Плашка превентора

Плашка превентора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для герметизации устья при казенном и подводном бурении. Цель изобретения - повышение долговечности уплотнения за счет уменьшения самоподжима плашек (П) 3 и снижение трудоемкости обслуживания путем самовосстановления уплотняющей поверхности П 3. В корпусе 1 П 3 имеется паз, в котором размещено уплотнение с боковыми поверхностями под паз. В вертикальном сечении паз имеет вид трапеции , большее основание которой обращено к уплотняющей поверхности П 3. При перемещении П 3 к центру скважины уплотнения 4 своими выступающими передними поверхностями касаются друг друга и затем сжимаются. В результате этого происходит перекрытие трубного пространства. 7 ил. € СО СО СЛ 05 --sj со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) (51)4 Е 21 В 33/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3902771/22-03 (22) 29.05.85 (46) 07.09.87. Бюл. 33 (71) Волгоградский завод буровой техники (72) В.И.Пындак, В.И.Удовиченко и В.С.Шелкова (53) 622.243.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 274762, кл. E 21 В 33/02, 1967.

Патент США Р 4447038, кл. Е 21 В 33/06, 1984. (54) ПЛАШКА ПРЕВЕНТОРА (57) Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для герметизации устья при казенном и подводном бурении. Цель изобретения — повышение долговечности уплотнения за счет уменьшения самоподжима плашек (П) 3 и снижение трудоемкости обслуживания путем самовосстановления уплотняющей поверхности

П 3. В корпусе 1 П 3 имеется паз, в котором размещено уплотнение с боковыми поверхностями под паз. В вертикальном сечении паз имеет вид трапеции, большее основание которой обращено к уплотняюшей поверхности П 3.

При перемещении П 3 к центру скважины уплотнения 4 своими выступаюшими передними поверхностями касаются друг друга и затем сжимаются. В результате этого происходит перекрытие трубного

М пространства. 7 ил.

1 13356

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию и предназначено для герметизации устья при наземном и подводном бурении, 5

Цель изобретения — повьш ение долговечности уплотнения за счет уменьшения самоподжима плашек и снижение трудоемкости обслуживания путем само. восстановления уплотняющей поверхнос- 10 ти плашки.

На фиг. 1 изображен превентор с плашкой, общий вид; на фиг. 2 — узел

I на фиг. 1, плашки глухие с арматурой; на фиг, 3 — то же, плашки трубные с арматурой (труба подвешена); на фиг. 4 — то же, плашка глухая без арматуры; на фиг. 5 — вид А на фиг. 4; на фиг. 6 — момент касания плашек, момент поджатия резины на примере глухой плашки; на фиг„ 7 — трубная плашка без арматуры после герметизации (труба вытолкнута давлением).

Превентор, который содержит плашки, состоит из корпуса 1 с пазом

25 (фиг. 1), гидропривода 2, плашек 3 с пазами и уплотнениями 4 (фиг. 2) в них. Уплотнение 4 может иметь арматуру 5 в верхней и нижней части (фиг. 2, 3). Трубная плашка своим 30 уплотнением 4 взаимодействует с бурильной трубой 6, имеющей замковую часть 7. Верхняя А (фиг. 4) и нижняя

Б поверхности уплотнения 4 наклонены к направлению перемещения под углом о . Центральная часть уплотнения состоит из передней В и тыльной Г поверхностей. Между поверхностями А, Б и В имеются сопрягающие поверхности Д. Плашка 3 имеет верхний 8 и ниж- 40 ний 9 бурты, расположенные соответственно над и под уплотнением 4.

Верхний бурт 8 имеет размеры (фиг. 6)

Н и Ь по высоте и L в длину по ходу плашки, определяющие прочность бурта.

Величина неуравновешенной площадки (фиг. 5) ограничена размерами E и 12.

Усилие подвески колонны бурильных труб составляет Р, (фиг. 3), а выталкивающая сила при наличии давления в скважине Р (фиг. 7). Приняты также следующие обозначения: ось 00-центр скважины, Ж вЂ” высота уплотнения 4 в передней части, И вЂ” высота уплотнения 4 в тыльной части (фиг. 6).

Плашка работает следующим образом.

При закрытии превентора гидроприводами 2 плашки 3 перемещаются относительно корпуса 1 к центру скважи73 2 ны 00. Уплотнения 4 плашек 3 своими выступающими передними- поверхностями В касаются друг друга (фиг. 2, 3, 6 и 7), после чего происходит сжатие (упругая деформация) уплотнений 4 под действием. усилия гидропривода 2.

Материал уплотнений 4, например резина, находится под удельным давлением (обычно герметичности можно добиться только тогда, когда удельное давление в уплотнении больше давления в скважине в 1,2-1,3 раза), которое передается на верхний 8 и нижний 9 бурты. Эта распределенная изгибающая нагрузка действует на бурты 8 и 9 °

По условиям прочности максимальный изгибающий момент действует на бурты

8 и 9 на плече L и чем ближе к оси

00, тем изгибающий момент уменьшается (зависимость носит линейный характер) . Угол Ы, выбранный, исходя из этой зависимости, обеспечивает равнопрочность буртов 8 и 9 по всей дли» не L. При этом за счет угла ы разница размеров Ж и И обеспечивает большой объем уплотнений 4, а значит при усилии закрытия, выбираемом по усилию о гкрытия (открыть превентор под давлением скважины труднее, чем закрыть), резина уплотнений 4 находится под небольшим удельным давлением (примерно 1,5-1,6 от расчетного давления в скважине) и, следовательно, не пережимается (в других превенторах резина пережимается под действием гидропривода до удельного давления больше скважинного в 6-8 раз). При наличии давления в скважине плашки поджимаются одна к другой за счет действия неуравновешенной площадки (Ех Ь) . Это объясняется следующим.

При перемещении плашек из открытого положения в закрытое (до момента герметизации) на плашки во всех направлениях действует скважинное давление (Р „ ). Плашки при этом уравновешены, нет силы, действующей на плашки и способствующей или препятствующей их перемещению. С момента герметизации, когда плашки касаются трубы и одна другой, схема действия сил изменяется. Над плашками находится полость низкого а.тмосферного давления, которое действует на площадь от верхнего края плашки до уплотне— ния труба-плашка. Давление скважины действует на нижний участок передней части плашки до уплотнения и на уп13 лотнение. В тыпьной части плашки давление действует на высоту до верхнего торца уплотнения плашка-корпус (рассматривают только горизонтальные силы) .

3а счет такой неуравновешенности сил, действующих на плашку, появляется сила, поджимающая плашки к трубе и одна к другой. Плашки как бы прилипают одна. к другой, Чем меньше высота верхнего бурта над уплотнением, тем меньше поджимающая сила (тем легче открывается превентор при давлении в скважине), тем меньше деформации и напряжения в уплотнении. К закрывающему усилию гидроприводов добавляется поджимающее усилие скважины. Величина этого усилия, зависящая от высоты h (в других превенторах зависит .от высоты Н), незначительна и суммарное удельное давление в резине уплотнений составляет примерно 1,8-2 скважинного давления, в то время как в других превенторах оно в 10-15 раз больше скважинного давления.

При отсутствии в уплотнениях 4 арматуры 5 (фиг. 4, 6 и 7) поверхности А, Б и Г являются уплотняющими (в известных превенторах только Г) и обеспечивает хороший контакт и герметичность. В уплотнениях 4 с арматурой 5, которая предохраняет резину от выдавливания в зазоры между плашками при давлении в скважине, дополнительно происходит следующий процесс. При переносе резины на поверхности В (особенно в трубных плашках) бурильная труба 6 касается арматуры 5 и толкает ее от оси 00, при этом резина перемещается вместе с арматурой со стороны поверхности В и Д (большой объем) в сторону поверхности 6 (меньший объем), создавая большие удельные давления в центральной тыльной части уплотнений (близ по35673

4 верхности Г), которые перераспределяются в переднюю центральную часть (близ поверхности В) и компенсируют износ резины за счет объемов (близ

5 поверхностей ДД), образовавшихся наклонными поверхностями (угол < ) А и Б.

Перетекание резины с тыльной части в переднюю показано стрелками (фиг.

2и 3).

На плашках 3, которые служат для удержания веса колонны бурильных труб (фиг. 3) и выталкивающей силы при скважинном давлении (фиг. 7) (обычно это все трубные плашки) бурты 8 и 9 воспринимают нагрузку от замка 7 бурильной трубы 6. При этом изгибающий момент распределяется аналогично описанному на плече Ь, а угол выбран также из условия равнопрочносчи всех сечений буртов на плече L Как правило для трубных плашек нагрузки P (подвеска) и P (выталкивающая) являются определяю25 щими для расчета на прочность, но также угол о обеспечивает большой объем резины уплотнения 4 и малую неуравновешенную площадку (угол с6 поверхности А), а значит небольшое удельное давление в уплотнениях 4.

Формула из об ре те ния

Плашка превентора, включающая кор35 пус с пазом и размещенное в пазе корпуса уплотнение с боковыми поверхностями под паз корпуса, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения долговечности уплотнения за счет

4О уменьшения самоподжима плашек и снижения трудоемкости обслуживания путем сомовосстановления уплотняющей поверхности плашки, паз в плашке под уплотнение в вертикальном сечении имеет

45 вид трапеции, большее основание которой обращено к уплотняющей поверхности плашки.

1335673

1335673

1335673

Составитель В. Гирин

Техред В.Кадар Корректор А. Тяско

Редактор М. Бланар

Закаэ 4027/28, Тираж 532 Подписное

ВЕИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Проиэподствен;- о-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4