Комплект плашек трубных превентора

Полезная модель относится к устройствам, используемым в плашечных превенторах, предназначенных для герметизации устья при наземном и подводном бурении нефтяных и газовых скважин. Комплект плашек трубных превентора содержит две, образующие центральный сквозной канал для пропуска трубы, плашки, каждая из которых содержит переднее уплотнение под трубу и верхнее уплотнением для верхнего зеркала плашечного канала. Переднее уплотнение сверху и снизу армировано утопленными в материал уплотнения металлическими пластинами, которые компенсируют зазор между корпусом плашки и трубой и в стыке между корпусами плашек, препятствуя тем самым выдавливанию материала уплотнения в зазор под действием скважинного давления. С наружной стороны переднее уплотнение имеет скошенные под углом V не более 1° поверхности, расходящиеся от оси симметрии уплотнения к периферии в сторону увеличения тела уплотнения, причем вершина этого угла совпадает с центром сквозного канала. В верхнем уплотнении для соединения с передним уплотнением предусмотрено, по крайней мере, два направляющих штыря. Полезная модель позволяет снизить массогабаритные характеристики плашек и превенторов в целом, а также снизить трудоемкость изготовления, при повышении надежности его работы и удобства эксплуатации. 11 з. п.ф. 13 ил.

Полезная модель относится к устройствам, используемым в плашечных превенторах, предназначенных для герметизации устья при наземном и подводном бурении нефтяных и газовых скважин.

Известна из патента 2274729 плашка превентора, содержащая корпус в виде полукольца с размещенным в нем с внутренней стороны вкладышем. Вкладыш снабжен уплотнителем, включающим внутреннее полукольцо для взаимодействия с уплотняемой трубой и два, размещенных по высоте вкладыша, наружных полукольца с уплотняющей поверхностью для взаимодействия с корпусом превентора. Согласно изобретению наружные полукольца выполнены разными по высоте с криволинейной поверхностью, имеющей радиусный участок в сечении со смещенным в сторону внутреннего полукольца центром. Выпуклая часть радиусного участка размещена выше поверхности вкладыша, а края - ниже поверхности вкладыша. Край с внешней стороны размещен ниже другого. Выпуклая часть радиусного участка одного наружного полукольца - выше поверхности вкладыша на величину не менее одного, а другого наружного полукольца - на величину не менее двух осевых зазоров между корпусами плашки и превентора.

Однако геометрия такого уплотнения излишне усложнена, а конструкция плашки в целом громоздка. Плашечный канал превентора для таких плашек должен иметь большее сечение как по сравнению с его стволовым проходом, так и по высоте. При этом увеличиваются нагрузки на корпус от воздействия скважинного давления. Соответственно увеличиваются габариты превентора. Составной корпус плашки имеет меньшую прочность при тех же габаритах, чем целиковый. Изготовление составного корпуса плашки более трудоемко, чем целикового.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение массогабаритных характеристик плашек и превенторов в целом, а также снижение трудоемкости изготовления, при повышении надежности его работы и удобства эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что комплект плашек трубных превентора содержит две, образующие центральный сквозной канал для пропуска трубы, плашки, каждая из которых содержит переднее уплотнение под трубу и верхнее уплотнением для верхнего зеркала плашечного канала, при этом переднее уплотнение сверху и снизу армировано утопленными в материал уплотнения металлическими пластинами, которые компенсируют зазор между корпусом плашки и трубой и в стыке между корпусами плашек, препятствуя тем самым выдавливанию материала уплотнения в зазор под действием скважинного давления; с наружной стороны переднее уплотнение имеет скошенные под углом V не более 1° поверхности, расходящиеся от оси симметрии уплотнения к периферии в сторону увеличения тела уплотнения, причем вершина этого угла совпадает с центром сквозного канала; а в верхнем уплотнении для соединения с передним уплотнением предусмотрено, по крайней мере, два направляющих штыря.

Для достижения указанной задачи желательно в комплекте плашек выполнить следующие нижеуказанные решения.

Корпус каждой плашки выполнить неразъемной конструкции и имеет форму параллелепипеда со скошенной задней гранью, в которой выполнен глухой Т-образный паз открытый с нижней грани плашки для соединения плашки со штоком привода превентора.

На верхней грани корпуса выполнить паз, имеющий форму полукруга со смещенным от передней к задней граням центром, и прямым, выходящим на переднюю грань, участком, в котором располагается верхнее уплотнение.

В передней грани корпуса выполнить глухой с нижней, верхней и боковыми гранями паз, соединяющийся с пазом на верхней грани, и служащий для размещения переднего уплотнения, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, а в пазу в направлении к задней грани корпуса выполнен полукруглый паз, центр радиуса которого смещен наружу от передней грани корпуса на величину S таким образом, что совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу.

В металлических пластинах предусмотреть сквозную полукруглую выборку для прохождения трубы, равную диаметру трубе.

В передней грани корпуса плашки выполнить сквозную полукруглую выборку диаметром d под трубу, величина которого больше диаметра уплотняемой трубы, при этом его центр совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу (теоретической осью сквозного вертикального канала превентора).

На нижней грани корпуса трубной плашки выполнить паз для установки посредством двух гужонов зуба, служащего для предварительной центровки трубы, и паз для вхождения зуба от парной плашки.

Уплотнения выполнить из термопластичного эластомера или резины.

Верхнее уплотнение выполнить в сечении прямоугольной формы со скошенной верхней задней кромкой.

Для транспортировки в каждая плашке предусмотреть резьбовое отверстие.

Желательно, чтобы задний торец пластин не доходил до заднего торца переднего уплотнения на величину не менее двойной толщины этих пластин.

Центральный сквозной канал для пропуска труб, образованный трубными плашками, целесообразно выполнить больше диаметра трубы на величину толщины металлической пластины переднего уплотнения.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен превентор с трубными плашками, уа фиг.2 - уплотнение верхнее, вид сбоку; на фиг.3 - уплотнение верхнее, вид сверху; на фиг.4 - уплотнение верхнее, разрез; на фиг.5 - уплотнитель передний трубный; на фиг.6 - уплотнитель передний трубный, разрез; на фиг.7 - корпус плашки трубной; на фиг.8 - корпус плашки трубной, вид В; на фиг.9 - корпус плашки трубной, вид сверху; на фиг.10 - корпус плашки трубной, разрез; на фиг.11 - плашка трубная в сборе; на фиг.12 - плашка трубная в сборе, вид А; на фиг.13 - плашка трубная в сборе, разрез.

Комплект плашек трубных превентора (фиг.1, 11 и 12) содержит две образующие центральный сквозной канал 1 для пропуска труб трубные плашки 2 и 3, при этом в каждой плашке предусмотрено переднее уплотнение 4 под трубу и верхнее уплотнение 5 для верхнего зеркала плашечного канала. Уплотнения 4 и 5 выполнены из термопластичного эластомера 6 или резины. Применение термопластичного эластомера, в отличие от резины, позволяет эксплуатировать превентор в условиях низких отрицательных температур без обогрева (при условии применения незамерзающих буровых растворов).

В верхнем уплотнении 5 (фиг.2, 3, 4 и 11), имеющем в сечении прямоугольную форму со скошенной верхней задней кромкой Y, для соединения с передним уплотнением 4 предусмотрено, по крайней мере, два направляющих штыря 7.

Переднее уплотнение 4 (фиг.1, 5, 6, 11) сверху и снизу армировано утопленными в материал уплотнения металлическими пластинами 8, имеющими сквозную полукруглую выборку для прохождения трубы и равного этой трубе диаметра. Металлические пластины компенсируют зазор между корпусом плашки и трубой, препятствуя тем самым выдавливанию материала уплотнения в зазор под действием скважинного давления, причем задний торец пластин 5 не доходит до заднего торца переднего уплотнения 1 на величину не менее двойной толщины этих пластин.

Центральный сквозной канал 1 для пропуска труб, образованный трубными плашками 2 и 3 больше диаметра трубы на величину толщины металлической пластины переднего уплотнения.

Кроме того, переднее уплотнение с наружной стороны имеет скошенные под углом V не более 1° поверхности, расходящиеся от оси симметрии уплотнения к периферии в сторону увеличения тела уплотнения, при этом вершина этого угла совпадает с центром сквозного канала 1. Такое решение позволяет добиться большей герметичности соединения за счет перераспределения внутренних напряжения в уплотнителе.

Корпус каждой плашки (фиг.7, 8, 9 и 10) выполнен неразъемной конструкции и имеет форму параллелепипеда со скошенной задней гранью 9, в которой выполнен глухой Т-образный паз 10 открытый с нижней грани 11 плашки для соединения плашки со штоком привода превентора (на фиг. не показаны).

На верхней грани 12 корпуса выполнен паз 13, имеющий форму полукруга со смещенным от передней к задней граням центром, и прямым, выходящим на переднюю грань, участком 14, в котором располагается верхнее уплотнение 4.

В передней грани 15 корпуса выполнен глухой с нижней, верхней и боковыми гранями паз 16, соединяющийся с пазом 13 на верхней грани 12, и служащий для размещения переднего уплотнения, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда.

Кроме того, в пазу 16 в направлении к задней грани 9 корпуса выполнен полукруглый паз 17, центр радиуса которого смещен наружу от передней грани корпуса на величину S таким образом, что совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу.

В передней грани 15 корпуса плашки выполнена сквозная полукруглая выборка 18 диаметром d под трубу, величина которого больше диаметра уплотняемой трубы, при этом его центр совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу (теоретической осью сквозного вертикального канала превентора).

На нижней грани 11 корпуса трубной плашки выполнен паз 19 для установки посредством двух гужонов 20 зуба 21 (фиг.9), служащего для предварительной центровки трубы, и паз 22 для вхождения зуба 21 от парной плашки.

При изнашивании материала уплотнения на прилегающей к трубе поверхности, пластины передних уплотнений 4 вдавливаются в пазы 16 и 17 корпуса плашки, выживая материал уплотнения в место износа 24.

Для транспортировки плашка имеет резьбовое отверстие 23.

Заявляемая конструкция плашки трубного превентора работает следующим образом. При сведении плашек в центре превентора происходит заполнение материалом уплотнителей зазора между передними уплотнителями самих плашек, передними уплотнителями плашек и трубой, верхними уплотнителями плашек и верхним зеркалом плашечного канала и происходит герметизация стволового вертикального канала превентора. При этом металлические пластины 8 упираются друг в друга и в трубу, препятствуя выдавливанию материала уплотнителей вверх и вниз по стыку плашек между собой и стыку плашек и трубой.

1. Комплект плашек трубных превентора содержит две образующие центральный сквозной канал для пропуска трубы плашки, каждая из которых содержит переднее уплотнение под трубу и верхнее уплотнением для верхнего зеркала плашечного канала, при этом переднее уплотнение сверху и снизу армировано утопленными в материал уплотнения металлическими пластинами, которые компенсируют зазор между корпусом плашки и трубой и в стыке между корпусами плашек, препятствуя тем самым выдавливанию материала уплотнения в зазор под действием скважинного давления; с наружной стороны переднее уплотнение имеет скошенные под углом V не более 1° поверхности, расходящиеся от оси симметрии уплотнения к периферии в сторону увеличения тела уплотнения, причем вершина этого угла совпадает с центром сквозного канала; а в верхнем уплотнении для соединения с передним уплотнением предусмотрено, по крайней мере, два направляющих штыря.

2. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что корпус каждой плашки выполнен неразъемной конструкции и имеет форму параллелепипеда со скошенной задней гранью, в которой выполнен глухой Т-образный паз открытый с нижней грани плашки для соединения плашки со штоком привода превентора.

3. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что на верхней грани корпуса выполнен паз, имеющий форму полукруга со смещенным от передней к задней граням центром, и прямым, выходящим на переднюю грань, участком, в котором располагается верхнее уплотнение.

4. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что в передней грани корпуса выполнен глухой с нижней, верхней и боковыми гранями паз, соединяющийся с пазом на верхней грани, и служащий для размещения переднего уплотнения, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда, а в пазу в направлении к задней грани корпуса выполнен полукруглый паз, центр радиуса которого смещен наружу от передней грани корпуса на величину S таким образом, что совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу.

5. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что металлические пластины имеют сквозную полукруглую выборку для прохождения трубы, равную диаметру трубе.

6. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что в передней грани корпуса плашки выполнена сквозная полукруглая выборка диаметром d под трубу, величина которого больше диаметра уплотняемой трубы, при этом его центр совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу (теоретической осью сквозного вертикального канала превентора).

7. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что на нижней грани корпуса трубной плашки выполнен паз для установки посредством двух гужонов зуба, служащего для предварительной центровки трубы, и паз для вхождения зуба от парной плашки.

8. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что уплотнения выполнены из термопластичного эластомера или резины.

9. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что верхнее уплотнение имеет в сечении прямоугольную форму со скошенной верхней задней кромкой.

10. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что для транспортировки каждая плашка имеет резьбовое отверстие.

11. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что задний торец пластин не доходит до заднего торца переднего уплотнения на величину не менее двойной толщины этих пластин.

12. Комплект плашек по п.1, отличающийся тем, что центральный сквозной канал для пропуска труб, образованный трубными плашками больше диаметра трубы на величину толщины металлической пластины переднего уплотнения.