установка для наведения шарового крана на устье скважины

Формула изобретения

Установка для наведения шарового крана на устье скважины, содержащая корпус с внутренней резьбой, имеющей шаг, равный шагу резьб бурильной колонны и шарового крана, и размещенные на корпусе узел фиксации установки на бурильной колонне соосно бурильной колонне и узел фиксации шарового крана на корпусе установки, отличающаяся тем, что корпус установки выполнен с сегментным вырезом, узел фиксации установки на бурильной колонне соосно бурильной колонне выполнен в виде цилиндрического внутреннего корпуса с сегментным вырезом, цилиндрический внутренний корпус с сегментным вырезом снабжен шарнирно закрепленной на нем поворотной планкой, которая снабжена зажимным винтом и подпружиненным фиксатором, при этом установка снабжена размещенными равномерно по окружности, жестко закрепленными на наружной поверхности цилиндрического внутреннего корпуса планками с наружной резьбой, сопряженной с внутренней резьбой корпуса установки, а узел фиксации шарового крана на корпусе установки установлен шарнирно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ликвидации газонефтеводопроявлений.

Известна установка для наведения шарового крана на устье скважины, содержащая корпус и размещенные на корпусе узел фиксации установки на бурильной колонне соосно бурильной колонне и узел фиксации шарового крана на корпусе установки (а.с. N 1609961, E 2113 33/09, 1990 г.) - прототип.

Известная конструкция установки для наведения шарового крана на устье скважины не обладает достаточной степенью безопасности, т. к. при наведении шарового крана на устье скважины вручную нет защиты персонала от фонтанирующего флюида. Как следствие данная конструкция может быть использована для работы только во время перелива бурового раствора из бурильной колонны в начале газонефтеводопроявления. Упрощение конструкции предлагаемой установки по сравнению с прототипом позволит повысить надежность работы, конструктивные особенности повысят безопасность эксплуатации установки и как следствие расширят технологические возможности ее использования на высокодебитных газонефтеводопроявлениях.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования установки для наведения шарового крана на устье скважины, в котором за счет усовершенствования узла фиксации устройства на бурильной колонне соосно бурильной колонне, механизма вращения и осевого перемещения шарового крана и за счет того, что узел фиксации шарового крана на корпусе установки установлен шарнирно, обеспечивается возможность наведения установки при высокодебитных газонефтеводопроявлениях, что позволяет расширить технологические возможности установки.

Поставленная задача решается за счет того, что в установке для наведения шарового крана на устье скважины, содержащей корпус с внутренней резьбой, имеющей шаг, равный шагу резьб бурильной колонны и шарового крана, и размещенные на корпусе узел фиксации установки на бурильной колонне соосно бурильной колонне и узел фиксации шарового крана на корпусе установки, новым является то, что корпус установки выполнен с сегментным вырезом, узел фиксации установки на бурильной колонне соосно бурильной колонне выполнен в виде цилиндрического внутреннего корпуса с сегментным вырезом, цилиндрический внутренний корпус с сегментным вырезом снабжен шарнирно закрепленной на нем поворотной планкой, которая снабжена зажимным винтом и подпружиненным фиксатором, при этом установка снабжена размещенными равномерно по окружности, жестко закрепленными на наружной поверхности цилиндрического внутреннего корпуса планками с наружной резьбой, сопряженной с внутренней резьбой корпуса установки, а узел фиксации шарового крана на корпусе установки установлен шарнирно.

Сегментный вырез корпуса обеспечивает возможность монтажа установки на бурильной колонне.

Узел фиксации установки на бурильной колонне соосно бурильной колонне выполнен в виде цилиндрического внутреннего корпуса с сегментным вырезом, что обеспечивает возможность монтажа установки на бурильной колонне и вращение корпуса относительно узла фиксации установки на бурильной колонне для обеспечения перемещения шарового крана относительно бурильной колонны.

Цилиндрический внутренний корпус с сегментным вырезом снабжен шарнирно закрепленной на нем поворотной планкой, которая снабжена зажимом и винтом и подпружиненным фиксатором, что обеспечивает фиксацию установки на бурильной колонне.

На корпусе установки выполнена резьба, обеспечивающая при взаимодействии ее с наружной резьбой планок движение шарового крана по винтовой линии. Установка снабжена размещенными равномерно по окружности, жестко закрепленными на наружной поверхности цилиндрического внутреннего корпуса планками с наружной резьбой, сопряженной с внутренней резьбой корпуса установки, что позволяет разместить узел фиксации установки на бурильной колонне и узел фиксации шарового крана соосно бурильной колонне и обеспечить движение шарового крана по винтовой линии.

Узел фиксации шарового крана на корпусе установки установлен шарнирно, что позволяет при монтаже установки на бурильной колонне расположить шаровой кран вне зоны фонтанирования флюида, а при наведении шарового крана совместить его ось с осью бурильной колонны путем поворота узла фиксации шарового крана на оси пальца.

На фиг. 1 изображено положение установки перед монтажом на бурильной колонне. На фиг. 2 изображено исходное положение установки в зафиксированном положении узла фиксации установки на бурильной колонне. На фиг. 3 показан разрез Б-Б узла фиксации шарового крана на корпусе установки. На фиг. 4 показан разрез А-А узла фиксации установки на бурильной колонне. На фиг. 5 показан разрез Д-Д, изображающий фиксатор в рабочем положении. На фиг. 6 показано шарнирное соединение корпуса и узла фиксации шарового крана на корпусе установки. На фиг. 7 показан разрез В-В, изображающий установку в положении перед наворотом шарового крана на бурильную колонну. На фиг. 8 показан разрез Г-Г, изображающий установку в положении после наворота шарового крана на бурильную колонну.

Установка для наведения шарового крана на устье скважины содержит корпус 1, выполненный с сегментным вырезом, узел 2 фиксации устройства на бурильной колонне 3 соосно бурильной колонне, узел 4 фиксации шарового крана 5 на корпусе установки, цилиндрический внутренний корпус 6 с сегментным вырезом, который снабжен шарнирно закрепленной на нем поворотной планкой 7, имеющей зажимной винт 8 и подпружиненный фиксатор 9. Цилиндрический внутренний корпус имеет жестко закрепленные равномерно по окружности планки 10, 11, 12 с наружной резьбой, при помощи которой цилиндрический внутренний корпус 6 соединяется с внутренней резьбой, выполненной на корпусе 1. Шаг резьбы на планках 10, 11 и 12 и корпусе 1 выполнен равным шагу резьбы шарового крана 5 и бурильной колонны 3. Корпус 1 снабжен резиновым уплотнителем 13, неподвижно закрепленным на его торце. Узел 4 фиксации шарового крана 5 на корпусе 1 установлен шарнирно на оси 14. Узел 4 фиксации шарового крана 5 имеет цилиндрический корпус 15 с сегментным вырезом и снабжен опорной призмой 16, зажимными винтами 17 с упорами 18 и стопорными кольцами 19. На корпусе 15 закреплена рукоятка 20, две проушины 21, расположенныe симметрично, и петля 22. В проушине 21 расположена резиновая втулка 23, в которой размещена втулка 24. В петле 22 расположена резиновая втулка 25. Поворотная планка 7 поворачивается относительно оси пальца 26, установленного в отверстии планки 11. Планка 12 имеет отверстие 27 под фиксатор 9. Цилиндрический внутренний корпус 6 снабжен опорными планками 28. Корпус 1 имеет рукоятки 29 и подпружиненные фиксаторы 30, расположенные на корпусе 1 с возможностью взаимодействия с проушинами 21.

Установка работает следующим образом. При возникновении признаков газонефтеводопроявления установку вручную или при помощи грузоподъемного механизма подают на устье скважины в положении, при котором сегментные вырезы корпуса 1 и цилиндрического внутреннего корпуса 6 совмещены, а поворотная планка 7 повернута на оси пальца 26 так, чтобы установка свободно переместилась на тело бурильной колонны 3 до контакта последней с опорными планками 28, закрепленными на узле 2 фиксации установки на бурильной колонне. Буртики на опорных планках 28 при монтаже установки на бурильной колонне 3 устанавливаются в упор торцевой плоскости выступа бурильной колонны. Шаровой кран 5 в узле 4 фиксации шарового крана 5 закреплен при помощи опорной призмы 16 и зажимных винтов 17, оказывающих фиксирующее давление на шаровой кран 5. Зажимные винты 17 соединены с упорами 18 посредством стопорных колец 19. Узел 4 фиксации шарового крана 5 на корпусе 1 в исходном положении находится повернутым относительно корпуса 1 на оси пальца 14 так, чтобы корпус шарового крана 5 при монтаже установки на бурильной колонне 3 не попадал в струю газонефтеводопроявления. Опорные планки 28 выставлены таким образом, чтобы при монтаже ось установки и ось бурильной колонны совпадали. После совмещения осей установки и бурильной колонны поворотную планку 7 поворачивают на оси пальца 26 до срабатывания подпружиненного фиксатора 9 в отверстии 27 планки 12. Затем вращением зажимного винта 8 создается давление на бурильную колонну 3, что обеспечивает фиксацию установки на последней. Путем поворота узла 4 фиксации шарового крана 5 на оси пальца 14 ось шарового крана 5 совмещается с осью бурильной колонны 3. Фиксаторы 30 срабатывают при взаимодействии с проушинами 21 и удерживают узел 4 фиксации шарового крана 5 от поворота на оси пальца 14 при воздействии на шаровой кран 5 фонтанирующего флюида. Стык между корпусом 15 и корпусом 1 герметизируется резиновым уплотнителем 13 для защиты персонала от вредного воздействия фонтанирующего флюида. Осуществляя вращение корпуса 1 за расположенные на нем рукоятки 29, производится перемещение корпуса 1 по винтовой линии резьбы резьбового соединения корпуса 1 и планок 10, 11 и 12, которые жестко закреплены равномерно по окружности на цилиндрическом внутреннем корпусе 6. Шаг резьбового соединения корпуса 1 и планок 10, 11 и 12 равен шагу резьбы шарового крана 5 и бурильной колонны 3, в результате чего при вращении корпуса 1 происходит перемещение корпуса 1 и шарового крана 5 с одинаковой угловой скоростью и линейной скоростью поступательного движения, что позволяет осуществлять наворот шарового крана 5 на резьбу бурильной колонны 3. При навертывании шарового крана 5 на резьбу бурильной колонны 3 происходит поворот шарового крана 5 до захода в витки резьбы бурильной колонны 3 без вертикального перемещения по резьбе, в то время как корпус 1, вращаясь, перемещается по резьбе вертикально вниз и демпфирует резиновую втулку 25, расположенную в петле 22, и резиновые втулки 23, в которых расположены втулки 24 для защиты резины, до тех пор пока не произойдет заход витков резьбы шарового крана на витки резьбы бурильной колонны 3, после чего производится наворот шарового крана 5 на резьбу бурильной колонны 3.

Демонтаж установки производится в следующем порядке. Отжимаются фиксаторы 30, вывертываются зажимные винты 17 и поворачивается на оси 14 узел 4 фиксации шарового крана 5. Вращением корпуса 1 относительно узла 2 фиксации установки на бурильной колонне совмещаются сегментные вырезы на корпусе 1 и цилиндрическом внутреннем корпусе 6. Вывертывается зажимной винт 8, отжимается фиксатор 9 и поворачивается поворотная планка 7 на оси пальца 26.

Освобожденная установка для наведения шарового крана на устье скважины отводится от бурильной колонны 3 вручную или при помощи грузоподъемного механизма.

Затем производят докрепление резьбового соединения шарового крана с бурильной колонной 3 высокомоментным механическим ключом, после чего шаровой кран 5 перекрывают, герметизируя тем самым бурильную колонну 3 на устье скважины.