Установка для наведения боковой задвижки на крестовину фонтанной арматуры под струей

Установка для наведения боковой задвижки на крестовину фонтанной арматуры под струей

Реферат

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для ликвидации аварий на нефтяных и газовых скважинах. Установка содержит устройство крепления установки на крестовину фонтанной арматуры и механизм поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины. Устройство крепления установки на крестовину фонтанной арматуры выполнено в виде плиты и снабжено цепными хомутами. Плита снабжена шарнирными проушинами и жестко закрепленными на ней шарнирными пальцами. Механизм поворота боковой задвижки выполнен в виде переходной катушки и двух пар рычагов. Пары рычагов расположены симметрично относительно плоскости поворота, имеют общую ось вращения и соединены вертикальными стойками. Стойки имеют винтовое соединение, снабженное редуктором и приводом от гидромотора. Переходная катушка снабжена шарнирными пальцами и шарнирной проушиной. Рычаги попарно соединены с шарнирными пальцами плиты и с шарнирными пальцами переходной катушки с возможностью вращения относительно осей пальцев. Шарнирные пальцы катушки размещены в пазах рычагов с возможностью перемещения. Изобретение позволяет усовершенствовать установку. 7 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для ликвидации аварий на нефтяных и газовых скважинах.

Известна установка для наведения боковой задвижки на крестовину фонтанной арматуры под струей, содержащая устройство крепления установки на крестовину фонтанной арматуры и механизм поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины (см. а.с. N 1469100, 1989 г.) - прототип.

Известное устройство имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что привод, при помощи которого происходит поворот задвижки и прижатие ее к стыковочному фланцу крестовины фонтанной арматуры (далее КФА), применяется гидравлический в виде гидроцилиндров, работающих от гидростанции, и в случае отказа одного из элементов привода в момент установки шпилек для окончательного докрепления фланцевого соединения, которое производят вручную, возможна разгерметизация стыка и даже поворот устройства на шарнире от воздействия струи флюида, что опасно для оперативного состава и недопустимо по технике безопасности.

Предлагаемое устройство снабжено механизмом поворота и зажима от винтового привода, который благодаря самоторможению в резьбе фиксирует герметизирующее фланцевое соединение даже в случае отказа в гидравлической системе.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для наведения боковой задвижки на крестовину фонтанной арматуры под струей, в которой за счет изменения конструкции устройства крепления установки на крестовину фонтанной арматуры и механизма поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины, обеспечивается механическая фиксация задвижки на крестовине фонтанной арматуры.

Поставленная задача решается за счет того, что в установке для наведения боковой задвижки на крестовину фонтанной арматуры под струей, содержащей устройство крепления установки на крестовину фонтанной арматуры и механизм поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины, новым является то, что устройство крепления установки на крестовину фонтанной арматуры выполнено в виде плиты, которая снабжена шарнирными проушинами и жестко закрепленными на ней шарнирными пальцами, и снабжено цепными хомутами, механизм поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины, выполнен в виде переходной катушки и двух пар рычагов, которые расположены симметрично относительно плоскости поворота и имеют общую ось вращения, пары рычагов соединены вертикальными стойками, стойки снабжены резьбовыми отверстиями и винтом, образующими винтовое соединение, которое снабжено редуктором и приводом от гидромотора, переходная катушка снабжена шарнирными пальцами, жестко закрепленными на ней симметрично относительно плоскости поворота задвижки, и шарнирной проушиной, жестко закрепленной на ее фланце, рычаги попарно соединены с шарнирными пальцами плиты и с шарнирными пальцами переходной катушки с возможностью вращения относительно осей пальцев, на плечах рычагов, соединенных с шарнирными пальцами катушки, выполнены пазы, шарнирные пальцы катушки размещены в пазах рычагов с возможностью перемещения пальцев в пазах.

Устройство крепления установки на КФА в виде плиты с шарнирными проушинами и шарнирными пальцами и цепными хомутами обеспечивает жесткое крепление установки на КФА и ориентирование устройства по шпилечным отверстиям КФА, что служит для попадания уплотнительного кольца устройства в кольцевую канавку КФА и герметизации фланцевого соединения.

Шарнирные проушины обеспечивают соединение устройства крепления установки с механизмом поворота боковой задвижки. Шарнирные пальцы плиты и переходной катушки обеспечивают крепление механизма поворота устройства и передачу усилия от винтового привода на уплотнительные элементы герметизируемого фланцевого соединения.

Пары рычагов служат для передачи усилия и крепления винтового привода.

Резьбовые отверстия в стойках, винт, редуктор и гидромотор, являющиеся винтовым приводом механизма поворота боковой задвижки, обеспечивают перемещение пар рычагов относительно их общей оси вращения и поворот боковой задвижки относительно оси шарнирного соединения переходной катушки и плиты, а также обеспечивают создание необходимого давления на уплотнительные элементы герметизируемого фланцевого соединения и сохранения давления в случае отказа в системе гидропривода.

Пазы в плечах рычагов, соединенных с шарнирными пальцами катушки, обеспечивают возможность осуществления поворота боковой задвижки на необходимый угол в исходном положении.

На фиг. 1 изображено КФА с рабочими боковыми задвижками фонтанной арматуры и плитой 5, закрепленной на КФА при помощи цепных хомутов 8.

На фиг. 2 показан вид А на КФА с закрепленной на ней плитой 5 при помощи цепных хомутов. Шпилечные отверстия 25 плиты 5 совмещены со шпилечными резьбовыми отверстиями КФА.

На фиг. 3 показано исходное положение установки, закрепленной на КФА.

На фиг. 4 показано конечное положение установки. Фланцевое соединение загерметизировано.

На фиг. 5 показано сечение Б-Б, на котором изображена плита 5, закрепленная на КФА при помощи цепных хомутов 8.

На фиг. 6 показано сечение В-В, на котором изображено винтовое соединение.

На фиг. 7 показано сечение Г-Г, на котором изображена общая ось вращения 12.

Установка для наведения боковой задвижки 1 на КФА 2 под струей содержит устройство 3 крепления установки на КФА 2 и механизм 4 поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины.

Устройство 3 крепления установки на КФА 2 выполнено в виде плиты 5, имеющей шарнирные проушины 6 и жестко закрепленные на плите 5 шарнирные пальцы 7. Плита 5 снабжена цепными хомутами 8 для крепления ее к КФА 2. Механизм 4 поворота боковой задвижки 1 в плоскости, перпендикулярной оси скважины, выполнен в виде переходной катушки 9 и двух пар рычагов 10 и 11, которые расположены симметрично относительно плоскости поворота задвижки 1 и имеют общую ось вращения 12.

Пары рычагов 10 и 11 соединены стойками 13 и 14, которые снабжены резьбовыми отверстиями 15 и 16 соответственно с левой и правой резьбой и сопряженным с ними винтом 17, образующими винтовое соединение.

Винтовое соединение снабжено редуктором 18 и приводом от гидромотора 19, которые размещены на винте 17. Переходная катушка 9 снабжена шарнирными пальцами 20, жестко закрепленными на ней симметрично относительно плоскости поворота задвижки 1 и шарнирной проушиной 21, жестко закрепленной на ее фланце. Рычаги 10 и 11 попарно соединены с шарнирными пальцами 7 плиты 5 и шарнирными пальцами 20 переходной катушки 9 с возможностью вращения относительно осей пальцев. На плечах рычагов 10, соединенных с шарнирными пальцами 20 переходной катушки 9, выполнены пазы 22, в которых размещены с возможностью перемещения шарнирные пальцы 7 переходной катушки 9. На плечах пары рычагов 11 расположены пазы 23 с пружинными фиксаторами 24. Плита 5 имеет сквозные шпилечные отверстия 26. Переходная катушка 9 снабжена металлическим уплотнительным кольцом 26. В шарнирных проушинах 6 плиты 5 установлена проушина 21, которая жестко закреплена на фланце переходной катушки 9. В отверстиях проушин 6 и 21 размещен шарнирный палец 27.

Установка работает следующим образом. На КФА 2 со струей фонтанирующего флюида из бокового отверстия КФА 2 устанавливается плита 5 устройства 3 крепления установки таким образом, чтобы шпилечные отверстия 24 плиты 5 и шпилечные резьбовые отверстия, имеющиеся на КФА 2, совпали.

При помощи цепных хомутов 8 осуществляется крепление и силовая затяжка плиты 5 на КФА 2. При помощи грузоподъемного механизма к КФА 2 подается задвижка 1, соединенная с переходной катушкой 9 и с установленным на шарнирных пальцах 20 механизмом 4 поворота боковой задвижки 1. Пара рычагов 11 устанавливается на шарнирных пальцах 7 в пазах 23 и фиксируется в радиальном направлении шарнирных пальцев 7 посредством пружинных фиксаторов 24. После совмещения отверстий шарнирных проушин 6 и проушины 21 в них устанавливается шарнирный палец 27. Монтаж установки на КФА 2 заканчивается подсоединением к гидромотору 19 магистральных гидравлических линий, проложенных к насосной станции. При создании давления рабочей жидкости в гидравлической линии крутящий момент, создаваемый на валу гидромотора 19, передается на редуктор 18, соединенный с винтом 17, обеспечивая вращение последнего. Поскольку винт 17 сопрягается с резьбовыми отверстиями 15 и 16, соответственно с левой и правой резьбой, которые выполнены в стойках 13 и 14, соединяющих пары рычагов 10 и 11, вращение винта 17 вызовет перемещение плеч пар рычагов 10 и 11 навстречу по радиусу с центром в общей оси вращения 12. Шарнирные пальцы 20, перемещаясь поступательно в пазах 22 пар рычагов 10, описывают траекторию по радиусу, имеющему центр в оси шарнирного пальца 27. Поскольку шарнирные пальцы 20 имеют жесткую связь с переходной катушкой 9, последняя вместе с задвижкой 1, вращаясь вокруг оси шарнирного пальца 27, перемещается до упора уплотнительного кольца 26 в корпус КФА 2. Благодаря предварительной установке плиты 5 по шпилечным резьбовым отверстиям КФА 2 уплотнительное кольцо 26, центр которого совпадает с центром делительной окружности шпилечных отверстий 25 плиты 5, совмещается с уплотнительной канавкой, имеющейся на КФА 2. На шарнирные пальцы 20, переместившиеся в пазах 22 пар рычагов 10, и на шарнирные пальцы 7 действует сила, пропорциональная усилию в винтовом соединении, что и обеспечивает необходимый прижим уплотнительного кольца 26 для предварительной герметизации фланцевого соединения. Условие самоторможения обеспечивает определенную степень безопасности при установке шпилек и окончательном закреплении фланцевого соединения.

Проушина 21 жестко закреплена на фланце переходной катушки 9 при помощи электродуговой сварки в процессе изготовления изделия. Окончательное закрепление фланцевого соединения происходит следующим образом: в отверстия фланца переходной катушки 9 вставляются шпильки и вворачиваются в резьбовые отверстия стыковочного фланца КФА, после чего фланец переходной катушки 9 окончательно прижимается к стыковочному фланцу КФА при помощи гаек.

В дальнейшем происходят известные технологические операции по задавке скважины и демонтаж установки, который производится в условиях отсутствия газа в скважине.

Формула изобретения

Установка для наведения боковой задвижки на крестовину фонтанной арматуры под струей, содержащая устройство крепления установки на крестовину фонтанной арматуры и механизм поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины, отличающаяся тем, что устройство крепления установки на крестовину фонтанной арматуры выполнено в виде плиты, которая снабжена шарнирными проушинами и жестко закрепленными на ней шарнирными пальцами, и снабжено цепными хомутами, механизм поворота боковой задвижки в плоскости, перпендикулярной оси скважины, выполнен в виде переходной катушки и двух пар рычагом, которые расположены симметрично относительно плоскости поворота и имеют общую ось вращения, пары рычагов соединены вертикальными стойками, стойки снабжены резьбовыми отверстиями и винтом, образующими винтовое соединение, которое снабжено редуктором и приводом от гидромотора, переходная катушка снабжена шарнирными пальцами, жестко закрепленными на ней симметрично относительно плоскости поворота задвижки, и шарнирной проушиной, жестко закрепленной на ее фланце, рычаги попарно соединены с шарнирными пальцами плиты и с шарнирными пальцами переходной катушки с возможностью вращения относительно осей пальцев, на плечах рычагов, соединенных с шарнирными пальцами катушки, выполнены пазы, шарнирные пальцы катушки размещены в пазах рычагов с возможностью перемещения пальцев в пазах.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7