shown in Fig. 1. 2, in which the collection line 4 and the borehole space 13 (Fig. 1) communicate through the channel 24 (Fig. 2) of the pipe holder 5, channels 9, 25, 10 of the sleeve 8, channel 23 of the pipe holder 5 and channel 28, which allows pressure relief ( solid arrows) inside the tube head into the borehole space 13 (Fig. 1) or create a circulation during flushing.

Для герметичного перекрытия линии сбора 4 (фиг. 4) втулка 8 поворотом с помощью узла поворота 11 (фиг. 1) переводится в положение, при котором скважинная продукция не поступает в линию сбора 4 (фиг. 4) или продукция, находящаяся в трубопроводе системы сбора продукции (на фигурах не показан), соответственно и в линии сбора 4, не поступает в продольный канал 25 втулки 8 и далее в скважину.For tight overlapping of the collection line 4 (Fig. 4), the sleeve 8 is rotated using the rotation unit 11 (Fig. 1) to the position in which the well products do not enter the collection line 4 (Fig. 4) or products located in the system pipeline product collection (not shown in the figures), respectively, and in the collection line 4, does not enter the longitudinal channel 25 of the sleeve 8 and further into the well.

Предложенное техническое решение позволяет обойтись одним запорным устройством вместо трех, как на типовой арматуре для УСШН в ПАО «Татнефть» АУ 140×50, за счет применения поворотной втулки 8, выполняющей функции двух запорных устройств. При этом исключаются два отвода, соответственно необходимость изготовления отверстий и деталей для обвязки отводов (патрубков, быстроразъемных соединений, угловых отводов и др.) и фланцевого соединения, более рационально используется металл в конструкции деталей, что позволяет существенно снизить металлоемкость арматуры (до 65%) по сравнению с АУ 140×50.The proposed technical solution makes it possible to dispense with one locking device instead of three, as with typical valves for USHN in PJSC TATNEFT AU 140 × 50, due to the use of a rotary sleeve 8, which functions as two locking devices. This eliminates two outlets, respectively, the need to manufacture holes and parts for tying outlets (nozzles, quick couplings, elbows, etc.) and flange joints, metal is used more rationally in the construction of parts, which can significantly reduce the metal consumption of valves (up to 65%) compared with the AC 140 × 50.

Все детали трубной головки цилиндрической формы, что позволяет их изготавливать точением с минимальным объемом фрезерных работ.All details of the tube head are cylindrical in shape, which allows them to be manufactured by turning with a minimum amount of milling work.

Перечисленное позволяет снизить стоимость арматуры в итоге примерно на 30%.The above allows to reduce the cost of reinforcement in the end by about 30%.

Расположение боковых отводов корпуса на одном уровне по высоте позволяет снизить высоту расположения устьевого сальника на устье скважины по сравнению с аналогом АШК 50×14 ориентировочно на 170 мм, соответственно на эту величину уменьшается высота арматуры, что наряду с облегчением обслуживания устьевой арматуры приводит к существенному сокращению затрат на монтаж привода УСШН за счет уменьшения высоты отсыпки под плиту привода.The location of the lateral branch pipes of the housing at the same height level allows to reduce the height of the wellhead stuffing box at the wellhead compared to the analogue AShK 50 × 14 by approximately 170 mm, respectively, the height of the valve decreases by this value, which, along with facilitating maintenance of the wellhead valve, leads to a significant reduction the cost of installing the USHN drive by reducing the dump height under the drive plate.

В предлагаемом устройстве возможно конструктивно добиться равенства поперечных сечений технологических каналов 3, 23 (фиг. 2-4) и 28, позволяющих с минимальными гидравлическими потерями проводить промывку скважинного оборудования в замкнутом цикле, что практически невозможно осуществить в аналоге АШК 50×14, за счет этого расширяются эксплуатационные возможности.In the proposed device, it is possible to constructively achieve the equality of the cross sections of the technological channels 3, 23 (Fig. 2-4) and 28, allowing with minimal hydraulic losses to flush the downhole equipment in a closed cycle, which is almost impossible to implement in the analogue of AShK 50 × 14, due to this is expanding operational capabilities.

Исключение отверстий и соединений в трубной головке, работающих под давлением, сокращает вероятность отказов устьевой арматуры в целом, поэтому повысится надежность ее работы.The exclusion of holes and connections in the pipe head operating under pressure reduces the likelihood of failure of the wellhead as a whole, therefore, the reliability of its operation will increase.

Благодаря использованию предлагаемого устройства снижаются материальные затраты за счет упрощения изготовления трубной головки, расширяются эксплуатационные возможности за счет применения в составе как УСШН, так и УВШН, повышается ее надежность за счет упрощения конструкции, сокращения количества соединений, работающих под давлением, при одновременном снижении металлоемкости и габаритных размеров.Thanks to the use of the proposed device, material costs are reduced due to the simplification of the manufacture of the tube head, the operational capabilities are expanded due to the use of both USSHN and UVSHN, its reliability is increased due to the simplification of the design, reduction in the number of joints working under pressure, while reducing metal consumption and overall dimensions.

Claims (1)

Трубная головка, включающая корпус со ступенчатым осевым каналом, боковыми исследовательским каналом и линией сбора, трубодержатель, установленный в осевом канале корпуса, для подвески лифтовой колонны, крышку, втулку с радиальными каналами, узел поворота, причем трубодержатель и втулка установлены в корпусе так, что линия сбора корпуса при определенном повороте втулки выполнена с возможностью сообщения через радиальные каналы втулки с продольным каналом трубодержателя, а исследовательский канал корпуса выполнен с возможностью сообщения со скважинным пространством снаружи трубодержателя, причем снизу трубодержателя выполнены выступы или пазы, взаимодействующие с соответствующими внутренними пазами или выступами корпуса для исключения поворота, отличающаяся тем, что втулка установлена в продольный канал трубодержателя с возможностью поворота при помощи узла поворота, расположенного сверху втулки и выше крышки, а исследовательский канал и линия сбора размещены на одном уровне перпендикулярно оси корпуса под углом по его периметру, позволяющим обеспечить сообщение с каналами трубодержателя так, чтобы при повороте втулки каналы последовательно и поочередно или вместе открывались и герметично закрывались для сообщения с продольным каналом втулки.A tube head including a housing with a stepped axial channel, a lateral research channel and a collection line, a pipe holder installed in the axial channel of the housing for suspension of the lift column, a cover, a sleeve with radial channels, a rotation unit, and the pipe holder and sleeve are installed in the housing so that the case collection line for a certain rotation of the sleeve is made with the possibility of communication through the radial channels of the sleeve with the longitudinal channel of the pipe holder, and the research channel of the case is made with with a borehole space outside of the pipe holder, and projections or grooves are made below the pipe holder, interacting with the corresponding internal grooves or body protrusions to prevent rotation, characterized in that the sleeve is mounted in the longitudinal channel of the pipe holder with the possibility of rotation using a rotation unit located above the sleeve and above lids, and the research channel and the collection line are placed at the same level perpendicular to the axis of the housing at an angle around its perimeter, allowing for communication with the channels of the pipe holder so that when the sleeve is rotated, the channels are sequentially and alternately or together opened and hermetically closed for communication with the longitudinal channel of the sleeve.
RU2016152386A 2016-12-28 2016-12-28 Pipe head RU2650000C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152386A RU2650000C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Pipe head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152386A RU2650000C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Pipe head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2650000C1 true RU2650000C1 (en) 2018-04-06

Family

ID=61867592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016152386A RU2650000C1 (en) 2016-12-28 2016-12-28 Pipe head

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650000C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111335843A (en) * 2020-02-09 2020-06-26 成都佳广知科技有限公司 Free-moving cock device in natural gas well

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU929812A1 (en) * 1975-01-30 1982-05-23 Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Гипроморнефть" Министерства Нефтяной Промышленности Ссср Monoblock fitting unit for gushing well
SU1352039A1 (en) * 1986-06-09 1987-11-15 Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения Wellhead equipment
RU2117749C1 (en) * 1997-10-09 1998-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Подземнефтегазсервис" Tubular head
RU2159842C2 (en) * 1996-07-25 2000-11-27 Абрамов Александр Федорович Fittings of well-head
RU2170328C1 (en) * 2000-11-29 2001-07-10 Тугушев Расим Шахимарданович Pipe head
US7213609B2 (en) * 2004-12-15 2007-05-08 Refraction Technologies Corporation Control system for high pressure oil wells
RU2598490C2 (en) * 2014-12-15 2016-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" Well multi-way switch

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU929812A1 (en) * 1975-01-30 1982-05-23 Научно-Исследовательский И Проектный Институт "Гипроморнефть" Министерства Нефтяной Промышленности Ссср Monoblock fitting unit for gushing well
SU1352039A1 (en) * 1986-06-09 1987-11-15 Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения Wellhead equipment
RU2159842C2 (en) * 1996-07-25 2000-11-27 Абрамов Александр Федорович Fittings of well-head
RU2117749C1 (en) * 1997-10-09 1998-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Подземнефтегазсервис" Tubular head
RU2170328C1 (en) * 2000-11-29 2001-07-10 Тугушев Расим Шахимарданович Pipe head
US7213609B2 (en) * 2004-12-15 2007-05-08 Refraction Technologies Corporation Control system for high pressure oil wells
RU2598490C2 (en) * 2014-12-15 2016-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" Well multi-way switch

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111335843A (en) * 2020-02-09 2020-06-26 成都佳广知科技有限公司 Free-moving cock device in natural gas well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE44520E1 (en) Tubing hanger with annulus bore
US6702013B2 (en) Multiport gate valve assembly for flow completion system
US6883614B2 (en) Modular actuator system for valves and chokes
US20150247384A1 (en) Chemical injection system
CA3099246A1 (en) Iris valve type well annular pressure control device and method
EA025087B1 (en) Valve system
RU2534690C1 (en) Universal wellhead packer
RU2650000C1 (en) Pipe head
US11193349B1 (en) Dual path control fitting
RU2637681C1 (en) Tube head
RU2562623C1 (en) Continuous washing swivel
US4534715A (en) Traveling valve assembly
US4461353A (en) Well safety valve
USRE32343E (en) Well safety valve
RU2638062C1 (en) Dual bore wellhead equipment (variants)
US6364633B1 (en) Internally ported hydraulically actuated down-hole pump
CN206636537U (en) Well head backward flowing preventing device
RU2321726C1 (en) Casing pipe cementing collar
RU2566353C1 (en) Hydraulically-operated shutoff valve of cartridge type
RU54083U1 (en) DOUBLE PREVENTOR WITH HYDRAULIC AND MANUAL DRIVE PPSG "GARANT-COMBI" (OPTIONS)
RU2685360C1 (en) Mechanical valve
RU2726656C1 (en) Shutoff hydraulic-controlled device for sealing of flow well mouth
RU2791830C1 (en) Preventer with a coil and method of its installation on the wellhead fitting mounting flange
RU2684261C1 (en) Wellhead rotary sealer
RU2724711C1 (en) Blow out preventor for wells with inclined mouth