RU2212518C1

RU2212518C1 - Blowout preventer

Info

Publication number: RU2212518C1
Application number: RU2002102486A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Абрамов
Original assignee: Абрамов Александр Федорович
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2003-09-20

Abstract

FIELD: equipment applicable in servicing of oil and gas wells. SUBSTANCE: blowout preventer is made for installation of easily removable hydraulic drive on it. Preventer has body with axial channel and rams with sealing members. Rams are provided with rods with screw external surfaces having opposite directions of winding. Rods have common screw surfaces with driven sprockets for provision of opposing motion of rams. Driven sprockets are kinematically connected with help of chains with driving sprockets. Driving sprockets are rigidly mounted on common drive shaft having handwheel for manual driving of rams. Easily removable hydraulic drive is made for installation on common drive shaft on opposite side of handwheel. It has rotary hydraulic motor, reducing gear and coupling device. Driving sprocket has design companion member for engagement with coupling device. With removed easily removable hydraulic drive, place of its installation is closed by sealing cover. EFFECT: provided blowout preventer with combined control of its rams. 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для герметизации устья при возникновении аварийной ситуации на скважине, а также при длительном перерыве в работе. The invention relates to equipment used in the underground repair of oil and gas wells, and is used to seal the mouth in the event of an emergency at the well, as well as during a long break in work.

Известен превентор, содержащий корпус с осевым каналом, плашки с уплотнительными элементами для герметизации труб, спускаемых в скважину, и комбинированный привод плашек [1] . Недостатком данного превентора является сложность и громоздкость конструкции индивидуального привода плашек и потому невозможность легкой трансформации его из превентора с комбинированным приводом в превентор исключительно с ручным приводом. Known preventer containing a housing with an axial channel, dies with sealing elements for sealing pipes, lowered into the well, and a combined drive dies [1]. The disadvantage of this preventer is the complexity and cumbersome design of the individual drive dies and therefore the impossibility of easily transforming it from a preventer with a combined drive into a preventer exclusively with a manual drive.

Известен также превентор модели Сентинел компании "НЛ Шаффер", содержащий корпус с осевым каналом, плашки с уплотнительными элементами для герметизации труб, спускаемых в скважину, штурвал ручного привода плашек от приводного вала через цепную передачу [2]. В известном превенторе привод плашек осуществляется штурвалом от общего приводного вала через цепную передачу, что значительно упрощает конструкцию привода и обеспечивает управление плашками одним рабочим. Однако такой превентор не может быть легко трансформирован в превентор с комбинированным приводом (гидропривод с ручным). Also known is the Sentinel model preventer of the NL Schaffer company, comprising a housing with an axial channel, dies with sealing elements for sealing pipes that are lowered into the well, and a manual drive for dies from the drive shaft through a chain gear [2]. In the known preventer, the drive of the dies is carried out by the helm from a common drive shaft through a chain transmission, which greatly simplifies the design of the drive and provides control of the dies by one worker. However, such a preventer cannot be easily transformed into a preventer with a combined drive (manual hydraulic drive).

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание превентора с комбинированным управлением плашками, в котором ручной привод плашек осуществлялся бы от общего приводного вала через цепную передачу, а гидропривод по мере необходимости присоединялся бы к противоположному торцу приводного вала через механизм сцепления. Таким образом, обычный по компоновке превентор преобразовался бы в превентор-трансформер, способный из превентора с ручным приводом легко превращаться в превентор с комбинированным приводом. При этом никаких конструктивных переделок не требуется: удалятся лишь крышка и на ее место при помощи фланца устанавливается гидропривод. The technical problem solved by the invention is the creation of a preventer with combined control of the dies, in which the manual drive of the dies would be carried out from a common drive shaft through a chain gear, and the hydraulic drive would, if necessary, be connected to the opposite end of the drive shaft through a clutch mechanism. Thus, the conventionally designed preventer would be converted into a transformer preventer, capable of being easily converted from a manual drive preventer into a combined drive preventer. In this case, no structural alterations are required: only the cover is removed and a hydraulic actuator is installed in its place using the flange.

Поставленная задача решается тем, что превентор, выполненный с возможностью установки на него легкосъемного гидропривода и содержащий корпус с осевым каналом, плашки с уплотнительными элементами, снабженные штоками с винтовыми наружными поверхностями, имеющими противоположное направление навивки относительно друг друга и находящимися в зацеплении с ведомыми звездочками, имеющими общие винтовые поверхности со штоками, для обеспечения встречного движения плашек при помощи цепей, кинематически связывающих ведомые звездочки с ведущими звездочками, жестко установленными на общий приводной вал со штурвалом для ручного привода плашек, при этом легкосъемный гидропривод выполнен с возможностью установки на общем приводном валу с противоположной стороны от штурвала и содержит гидравлический двигатель вращательного действия, редуктор и механизм сцепления, причем ведущая звездочка снабжена конструктивным ответным элементом для взаимодействия с механизмом сцепления, а при снятом легкосъемном гидроприводе, место его установки закрыто герметичной крышкой. The problem is solved in that the preventer, made with the possibility of installing an easily removable hydraulic actuator on it and comprising a housing with an axial channel, dies with sealing elements, equipped with rods with screw outer surfaces, having the opposite direction of winding relative to each other and engaged with driven sprockets, having common screw surfaces with rods, to ensure counter movement of the dies using chains kinematically connecting the driven sprockets with the leading sprockets rigidly mounted on a common drive shaft with a steering wheel for manual drive of dies, while the easily removable hydraulic actuator is configured to be mounted on a common drive shaft on the opposite side of the steering wheel and contains a hydraulic motor of rotary action, a gearbox and a clutch mechanism, and the drive sprocket is equipped with a constructive response an element for interacting with the clutch mechanism, and when the hydraulic actuator is removed, the installation site is closed by a sealed cover.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - схематическое изображение превентора с присоединенным гидроприводом (комбинированный привод);
на фиг. 2 - схематическое изображение превентора с отсоединенным гидроприводом, место разъема закрыто герметичной крышкой (ручной привод).The invention is illustrated by drawings, which depict:
figure 1 is a schematic illustration of a preventer with an attached hydraulic actuator (combined drive);
in FIG. 2 is a schematic illustration of a preventer with a hydraulic actuator disconnected, the connector location is closed by a sealed cover (manual actuator).

Превентор содержит корпус 1 с осевым каналом 2, плашки 3 и 4 с уплотнительными элементами 5 для герметизации труб, спускаемых в скважину через осевой канал 2 (фиг.1). Плашка 4 снабжена штоком 6 с винтовой наружной поверхностью, находящейся в зацеплении с ведомой звездочкой 7. Плашка 3 снабжена штоком 8 с винтовой наружной поверхностью, находящейся в зацеплении с ведомой звездочкой 9. Ведомая звездочка 7 со штоком 6 имеют общие винтовые поверхности с противоположным направлением навивки относительно другой винтовой пары: так если одна пара имеет правое направление навивки, то другая пара - левое. Это условие необходимо для обеспечения встречного движения плашек 4 и 3 при синхронном вращении штоков 6 и 8 в одном направлении. Ведомая звездочка 7 при помощи цепи 10 кинематически связана с ведущей звездочкой 11, а ведомая звездочка 9 при помощи цепи 12 - с ведущей звездочкой 13. Ведущие звездочки 11 и 13 жестко установлены на общий приводной вал 14 со штурвалом 15 для ручного привода плашек. С противоположной стороны общего приводного вала 14 установлен легкосъемный гидропривод, содержащий гидравлический двигатель 16 вращательного действия, например, шестеренчатого типа, редуктор 17 и механизм сцепления 18 (например, подвижной муфты на шлицах) с ручкой управления 19. Для взаимодействия с механизмом сцепления 18 ведущая звездочка 13 снабжена конструктивным ответным элементом. При снятом гидроприводе место его установки закрыто герметичной крышкой 20 (фиг.2). The preventer includes a housing 1 with an axial channel 2, dies 3 and 4 with sealing elements 5 for sealing pipes, lowered into the well through the axial channel 2 (figure 1). The die 4 is provided with a rod 6 with a screw outer surface meshed with a driven sprocket 7. The die 3 is equipped with a rod 8 with a screw external surface meshed with a driven sprocket 9. The driven sprocket 7 with a rod 6 have common screw surfaces with the opposite direction of winding relative to another screw pair: so if one pair has the right direction of winding, then the other pair is left. This condition is necessary to ensure the oncoming movement of the dies 4 and 3 with the synchronous rotation of the rods 6 and 8 in one direction. Driven sprocket 7 with chain 10 is kinematically connected with driving sprocket 11, and driven sprocket 9 with chain 12 is connected with driving sprocket 13. Driving sprockets 11 and 13 are rigidly mounted on a common drive shaft 14 with a steering wheel 15 for manual drive of dies. An easily removable hydraulic actuator is mounted on the opposite side of the common drive shaft 14, comprising a rotary hydraulic motor 16, for example, a gear type, a gearbox 17, and a clutch mechanism 18 (for example, a movable clutch on the splines) with a control handle 19. To interact with the clutch mechanism 18, the drive sprocket 13 is provided with a structural response element. When the hydraulic actuator is removed, its installation location is closed by a sealed cover 20 (figure 2).

Работает превентор следующим образом. В исходном положении (фиг.1), при ручном управлении, плашки 3 и 4 разведены в стороны за пределы осевого отверстия 2, а механизм сцепления 18 при помощи ручки 19 выведен из контакта с ведущей звездочкой 13. При вращении штурвала 15 под воздействием кинематики привода плашки 3 и 4 перемещаются по направлению друг к другу до герметичного смыкания их уплотнительных элементов 5 вокруг трубы (не показано). Превентор переведен в положение "закрыто". Разведение плашек в положение "открыто" осуществляется таким же образом, но в обратной последовательности. The preventer works as follows. In the initial position (figure 1), with manual control, the dies 3 and 4 are spaced apart beyond the limits of the axial hole 2, and the clutch mechanism 18 is removed from the contact with the drive sprocket 13 by means of the handle 19. When the steering wheel 15 is rotated by the drive kinematics the dies 3 and 4 are moved towards each other until the tight sealing of their sealing elements 5 around the pipe (not shown). The preventer is in the closed position. Breeding dies in the "open" position is carried out in the same way, but in reverse order.

Для включения гидропривода при помощи ручки 19 переводят механизм сцепления 18 в контакт с ведущей звездочкой 13, после чего включают гидродвигатель 16 в работу. Общий приводной вал 14 получает вращение от гидропривода и осуществляет перемещение плашек 3 и 4 в нужном направлении. При достижении необходимого усилия обжатия уплотнительных элементов 5 в гидросистеме срабатывает предохранительный клапан. Крайние положения плашек "открыто" и "закрыто" контролируются визуально при помощи специальных устройств (не показано). To turn on the hydraulic actuator, using the handle 19, the clutch mechanism 18 is brought into contact with the drive sprocket 13, after which the hydraulic motor 16 is turned on. The common drive shaft 14 receives rotation from the hydraulic drive and moves the dies 3 and 4 in the desired direction. Upon reaching the required compression force of the sealing elements 5 in the hydraulic system, a safety valve is activated. The extreme positions of the dies "open" and "closed" are controlled visually using special devices (not shown).

Работа превентора при снятом гидроприводе аналогична работе превентора при ручном управлении, описанном выше. The operation of the preventer with the hydraulic actuator removed is similar to the operation of the preventer with manual control described above.

Практическое использование заявляемого превентора в подземном ремонте скважин позволит в условиях эксплуатирующего предприятия производить при необходимости легкую и быструю замену превентора с ручным управлением на превентор с комбинированным управлением. Такая замена обусловлена тем, что часть скважин не требует гидропривода, другая часть - требует. Для производства превенторов также выгодно гидропривод изготавливать в виде отдельного самостоятельного модуля с фланцевым креплением его на корпус превентора. При модульном исполнении гидропривода превентор не требуется оснащать специальными трубками для подключения к гидросистеме, все необходимые шланги подачи рабочей жидкости присоединяются вместе с гидроприводом. The practical use of the inventive preventer in underground well repair will allow, under the conditions of the operating enterprise, to produce, if necessary, an easy and quick replacement of a manual preventer with a combined preventer. Such a replacement is due to the fact that part of the wells does not require a hydraulic drive, another part requires. For the production of preventers, it is also advantageous to produce a hydraulic actuator in the form of a separate independent module with its flange mounting on the preventer housing. With the modular design of the hydraulic actuator, the preventer does not need to be equipped with special tubes for connecting to the hydraulic system, all the necessary fluid supply hoses are connected together with the hydraulic actuator.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. УДК 622.245.73(031), Гульянц Г.М. Справочное пособие по противовыбросовому оборудованию скважин. - М.: Недра, 1983, с. 72 и 73.SOURCES OF INFORMATION
1. UDC 622.245.73 (031), G. Guliants Suppression blowout well guide. - M .: Nedra, 1983, p. 72 and 73.

2. УДК 622.245.73/248.83, Гоинс У.К., Шеффилд Р. Предотвращение выбросов: Пер. с англ. - М.: Недра, 1987, с. 212 и 213.3 2. UDC 622.245.73 / 248.83, Goins UK, Sheffield R. Emission Prevention: Trans. from English - M .: Nedra, 1987, p. 212 and 213.3

Claims

A preventer made with the possibility of installing an easily removable hydraulic actuator on it and comprising a housing with an axial channel, dies with sealing elements, provided with rods with screw outer surfaces having opposite winding directions relative to each other and meshed with driven sprockets having common screw surfaces with rods , to ensure counter movement of the dies using chains kinematically connecting driven sprockets with leading sprockets rigidly mounted on and a common drive shaft, with a steering wheel for manual drive of dies, characterized in that the easily removable hydraulic actuator is configured to be mounted on a common drive shaft on the opposite side of the steering wheel and contains a hydraulic motor of rotary action, a gearbox and a clutch mechanism, the drive sprocket provided with a constructive response element to interact with the clutch mechanism, and when the hydraulic actuator is removed, the installation location is closed by a sealed cover.