Герметизатор устья скважины и вставка для восприятия реактивного момента ведущей трубы и передачи его на основание устья скважины с одновременной герметизацией устья скважины

Герметизатор устья скважин состоит из основания и установленной в его осевом канале вставки. На корпус вставки навинчена гайка с проходным отверстием под ведущую трубу. Внутри корпуса вставки расположен герметизирующий блок, который образован основанием, прижимом и размещенной между ними уплотнительной манжетой. Все элементы блока скрепляют стяжками. Каждый из указанных элементов (опору, прижим и уплотнительную манжету) выполняют разъемным в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата квадратного отверстия, выполненного в этом элементе. Элементы герметизирующего блока устанавливают вокруг ведущей трубы с прилеганием к ее граням, соединяя их стяжками. Полученный блок помещают в корпус, через который предварительно была пропущена труба, и навинчивают гайку на резьбовой участок корпуса. Вращением гаек на стяжках обеспечивают поджатие уплотнительной манжеты. 2 н.з. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к устьевому оборудованию, которое используется при проведении работ на нефтяных и газовых скважинах. Конкретно заявляемая полезная модель относится к конструкции герметизатора устья скважины и входящей в его комплект вставки, предназначенных для восприятия, с передачей на основание герметизатора, реактивного момента ведущей трубы с одновременной герметизацией устья скважин в процессе их ремонта.

Известен герметизатор устья скважины, содержащий полый цилиндрический корпус со сквозным каналом для пропуска труб, с уплотнительным элементом (SU 1810485, 1993 г.). Известное устройство не обеспечивает возможность герметизации ведущей трубы квадратного сечения.

Ближайшим аналогом к заявляемой группе полезных моделей является герметизатор устья скважины, содержащий основание со сквозным осевым каналом, снабженным верхним и нижним фланцами, вставку для герметизации ведущей трубы квадратного сечения, установленную в осевом канале основания, ползуны для фиксации вставки в основании, расположенные с возможностью перемещения в радиальных каналах, выполненных в корпусе основания, и средства перемещения ползунов в радиальных каналах. Вставка содержит корпус, выполненный по форме тела вращения и имеющий на наружной боковой поверхности кольцевую канавку для захода ползунов при фиксации вставки в основании, центральный ствол со сквозным осевым каналом для прохода трубы, установленный внутри корпуса с возможностью вращения относительно корпуса, уплотнительную

манжету с центральным отверстием квадратной формы по форме трубы, заглубленную в ствол со стороны его верхнего торца и опирающуюся на верхний торец ствола, и шайбу с центральным отверстием квадратной формы по форме трубы, установленную со стороны верхнего торца вставки и закрепленную на стволе при помощи разъемного соединения. Центральный ствол имеет верхний фланец, опирающийся на торец корпуса вставки. Шайба выполнена разъемной в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата квадратного отверстия, с образованием двух половин и крепится к верхнему фланцу ствола через зажатый между ними фланец уплотнительной манжеты (RU 2142552 С1, 1999 г.). Особенности выполнения используемой в известном герметизаторе вставки таковы, что установка ее на ведущей трубе квадратного сечения и съем с ведущей трубы осуществляются путем протаскивания вставки вдоль поверхности трубы. В результате значительно усложняется процесс установки вставки на ведущей трубе и процесс замены вставки с одним типоразмером осевого отверстия квадратного сечения на вставку с другим типоразмером этого отверстия, а также происходит нежелательный преждевременный износ вставки при ее перемещении вдоль трубы.

Предлагаемая группа полезных моделей направлена на решение задачи по созданию конструкции, предназначенной для восприятия, с передачей на основание герметизатора, реактивного момента ведущей трубы квадратного сечения с одновременной герметизацией устья скважин в процессе их ремонта.

Технический результат, который достигается при использовании предлагаемой группы полезных моделей, заключается в повышении надежности и срока службы герметизатора и вставки, в упрощении обслуживания заявляемого объекта, в упрощении монтажных работ, связанных с совмещением вставки с ведущей трубой и, как следствие, в повышении производительности труда при герметизации ведущей трубы квадратного сечения.

Для достижения указанного технического результата предлагается герметизатор устья скважины, который содержит основание со сквозным осевым каналом, имеющее верхний и нижний фланцы, вставку, установленную в осевом канале основания и предназначенную для восприятия, с передачей на основание, реактивного момента ведущей трубы квадратного сечения с одновременной герметизацией устья скважин в процессе их ремонта, и ползуны для фиксации вставки в основании, расположенные с возможностью перемещения в радиальных каналах, выполненных в верхнем фланце основания. Вставка содержит корпус, выполненный по форме тела вращения и имеющий на наружной боковой поверхности кольцевую канавку для захода ползунов при фиксации вставки в основании, а на верхней части этой поверхности - резьбовой участок, герметизирующий блок, выполненный с возможностью установки в корпусе с опорой при этом на имеющуюся на его внутренней поверхности ступень, и гайку в виде крышки с проходным отверстием, предназначенную для закрепления герметизирующего блока в корпусе и выполненную с возможностью навинчивания на резьбовой участок корпуса. Герметизирующий блок состоит из соосно расположенных и соединенных посредством стяжек опоры круглой формы, расположенного над опорой прижима круглой формы и размещенной между ними уплотнительной манжеты в форме цилиндра. Каждый из указанных элементов блока - опора, прижим и уплотнительная манжета - имеет центральное квадратное отверстие под ведущую трубу и отверстия под стяжки и выполнен разъемным в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата квадратного отверстия, с образованием двух половин. Для исключения проворачивания герметизирующего блока относительно корпуса на нижней поверхности опоры имеются выступы, а на внутренней поверхности корпуса пазы под эти выступы.

На боковой поверхности корпуса вставки на участке между нижним торцом вставки и кольцевой канавкой для захода ползунов выполнен кольцевой паз, в котором расположен кольцевой уплотнительный элемент.

Для перемещения ползунов в радиальных каналах верхнего фланца основания в нем предусмотрены связанные с ползунами рукоятки.

На наружной боковой поверхности прижима выполнена кольцевая ступень, на которую опирается гайка в навинченном на корпус состоянии.

В качестве второго объекта группы полезных моделей предлагается вставка, предназначенная для восприятия, с передачей на основание герметизатора, реактивного момента ведущей трубы квадратного сечения с одновременной герметизацией устья скважин в процессе их ремонта. Вставка содержит корпус, выполненный по форме тела вращения и имеющий на наружной боковой поверхности кольцевую канавку для захода ползунов при фиксации вставки в основании герметизатора, а на верхней части этой поверхности - резьбовой участок, герметизирующий блок, выполненный с возможностью установки в корпусе с опорой при этом на имеющуюся на его внутренней поверхности ступень, и гайку в виде крышки с проходным отверстием, предназначенную для закрепления герметизирующего блока в корпусе и выполненную с возможностью навинчивания на резьбовой участок корпуса. Герметизирующий блок содержит соосно расположенные и соединенные посредством стяжек опору круглой формы, расположенный над опорой прижим круглой формы и размещенную между ними уплотнительную манжету в форме цилиндра. Каждый из указанных элементов блока - опора, прижим и уплотнительная манжета - имеет центральное квадратное отверстие под ведущую трубу и отверстия под стяжки и выполнен разъемным в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата квадратного отверстия, с образованием двух половин. Для исключения проворачивания герметизирующего блока относительно корпуса на нижней поверхности опоры имеются выступы, а на внутренней поверхности корпуса пазы под эти выступы.

На боковой поверхности корпуса вставки на участке между нижним торцом вставки и кольцевой канавкой для захода ползунов выполнен кольцевой паз, в котором расположен кольцевой уплотнительный элемент.

На наружной боковой поверхности прижима выполнена кольцевая ступень, на которую опирается гайка в навинченном на корпус состоянии.

Выполнение в предлагаемой группе полезных моделей герметизирующего блока из соосно расположенных и соединенных посредством стяжек опоры круглой формы, уплотнительной манжеты в форме цилиндра и прижима круглой формы, каждый из которых имеет центральное квадратное отверстие под ведущую трубу и отверстия под стяжки и выполнен разъемным в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата квадратного отверстия, с образованием двух половин, позволяет легко и оперативно устанавливать вставку на ведущей трубе и снимать ее с трубы, не прибегая при этом к «протаскиванию» герметизирующего блока вдоль трубы. Выполнение на нижней поверхности опоры выступов, а на внутренней поверхности корпуса ответных пазов под эти выступы исключает возможность нежелательного проворачивания герметизирующего блока относительно корпуса.

Полезная модель поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен герметизатор, вид спереди с частичным разрезом;

на фиг.2 - общий вид вставки в разобранном состоянии;

на фиг.3 - общий вид герметизатора в аксонометрии, в разрезе.

Герметизатор устья скважины содержит основание 1 со сквозным осевым каналом 2 и вставку 3 для герметизации ведущей трубы квадратного сечения. Преимущественно корпус 4 основания 1 выполнен цилиндрическим. Канал 2 в основании 1 может быть выполнен цилиндрическим по всей своей длине или коническим, по меньшей мере, на части своей длины, как показано на фиг.1. При выполнении канала 2 коническим большее основание 5 конуса обращено наружу со стороны верхнего фланца.

Основание 1 имеет нижний фланец 6 и верхний фланец 7. В верхнем фланце 7 выполнены сквозные радиальные каналы 8, в которых расположены ползуны 9.

В сквозном осевом канале 2 основания 1 установлена вставка 3 для герметизации ведущей трубы квадратного сечения. Вставка 3 содержит корпус 10, выполненный по форме тела вращения. Наружная боковая поверхность корпуса 10 выполнена из условия обеспечения посадки корпуса в осевой канал 2 основания 1. На наружной поверхности корпуса 10 выполнена кольцевая канавка 11 для захода ползунов 9 при фиксации вставки 3 в основании 1. На верхней части корпуса 10 вставки 3 на его наружной поверхности имеется резьбовой участок 12.

В корпусе располагается герметизирующий блок, который включает в себя соосно расположенные: прижим 13, опору 14 и размещенную между прижимом и опорой уплотнительную манжету 15. Прижим, опора и уплотнительная манжета соединены в блок посредством четырех стяжек 16. На резьбовом конце каждой из стяжек надеты втулка 16а, гайка 17 и стопорное кольцо 18, предотвращающее отвинчивание гайки 17.

В прижиме 13, опоре 14 и уплотнительной манжете 15 выполнено центральное отверстие 19 квадратной формы. При совмещении этих элементов (13, 14 и 15) в герметизирующий блок их отверстия 19 образуют единый канал для прохода ведущей трубы квадратного сечения.

Прижим 13 имеет форму круглого диска и выполнен разъемным в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата центрального квадратного отверстия 19 прижима, с образованием двух одинаковых половин 20 и 21. В каждой половине 20, 21 выполнено по два сквозных отверстия 22, т.е. всего в прижиме 13 имеется четыре отверстия 22 под стяжки, причем центры этих отверстий лежат на одной окружности. На наружной боковой поверхности прижима выполнена кольцевая ступень 23.

Опора 14 имеет форму круглого диска и выполнена разъемной в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата

центрального квадратного отверстия 19 опоры, с образованием двух одинаковых половин 24 и 25. В каждой половине 24, 25 выполнено по два сквозных отверстия 26, т.е. всего в опоре 14 имеется четыре отверстия 26 под стяжки, причем центры этих отверстий лежат на одной окружности. На нижней поверхности опоры имеются выступы 27. Соответственно на внутренней поверхности корпуса 10 предусмотрены пазы под выступы 27.

Уплотнительная манжета 15 имеет форму цилиндра и выполнена разъемной в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата центрального квадратного отверстия 19 манжеты, с образованием двух одинаковых половин 28 и 29. В каждой половине 28, 29 выполнено по два сквозных отверстия 30, т.е. всего в манжете 15 имеется четыре отверстия 30 под стяжки, причем центры этих отверстий лежат на одной окружности. На нижней поверхности опоры имеются выступы 27.

На резьбовой участок 12 корпуса 10 навинчивается гайка 31 в виде крышки, имеющей проходное отверстие 32 под ведущую трубу. Гайка 31 обеспечивает закрепление герметизирующего блока в корпусе 10.

На боковой поверхности корпуса 10 на участке между нижним торцом 33 вставки и кольцевой канавкой 11 для захода ползунов 9 выполнен кольцевой паз 34, в котором расположен кольцевой уплотнительный элемент 35.

Для обеспечения перемещения ползунов 9 в радиальных каналах 8 верхнего фланца 7 основания 1 в герметизаторе предусмотрены связанные с ползунами рукоятки 36.

Использование герметизатора осуществляется следующим образом.

Основание 1 устанавливают на устье и посредством рукояток 36 разводят ползуны 9. Разбирают вставку на составные детали. Устанавливают корпус 10 вставки в осевой канал 2 основания 1 и закрепляют корпус 10 в основании 1 посредством ползунов 9, перемещаемых при вращении рукояток 36. На резьбовой участок 12 корпуса наворачивают гайку 31 без установки при этом остальных деталей вставки.

Опускают ведущую трубу квадратного сечения через основание 1 и, соответственно, через корпус 10 вставки с гайкой 31. Сворачивают гайку 31 с корпуса 10 вставки и поднимают ее вверх. Устанавливают вокруг ведущей трубы с прилеганием к ее граням опору 14, уплотнительную манжету 15 и прижим 13, соединяя их стяжками 16 с гайками 17, втулками 16а и стопорными кольцами 18 в единый блок. Головки стяжек при этом размещаются в пазах опоры 14. Устанавливают полученный блок в корпус 10 вставки, обеспечивая при этом совмещение пазов корпуса и выступов 27 опоры. Навинчивают на резьбовой участок корпуса 10 гайку 31 до упора ее в кольцевую ступень 23 прижима. Вращением гаек 17 на стяжках поджимают уплотнительную манжету 15. В процессе работы ликвидировать пропуски необходимо вращением гаек 17 на стяжках 16.

1. Герметизатор устья скважины, характеризующийся тем, что он содержит основание со сквозным осевым каналом, имеющее верхний и нижний фланцы, вставку, установленную в осевом канале основания и предназначенную для восприятия, с передачей на основание, реактивного момента ведущей трубы квадратного сечения с одновременной герметизацией устья скважин в процессе их ремонта, ползуны для фиксации вставки в основании, расположенные с возможностью перемещения в радиальных каналах, выполненных в верхнем фланце основания, при этом вставка содержит корпус, выполненный по форме тела вращения и имеющий на наружной боковой поверхности кольцевую канавку для захода ползунов при фиксации вставки в основании, а на верхней части этой поверхности - резьбовой участок, герметизирующий блок, выполненный с возможностью установки в корпусе с опорой при этом на имеющуюся на его внутренней поверхности ступень, гайку в виде крышки с проходным отверстием, предназначенную для закрепления герметизирующего блока в корпусе и выполненную с возможностью навинчивания на резьбовой участок корпуса, причем герметизирующий блок состоит из соосно расположенных и соединенных посредством стяжек опоры круглой формы, расположенного над опорой прижима круглой формы и размещенной между ними уплотнительной манжеты в форме цилиндра, а каждый из указанных элементов блока - опора, прижим и уплотнительная манжета - имеет центральное квадратное отверстие под ведущую трубу и отверстия под стяжки и выполнен разъемным в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата квадратного отверстия, с образованием двух половин, при этом для исключения проворачивания герметизирующего блока относительно корпуса на нижней поверхности опоры имеются выступы, а на внутренней поверхности корпуса пазы под эти выступы.

2. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что на боковой поверхности корпуса вставки на участке между нижним торцом вставки и кольцевой канавкой для захода ползунов выполнен кольцевой паз, в котором расположен кольцевой уплотнительный элемент.

3. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что для перемещения ползунов в радиальных каналах верхнего фланца основания в нем предусмотрены связанные с ползунами рукоятки.

4. Герметизатор по п.1, характеризующийся тем, что на наружной боковой поверхности прижима выполнена кольцевая ступень, на которую опирается гайка в навинченном на корпус состоянии.

5. Вставка для восприятия, с передачей на основание герметизатора, реактивного момента ведущей трубы квадратного сечения с одновременной герметизацией устья скважин в процессе их ремонта, характеризующаяся тем, что она содержит корпус, выполненный по форме тела вращения и имеющий на наружной боковой поверхности кольцевую канавку для захода ползунов при фиксации вставки в основании герметизатора, а на верхней части этой поверхности - резьбовой участок, герметизирующий блок, выполненный с возможностью установки в корпусе с опорой при этом на имеющуюся на его внутренней поверхности ступень, и гайку в виде крышки с проходным отверстием, предназначенную для закрепления герметизирующего блока в корпусе и выполненную с возможностью навинчивания на резьбовой участок корпуса, при этом герметизирующий блок состоит из соосно расположенных и соединенных посредством стяжек опоры круглой формы, расположенного над опорой прижима круглой формы и размещенной между ними уплотнительной манжеты в форме цилиндра, а каждый из указанных элементов блока - опора, прижим и уплотнительная манжета - имеет центральное квадратное отверстие под ведущую трубу и отверстия под стяжки и выполнен разъемным в диаметральной плоскости, проходящей через вершины квадрата квадратного отверстия, с образованием двух половин, причем для исключения проворачивания герметизирующего блока относительно корпуса на нижней поверхности опоры имеются выступы, а на внутренней поверхности корпуса пазы под эти выступы.

6. Вставка по п.5, характеризующаяся тем, что на боковой поверхности ее корпуса на участке между нижним торцом вставки и кольцевой канавкой для захода ползунов выполнен кольцевой паз, в котором расположен кольцевой уплотнительный элемент.

7. Вставка по п.5, характеризующаяся тем, что на наружной боковой поверхности прижима выполнена кольцевая ступень, на которую опирается гайка в навинченном на корпус состоянии.