Превентор плашечно-шиберный
Превентор плашечно-шиберный относится к области нефтегазодобычи, а именно к оборудованию, предназначенному для герметизации устья нефтяных и газовых скважин. Для снижения материалоемкости и упрощение конструкции герметизатора при сохранении надежности и эксплуатационных качеств он состоит из корпуса 3 с верхним фланцем 4 и нижним фланцем 5, имеющего цилиндрический сквозной осевой канал 2 для прохода спускаемых в скважину труб. Корпус 3 выполнен цельнолитым из легированной стали с боковыми каналами 6, 7 и 8. Боковые каналы 6 и 7 расположены в одной плоскости симметрично относительно оси Х-Х сквозного осевого канала 2 и ориентированы перпендикулярно осевому каналу 2, внутренние концы 9 и 10, боковых каналов 6 и 7 корпуса 3 открыты и связаны с полостью 11 сквозного осевого канала 2, а наружные концы 12 и 13 боковых каналов 6 и 7 закрыты боковыми крышками 14 и 15. Внутри боковых каналов 6 и 7 установлены с возможностью перемещения две симметрично расположенные плашки 16 и 17, образующие плашечный затвор для герметизации спускаемых в скважину труб по их наружному диаметру «D». Каждая из симметрично расположенных плашек 6 и 7 оснащена автономным винтовым приводом 18 и 19. Под боковыми каналами 6 и 7, размещен дополнительный боковой канал 8, внутренний конец 20 которого связан с полостью 11 сквозного осевого канала 2, а наружный конец 21 закрыт боковой крышкой 22. Ось Z-Z дополнительного бокового канала 8 расположена под углом 90° к оси У-У боковых каналов 6 и 7. Внутри бокового канала 8 установлена с возможностью перемещения подвижная шиберная пластина 23, предназначенная для перекрытия сквозного осевого канала 2 при отсутствии труб в скважине, оснащенная автономным винтовым приводом 24. 1 осн. п-т ф-лы, 3 доп. п-та ф-лы, 3 ил.
Заявляемая полезная модель «Превентор плашечно-шиберный» относится к области нефтегазодобычи, а именно к оборудованию, предназначенному для герметизации устья нефтяных и газовых скважин при выполнении текущего или капитального ремонта скважин, например, к конструкции превентора.
Известен, превентор (см. патент РФ на п.м. 
49093 МПК Е21В 33/03, опубл. 2006.12.20), содержащий корпус с осевым каналом, плашки с приводом для герметизации труб, спускаемых в скважину через осевой канал в корпусе, и фланцы для соединения с устьевым оборудованием, причем для перекрытия осевого канала при отсутствии труб в скважине корпус снабжен подвижной пластиной.
Недостатком известного превентора являются низкие эксплуатационные качества и надежность.
Эти недостатки обусловлены конструктивными особенностями известного превентора, а именно отсутствием возможности захвата корпуса при его установке и перемещении на устье скважины, поскольку корпус выполнен без грузозахватных элементов. Кроме того, конструкция верхнего фланца без боковых радиальных сквозных
отверстий, не обеспечивает герметичности, что снижает надежность привентора.
Существует также принятый за прототип превентор плашечно-шиберный раздельный "УНИВЕРСАЛ" (ППШР "УНИВЕРСАЛ"), (см. патент РФ на п.м. 52906, МПК Е21В 33/03, оп. 2006.04.27), содержащий корпус с верхним и нижним фланцами, имеющий сквозной осевой канал для прохода спускаемых в скважину труб, два верхних боковых канала, расположенных противоположно друг другу, ориентированных перпендикулярно осевому каналу и закрытых боковыми крышками, и выполненный под верхними каналами и закрытый своей боковой крышкой нижний боковой канал, ось которого расположена под углом к оси верхних боковых каналов, размещенный внутри корпуса плашечный затвор, содержащий две противоположно расположенные плашки для герметизации труб по наружному диаметру, установленные в верхних боковых каналах корпуса с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу, подвижную шиберную пластину, предназначенную для перекрытия сквозного осевого канала при отсутствии труб в скважине и установленную в нижнем боковом канале с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном осевому каналу, и по одному автономному винтовому приводу для каждой плашки и для шиберной пластины, установленному в соответствующей боковой крышке, корпус снабжен грузозахватными элементами и выполнен
цельнолитым с грузозахватными элементами из легированной стали, сквозной осевой канал в корпусе выполнен либо весь цилиндрическим, либо часть этого канала, расположенная выше верхних боковых каналов, выполнена коническим, обращенным большим основанием конуса наружу, при этом при выполнении части осевого канала коническим в верхнем фланце выполнены, по меньшей мере, два боковых радиальных сквозных отверстия, каждое из которых предназначено для герметичного размещения средства фиксации герметизирующих вставок, при этом рабочий хвостовик средства фиксации выполнен с продольной конической лыской, а на торцевых частях верхнего и нижнего фланцев выполнены кольцевая канавка, служащая для размещения уплотнительного кольца, причем на наружных сторонах корпуса на участках между боковыми фланцами выполнены ребра жесткости, причем винтовой привод плашки установлен герметично и выполнен с расположенным в корпусе привода двухступенчатым винтом с резьбой правосторонней навивки на одной из его ступеней, взаимодействующей с корпусом привода, и резьбой левосторонней навивки на другой ступени, взаимодействующей с толкателем плашки, расположенным с возможностью перемещения в корпусе привода, при этом для контроля положения подвижной плашки на концевой части двухступенчатого винта, несущей резьбу правосторонней навивки, выполнены кольцевой выступ, торец которого служит ограничителем перемещения винта при
закрытии плашек, и кольцевые канавки, расстояние между которыми коррелируется с ходом подвижной плашки из одного крайнего положения в другое, при этом одна из кольцевых канавок примыкает к кольцевому выступу, а верхняя поверхность шиберной пластины выполнена с уклоном к свободному торцу, ее боковые грани снабжены продольными желобами, выполненными параллельно нижней горизонтальной поверхности шиберной пластины, кроме того, винтовой привод шиберной пластины установлен герметично, выполнен с расположенным в корпусе привода двухступенчатым винтом с резьбой правосторонней навивки на одной из его ступеней, взаимодействующей с корпусом привода, и резьбой левосторонней навивки на другой ступени, взаимодействующей с толкателем шиберной пластины, расположенным с возможностью перемещения в корпусе привода, при этом, для контроля положения подвижной шиберной пластины, на концевой части двухступенчатого винта, несущей резьбу правосторонней навивки, выполнены кольцевой выступ и кольцевые канавки, расстояние между которыми коррелируется с ходом шиберной пластины из одного крайнего положения в другое, при этом одна из кольцевых канавок примыкает к кольцевому выступу, при этом отверстия в верхнем фланце расположены друг относительно друга под одинаковым углом, винт винтового привода имеет хвостовик для установки штурвала винтового привода, а в собранном состоянии отношение расстояния между
наружными торцами боковых крышек, закрывающих верхние боковые каналы, и расстояния между торцами корпуса превентора, примыкающими к внутренним торцам этих боковых крышек, составляет от 1,45 до 1,7.
Недостатком известного технического решения является сложность изготовления, высокая материалоемкость.
Данные недостатки обусловлены тем, что конструкция цельнолитого корпуса превентора содержит массивные приливы грузозахватных элементов из легированной стали и ребра жесткости на наружных сторонах корпуса на участках между боковыми фланцами.
Техническим результатом заявляемой полезной модели «Превентор плашечно-шиберный» является снижение материалоемкости и упрощение конструкции герметизатора при сохранении надежности и эксплуатационных качеств.
Поставленный технический результат достигается тем, что заявляемый превентор плашечно-шиберный, согласно полезной модели, что содержит выполненный со сквозным осевым каналом корпус, с верхним и нижним фланцами и боковыми каналами, два из которых расположены в одной плоскости симметрично относительно центральной оси, ориентированные перпендикулярно ей и сквозному осевому каналу, и содержат установленные внутри с возможностью перемещения в направлении перпендикулярном осевому каналу две симметрично расположенные плашки, образующие плашечный затвор,
под упомянутыми боковыми каналами, под углом к оси этих боковых каналов, размещен дополнительный боковой канал с установленной в нем подвижной шиберной пластиной, причем упомянутые симметрично расположенные плашки и подвижная шиберная пластина оснащены автономными приводами для каждой плашки и для шиберной пластины, при этом корпус выполнен цельнолитым из легированной стали, а автономный привод каждой плашки выполнен герметичным, и этом автономный привод для шиберной пластины также выполнен герметичным.
Между совокупностью предложенных в настоящей полезной модели признаков и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа, в конструкции заявляемой полезной модели выполнение корпуса цельнолитым, из высокопрочной легированной стали в виде нижнего и верхнего фланца и трех боковых каналов, связанных с полостью осевого канала, дает возможность значительно снизить вес и материалоемкость и при сохранении высоких эксплуатационных качеств надежности и долговечности. Выполнение корпуса двумя боковыми каналами в одной плоскости симметрично, ориентированными перпендикулярно сквозному осевому каналу и оснащение этих боковых каналов двумя симметрично расположенными плашками с автономными приводами образующими плашечный затвор, выполненный с возможностью
перемещения в направлении перпендикулярном осевому каналу создает при прохождении через превентор насосно-компрессорной трубы дополнительные условия для предупреждения выбросов, что также повышает надежность превентора и его долговечность. Наличие в корпусе дополнительного бокового канала с подвижной шиберной пластиной, выполненной с возможностью перемещения в направлении перпендикулярном осевому каналу создает возможность исключения аварийных ситуаций, а также создает дополнительные условия для предупреждения выбросов и открытого фонтанирования при отсутствии в скважине колонны труб.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Превентор плашечно-шиберный», позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель «Превентор плашечно-шиберный» соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Превентор плашечно-шиберный», может быть многократно использовано в производстве и применении аналогичных превенторов плашечно-шиберных с получением технического результата, заключающегося в снижении веса и материалоемкости, при сохранении эксплуатационных качеств, надежности и долговечности, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Таким образом, приведенная совокупность существенных признаков в заявляемой полезной модели «Превентор плашечно-шиберный» отсутствует в вышеописанных аналогах и не известна из уровня техники в области горной промышленности, как противовыбросовое оборудование, а результаты проведенных экспериментов подтверждают возможность реализации заявляемой полезной модели «Превентор плашечно-шиберный» с получением нового полезного технического результата, в связи с чем можно сделать вывод, что заявляемый «Превентор плашечно-шиберный», соответствует критериям его патентоспособности.
Сущность заявляемой полезной модели «Превентор плашечно-шиберный», поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг.1 изображен общий вид предлагаемого превентора плашечно-шиберного.
- на фиг.2 изображен в разрезе А-А по фиг.1 вид предлагаемого превентора плашечно-шиберного;
- на фиг.3 изображен (в разрезе) общий вид корпуса предлагаемого превентора плашечно-шиберного;
Превентор плашечно-шиберный 1 состоит из имеющего цилиндрический сквозной осевой канал 2 для прохода спускаемых в скважину труб (на чертеже не показаны) корпуса 3 с верхним фланцем 4 и нижним фланцем 5. Корпус 3 выполнен цельнолитым из легированной стали с боковыми каналами 6, 7 и 8. Боковые каналы 6 и 7 расположены в одной плоскости симметрично относительно оси Х-Х сквозного осевого канала 2 и ориентированы перпендикулярно осевому каналу 2, т.е. ось У-У симметричных боковых каналов образует с осью Х-Х сквозного осевого канала 2 угол 90°. Таким образом, внутренние концы 9 и 10, соответственно, боковых каналов 6 и 7 корпуса 3 открыты и связаны с полостью 11 сквозного осевого канала 2, а наружные концы 12 и 13 соответственно, боковых каналов 6 и 7 закрыты соответствующими боковыми крышками 14 и 15. Внутри боковых каналов 6 и 7 установлены с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном сквозному осевому каналу 2 две
симметрично расположенные плашки 16 и 17, образующие плашечный затвор для герметизации спускаемых в скважину труб по их наружному диаметру «D». Каждая из симметрично расположенных плашек 6 и 7 оснащена соответствующим герметично установленным автономным винтовым приводом 18 и 19. Под боковыми каналами 6 и 7, размещен дополнительный боковой канал 8, внутренний конец 20 которого связан с полостью 11 сквозного осевого канала 2, а наружный конец 21 закрыт боковой крышкой 22. Ось Z-Z дополнительного бокового канала 8 расположена под углом 90° к оси У-У боковых каналов 6 и 7. Внутри бокового канала 8 установлена с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном сквозному осевому каналу 2 подвижная шиберная пластина 23, предназначенная для перекрытия сквозного осевого канала 2 при отсутствии труб в скважине. Подвижная шиберная пластина 23 оснащена герметично установленным автономным винтовым приводом 24 аналогичным герметично установленным винтовым приводам 18 и 19.
Работа заявляемого превентора плашечно-шиберного осуществляется следующим образом.
В процессе эксплуатации превентора его нижний фланец 3 закрепляют на верхнем фланце арматуры устья скважины. В начальном состоянии две симметрично расположенные плашки 16 и 17, образующие плашечный затвор для герметизации спускаемых в скважину труб по их наружному диаметру «D». установлены в крайнем
открытом положении. Для обеспечения герметизации труб, размещенных в скважине приводят в действие герметичные автономные винтовые приводы 18 и 19, соответствующих плашек 16 и 17, которые начинают перемещаться в сторону трубы из своего крайнего открытого положения в крайнее закрытое положение, при котором они вступают в контакт с герметизируемой трубой и плотно обжимают ее. Разгерметизация труб осуществляется перемещением плашек 16 и 17 в крайние открытые положения в обратной последовательности. При отсутствии труб в скважине сечение цилиндрического сквозного осевого канала 2 перекрывают шиберной пластиной 23, которую для этого перемещают герметичным автономным винтовым приводом в направлении вертикальной оси Х-Х корпуса 3. Превентор плашечно-шиберный 1 обеспечивает безопасное ведение работ на скважине, предупреждение выбросов и открытых фонтанов, что способствует экологической безопасности, сохранению недр и охране окружающей среды.
Использование настоящей полезной модели «Превентор плашечно-шиберный» позволит снизить его вес и материалоемкость при одновременном сохранении его эксплуатационных и технических качеств, надежности и долговечности.
1. Превентор плашечно-шиберный, характеризующийся тем, что он содержит выполненный со сквозным осевым каналом корпус с верхним и нижним фланцами и боковыми каналами, два из которых расположены в одной плоскости симметрично относительно центральной оси, ориентированные перпендикулярно ей и сквозному осевому каналу, и содержат установленные внутри с возможностью перемещения в направлении,******** перпендикулярном осевому каналу, две симметрично расположенные плашки, образующие плашечный затвор, под упомянутыми боковыми каналами, под углом к оси этих боковых каналов, размещен дополнительный боковой канал с установленной в нем подвижной шиберной пластиной, причем упомянутые симметрично расположенные плашки и подвижная шиберная пластина оснащены автономными приводами для каждой плашки и для шиберной пластины.
2. Превентор плашечно-шиберный по п.1, характеризующийся тем, что корпус выполнен цельнолитым из легированной высокопрочной стали.
3. Превентор плашечно-шиберный по п.1, характеризующийся тем, что автономный привод каждой плашки выполнен герметичным.
4. Превентор плашечно-шиберный по п.1, характеризующийся тем, что автономный привод для шиберной пластины выполнен герметичным.
