[go: up one dir, main page]

RU2531667C1 - Wellhead split sealer - Google Patents

Wellhead split sealer Download PDF

Info

Publication number
RU2531667C1
RU2531667C1 RU2013128635/03A RU2013128635A RU2531667C1 RU 2531667 C1 RU2531667 C1 RU 2531667C1 RU 2013128635/03 A RU2013128635/03 A RU 2013128635/03A RU 2013128635 A RU2013128635 A RU 2013128635A RU 2531667 C1 RU2531667 C1 RU 2531667C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
split
welded
end surface
detachable
conductor
Prior art date
Application number
RU2013128635/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Евсеевич Дубенко
Наталья Юрьевна Ичева
Владимир Васильевич Крымов
Марат Алямович Кашапов
Дмитрий Сергеевич Линов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром ПХГ"
Priority to RU2013128635/03A priority Critical patent/RU2531667C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531667C1 publication Critical patent/RU2531667C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil-and-gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to wellhead equipment. Said sealer comprises split cylindrical case composed of two half-cases jointed together and sealed by deformed copper-bearing shims. The plane of butts of half-cases is perpendicular to direction of eccentricity of conductor string and mid string. Half-face-plate with circular groove is welded to bottom end of every half-case to receive split seal ring made of soft metal. Circular groove is turned with allowance for maximum wall thickness of conductor string and maximum eccentricity of said string and mid string. Semi-flange is welded to outer side surface of every half-case. Tie plates with angle pieces are welded between semi-flanges and half-face-plates while tie plates with strips are welded under half-face-plates. All tie plates have bores for studs with nuts while pipe is welded in one of half-cases. Semi-ring with tapered top end surface is welded to inner side surface of every half-case. Self-sealing taper rings made of resilient material and split over their height are arranged above semi-rings. Split bottom box with its halves clamped by latches is arranged above said self-sealing taper rings. Bottom box lower end surface is tapered with angle in its end surface inclination φ to sealer vertical axis defined from inequality. End top surfaces of semi-rings and self-sealing taper rings feature taper corresponding to that of split bottom box lower end surface. Top part of bottom box and semi-flanges have through bores to receive studs with nuts. Split thrust bush with threaded bores at bottom end surface is arranged above bottom box. Split thrust bush is coupled with locking inserts to make an integral part. Slips rest in inner side surface of split thrust bush.
EFFECT: reliable isolation of space between conductor string and mid string, accelerated re-equipment of acting wells.
3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устьевому оборудованию, и может быть использовано для герметизации межтрубного пространства между кондуктором и промежуточной колонной на действующих скважинах, оборудованных однофланцевыми колонными головками типа ОКК-1, без их глушения.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to wellhead equipment, and can be used to seal the annulus between the conductor and the intermediate string in existing wells equipped with OKK-1 single-flange column heads without jamming them.

Анализ существующего уровня техники показал следующее:Analysis of the current level of technology showed the following:

- в настоящее время устье большого числа действующих скважин, например, на подземных хранилищах газа оборудовано однофланцевыми колонными головками типа ОКК-1 без герметизации пространства между кондуктором и промежуточной колонной. В процессе длительной эксплуатации в этом пространстве отмечаются случаи выделения газа, а также возможно наличие эксцентриситета между колоннами. Открытое устье не позволяет контролировать заколонные проявления и управлять ими.- at present, the mouth of a large number of operating wells, for example, in underground gas storages, is equipped with OKK-1 single-flange column heads without sealing the space between the conductor and the intermediate column. During long-term operation, cases of gas evolution are noted in this space, and eccentricity between the columns is also possible. An open mouth does not allow controlling and managing annular manifestations.

Известна серийно выпускаемая двухфланцевая колонная головка типа ОКК-2 (см. Абубакиров В.Ф., Архангельский В.Л. и др. Оборудование буровое, противовыбросовое и устьевое: Справ. пособ.: В 2 т. Т.1 - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2007, с.613), которая обеспечивает герметичность пространства между кондуктором и промежуточной колонной. Однако для установки вышеуказанной колонной головки необходимо демонтировать колонную головку типа ОКК-1. Для этого требуется заглушить скважину, извлечь забойное оборудование, установить изолирующий цементный мост, а затем после переоборудования устья разбурить его и освоить скважину. Все это значительно увеличит время и стоимость работ. Кроме того, в большинстве скважин пространство между кондуктором и промежуточной колонной зацементировано, что также увеличивает время и трудозатраты на очистку уплотняемых поверхностей. К тому же для установки колонной головки типа ОКК-2 на кондукторе необходимо нарезать резьбу, что не всегда возможно ввиду изношенности и коррозии труб. При наличии эксцентриситета между кондуктором и промежуточной колонной установка колонной головки типа ОКК-2 без специальных устройств будет невозможна.Known commercially available two-flange column head type OKK-2 (see Abubakirov V.F., Arkhangelsky V.L. and others. Drilling equipment, blowout preventer and wellhead: Reference book .: In 2 vol. T.1 - M .: LLC "IRC Gazprom", 2007, p.613), which ensures the tightness of the space between the conductor and the intermediate column. However, to install the above column head, it is necessary to dismantle the OKK-1 type column head. This requires plugging the well, removing downhole equipment, installing an insulating cement bridge, and then, after re-equipment of the mouth, drill it and develop the well. All this will significantly increase the time and cost of work. In addition, in most wells, the space between the conductor and the intermediate string is cemented, which also increases the time and labor required to clean the sealing surfaces. In addition, to install a casing head of the OKK-2 type on a conductor, it is necessary to cut a thread, which is not always possible due to worn-out and corroded pipes. If there is an eccentricity between the conductor and the intermediate column, the installation of a column head of the OKK-2 type without special devices will be impossible.

Известно устройство для герметизации устья скважины с надводным размещением противовыбросового оборудования (см. а.с. №1799996 от 08.05.91 г. по кл. E21B 33/035, опубл. 07.03.93 г.), включающее корпус со стойками колонной головки, жестко связанной с кондуктором, размещенным внутри водоотделяющей колонны. Между водоотделяющей колонной и кондуктором установлена опорная втулка с последовательно размещенными под ней уплотнительным элементом, кронбуксой, основными и дополнительными клиньями, распорными конусами, затяжными шпильками с гайками на верхних концах и подпружиненными кольцами. Герметизация осуществляется в межколонном пространстве между кондуктором и водоотделяющей колонной. Недостатками является следующее. Для установки в межколонное пространство устройства для герметизации необходимо произвести срез водоотделяющей колонны. Причем монтаж устройства возможен только в скважинах с большим зазором между колоннами. Малый зазор, а также наличие эксцентриситета между колоннами не позволят смонтировать устройство в межколонном пространстве. К тому же корпус колонной головки к кондуктору подсоединяют путем приварки, т.е. необходимо проведение огневых работ.A device for sealing the wellhead with surface placement of blowout equipment (see AS No. 1799996 from 05/08/91 according to class E21B 33/035, publ. 03/07/93), including a housing with uprights of the column head rigidly connected to the conductor placed inside the riser. A support sleeve is installed between the water separating column and the conductor with a sealing element sequentially placed under it, a crown, main and additional wedges, spacer cones, tightening rods with nuts at the upper ends and spring-loaded rings. Sealing is carried out in the annular space between the conductor and the riser. The disadvantages are the following. For installation in the annular space of the device for sealing, it is necessary to cut the riser column. Moreover, the installation of the device is possible only in wells with a large gap between the columns. The small gap, as well as the presence of eccentricity between the columns will not allow the device to be mounted in annular space. In addition, the housing of the column head to the conductor is connected by welding, i.e. hot work is necessary.

Известно устьевое оборудование скважины (см. п. РФ №2269641 от 18.01.2005 г. по кл. E21B 33/03, опубл. 10.02.2006 г.) Устьевое оборудование включает колонную головку, состоящую из корпуса с радиальными каналами, фланца, элементов соединения, подвески и герметизации обсадной колонны, и трубную головку. Корпус и фланец колонной головки выполнены разъемными. Недостатками указанного оборудования является следующее. Устьевое оборудование предназначено для использования на находящихся в эксплуатации ранее построенных скважинах с установкой такого оборудования во время капитальных ремонтов указанных скважин. Для установки оборудования необходимо: заглушить скважину, извлечь забойное оборудование, установить изолирующий цементный мост, после переоборудования устья разбурить мост и освоить скважину, что значительно увеличит время и стоимость работ.Wellhead well equipment is known (see Cl. RF No. 2269641 dated January 18, 2005, class E21B 33/03, published February 10, 2006) Wellhead equipment includes a column head consisting of a housing with radial channels, a flange, and elements connection, suspension and sealing of the casing, and the pipe head. The housing and the flange of the column head are made detachable. The disadvantages of this equipment is the following. Wellhead equipment is intended for use on previously constructed wells with the installation of such equipment during major repairs of these wells. To install the equipment it is necessary: to plug the well, remove the downhole equipment, install an insulating cement bridge, after re-equipment the mouth, drill the bridge and develop the well, which will significantly increase the time and cost of work.

Уплотнение кондуктора осуществляется по боковой поверхности. За длительный период эксплуатации скважины наружная и внутренняя поверхности кондуктора в результате коррозии становятся непригодными для осуществления герметизации без предварительной их обработки. Зачистка таких поверхностей трудоемка и невозможна при глубокой коррозии.Conductor sealing is carried out on the side surface. For a long period of operation of the well, the outer and inner surfaces of the conductor as a result of corrosion become unsuitable for sealing without prior treatment. Cleaning such surfaces is time consuming and impossible with deep corrosion.

При герметизации эксцентричных колонн значительно усложнится конструкция и снизится технологичность изготовления.When sealing eccentric columns, the design will become much more complicated and the manufacturability will decrease.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, обеспечивает:The technical result that can be obtained by carrying out the invention provides:

- надежную герметизацию пространства между кондуктором и промежуточной колонной за счет выполнения герметизатора разъемным;- reliable sealing of the space between the conductor and the intermediate column due to the implementation of the sealant detachable;

- сокращение сроков переоборудования устья действующих скважин, оборудованных однофланцевыми колонными головками типа ОКК-1 за счет возможности установки герметизатора без демонтажа однофланцевых колонных головок типа ОКК-1, т.е. без глушения скважины и проведения других длительных и трудоемких операций;- reducing the time for re-equipping the mouth of existing wells equipped with OKK-1 single-flange column heads due to the possibility of installing a sealant without dismantling OKK-1 single-flange column heads, i.e. without killing the well and conducting other long and laborious operations;

- возможность установки герметизатора при эксцентричном расположении колонн за счет уплотнения кондуктора по торцу;- the ability to install a sealant with an eccentric arrangement of columns due to conductor sealing at the end;

- исключение операции по нарезанию резьб и огневых работ при установке герметизатора, что позволит монтировать его при наличии давления в скважине и при возможных газовыделениях.- the exception of the operation of threading and hot work when installing the sealant, which will allow it to be mounted in the presence of pressure in the well and with possible gas evolution.

Технический результат достигается с помощью предлагаемого герметизатора устья скважины разъемного, включающего:The technical result is achieved using the proposed sealant wellhead detachable, including:

устанавливаемый на торце кондуктора с охватом части длины промежуточной колонны, эксцентрично расположенной в кондукторе, разъемный цилиндрический корпус, состоящий из двух полукорпусов, соединенных между собой встык и загерметизированных напряженно-деформированными медьсодержащими прокладками, причем плоскость стыков полукорпусов перпендикулярна направлению эксцентриситета кондуктора и промежуточной колонны;mounted on the end of the conductor with the coverage of part of the length of the intermediate column eccentrically located in the conductor, a detachable cylindrical body consisting of two half-shells, joined together end-to-end and sealed with stress-strain copper-containing gaskets, the plane of the joints of the half-shells being perpendicular to the direction of the eccentricity eccentricity column;

на нижнем торце каждого полукорпуса приварена полупланшайба с кольцевой канавкой специальной конфигурации на ее нижней торцевой поверхности под разрезное уплотнительное кольцо, выполненное из мягкого металла, причем кольцевая канавка проточена с учетом максимальной толщины стенки кондуктора и максимального эксцентриситета кондуктора и промежуточной колонны, с обеспечением соосности разъемного цилиндрического корпуса относительно промежуточной колонны;on the lower end of each half-shell, a half-washer with a special configuration annular groove is welded on its lower end surface for a split sealing ring made of soft metal, and the annular groove is grooved taking into account the maximum thickness of the conductor wall and the maximum eccentricity of the conductor and the intermediate column, ensuring coaxiality of the detachable cylindrical the housing relative to the intermediate column;

в верхней части на наружной боковой поверхности каждого полукорпуса приварен полуфланец, причем между полуфланцами и полупланшайбами приварены стяжные планки с косынками, а под полупланшайбами - стяжные планки с пластинами, при этом все стяжные планки имеют стяжные отверстия под шпильки с гайками, а в один из полукорпусов вварен патрубок;in the upper part on the outer side surface of each half-housing, a half-flange is welded, and between the half-flanges and half-washers, tie bars with kerchiefs are welded, and under the half-tubes there are tie bars with plates, while all tie bars have tie holes for the studs with nuts, and in one of the half-shells welded pipe;

в средней части на внутренней боковой поверхности каждого полукорпуса приварено полукольцо, верхняя торцевая поверхность которого выполнена конусной;in the middle part on the inner side surface of each half-shell a half ring is welded, the upper end surface of which is made conical;

над полукольцами установлены самоуплотняющиеся конусные кольца, выполненные из эластичного материала и разрезанные по всей высоте, причем места разрезов смещены друг относительно друга;self-sealing conical rings made of elastic material and cut along the entire height are installed above the half rings, and the places of the cuts are offset from each other;

над самоуплотняющимися конусными кольцами установлена разъемная грундбукса, половинки которой зафиксированы зацепами, причем нижняя торцевая поверхность разъемной грундбуксы выполнена конусной, а угол наклона φ ее торцевой поверхности к вертикальной оси герметизатора определяют из неравенстваa detachable packing follower is installed above the self-sealing conical rings, the halves of which are fixed by hooks, the lower end surface of the detachable packing follower being conical, and the angle of inclination φ of its end surface to the vertical axis of the sealant is determined from the inequality

ϕ a r c t g 1 f

Figure 00000001
, ϕ a r c t g one f
Figure 00000001
,

где: f - коэффициент трения эластичного материала по металлу;where: f is the coefficient of friction of the elastic material on the metal;

верхние торцевые поверхности полуколец и самоуплотняющиеся конусные кольца имеют конусность, соответствующую конусности нижней торцевой поверхности разъемной грундбуксы;the upper end surfaces of the half rings and the self-sealing conical rings have a taper corresponding to the taper of the lower end surface of the split packing follower;

в верхней части разъемной грундбуксы и в полуфланцах выполнены сквозные отверстия под упорные шпильки с гайками, установленными над разъемной грундбуксой и полуфланцами;through holes for thrust studs with nuts installed above the split packing follower and half flanges are made in the upper part of the detachable packing follower and in the half flanges;

над разъемной грундбуксой установлена разъемная упорная втулка с резьбовыми отверстиями, выполненными на нижней торцевой поверхности, с обеспечением фиксации верхней части упорных шпилек, причем разъемная упорная втулка в верхней части состыкована в единую деталь фиксирующими вкладышами, места стыков которых перпендикулярны местам стыков разъемной упорной втулки, а на внутреннюю боковую поверхность разъемной упорной втулки, выполненную конусно, опираются плашки.above the detachable packing follower, a detachable thrust sleeve with threaded holes made on the lower end surface is mounted to ensure that the upper part of the thrust studs is fixed, and the detachable thrust sleeve in the upper part is joined in a single piece by the locking inserts, the joints of which are perpendicular to the joints of the detachable thrust sleeve, and the cones are supported on the inner side surface of the detachable thrust sleeve made conically.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует условию новизны.Thus, the claimed technical solution meets the condition of novelty.

Анализ изобретательского уровня показал следующее: из источников патентной документации и научно-технической литературы не выявлены технические решения, имеющие в своей основе признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого технического решения, обеспечивающими достигаемый технический результат, обусловленный неизвестными свойствами конструктивных элементов герметизатора и связями между конструктивными элементами. Таким образом, заявляемые существенные признаки не следуют явным образом из уровня техники, т.е. соответствуют условию изобретательского уровня.The analysis of the inventive step showed the following: from the sources of patent documentation and scientific and technical literature no technical solutions have been identified that are based on features that match the distinctive features of the claimed technical solution, providing an achievable technical result due to the unknown properties of the structural elements of the sealant and the connections between the structural elements . Thus, the claimed essential features do not follow explicitly from the prior art, i.e. correspond to the condition of inventive step.

Конструкция заявляемого устройства поясняется следующими чертежами:The design of the claimed device is illustrated by the following drawings:

на фиг.1 представлен фронтальный разрез устройства;figure 1 presents the frontal section of the device;

на фиг.2 представлен профильный разрез устройства;figure 2 presents a profile section of the device;

на фиг.3 представлен вид снизу.figure 3 presents a bottom view.

Герметизатор устья скважины разъемный установлен на торце кондуктора 1 и охватывает часть длины промежуточной колонны 2, которая эксцентрично расположена в кондукторе 1. Герметизатор содержит разъемный цилиндрический корпус, который состоит из двух полукорпусов 3. Полукорпусы 3 соединены между собой встык, а места стыков загерметизированы напряженно-деформированными медьсодержащими прокладками 4. Плоскость стыков полукорпусов 3 перпендикулярна направлению эксцентриситета е кондуктора 1 и промежуточной колонны 2. На нижнем торце каждого полукорпуса 3 приварена полупланшайба 5 с кольцевой канавкой 6 специальной конфигурации на ее нижней торцевой поверхности под разрезное уплотнительное кольцо 7. Уплотнительное кольцо 7 выполнено из мягкого металла. Кольцевая канавка 6 специальной конфигурации проточена с учетом максимальной толщины стенки кондуктора 1 и максимального эксцентриситета е кондуктора 1 и промежуточной колонны 2, с обеспечением соосности разъемного цилиндрического корпуса относительно промежуточной колонны 2. В верхней части на наружной боковой поверхности каждого полукорпуса 3 приварен полуфланец 8. Между полуфланцами 8 и полупланшайбами 5 приварены стяжные планки 9 с косынками 10, а под полупланшайбами 5 - стяжные планки 11 с пластинами 12. Стяжные планки 9, 11 имеют сквозные отверстия 13 под шпильки 14 и гайки 15. В один из полукорпусов 3 вварен патрубок 16 для возможности проведения технологических операций, а также подсоединения манометра и кранов для сброса давления. В средней части на внутренней боковой поверхности каждого полукорпуса 3 приварено полукольцо 17, верхняя торцевая поверхность которого выполнена конусной. Над полукольцами 17 установлены самоуплотняющиеся конусные кольца 18, выполненные из эластичного материала. Самоуплотняющиеся конусные кольца 18 разрезаны по всей высоте, а места разрезов смещены друг относительно друга. Над самоуплотняющимися конусными кольцами 18 установлена разъемная грундбукса 19, половинки которой зафиксированы зацепами 20. Нижняя торцевая поверхность грундбуксы 19 выполнена конусной, а угол наклона φ ее торцевой поверхности к вертикальной оси герметизатора определяют из неравенстваThe wellhead sealant is detachable mounted on the end of the conductor 1 and covers part of the length of the intermediate string 2, which is eccentrically located in the conductor 1. The sealant contains a detachable cylindrical body, which consists of two half-shells 3. Half-shells 3 are connected end to end, and the joints are tightly sealed deformed copper-containing gaskets 4. The plane of the joints of the half-shells 3 is perpendicular to the direction of the eccentricity e of the conductor 1 and the intermediate column 2. At the lower end of each poluplanshayba half shell 3 is welded with an annular groove 5, 6, a specific configuration at its lower end surface of a split seal ring 7. The seal ring 7 is made of soft metal. An annular groove 6 of a special configuration is grooved taking into account the maximum wall thickness of the conductor 1 and the maximum eccentricity e of the conductor 1 and the intermediate column 2, ensuring the coaxiality of the detachable cylindrical body relative to the intermediate column 2. In the upper part on the outer side surface of each half-body 3, a half-flange is welded 8. Between coupling flanges 9 with kerchiefs 10 are welded by half flanges 8 and half-washers 5, and connecting bars 11 with plates 12 under the half-washers 5. The connecting bars 9, 11 have through tverstiya 13 by studs 14 and nuts 15. One half-shells 3 welded connection 16 to the possibility of manufacturing operations, as well as connections for pressure gauge and pressure relief valves. In the middle part on the inner side surface of each half-body 3, a half-ring 17 is welded, the upper end surface of which is made conical. Above the half rings 17, self-sealing conical rings 18 are made of elastic material. Self-sealing conical rings 18 are cut along the entire height, and the places of the cuts are offset from each other. Above the self-sealing conical rings 18, a detachable packing follower 19 is installed, the halves of which are fixed by hooks 20. The lower end surface of the packing follower 19 is conical, and the angle of inclination φ of its end surface to the vertical axis of the sealant is determined from the inequality

ϕ a r c t g 1 f

Figure 00000002
, ϕ a r c t g one f
Figure 00000002
,

где: f - коэффициент трения эластичного материала по металлу.where: f is the coefficient of friction of the elastic material on the metal.

Верхние торцевые поверхности полуколец 17 и самоуплотняющиеся конусные кольца 18 имеют конусность, соответствующую конусности нижней торцевой поверхности разъемной грундбуксы 19. В верхней части разъемной грундбуксы 19 и в полуфланцах 8 выполнены сквозные отверстия 21, 22 под упорные шпильки 23 с гайками 24, 25. Гайки 24 установлены над разъемной грундбуксой 19, а гайки 25 - над полуфланцами 8. Над разъемной грундбуксой 19 установлена разъемная упорная втулка 26. Разъемная упорная втулка 26 имеет резьбовые отверстия 27, выполненные на ее нижней торцевой поверхности для фиксации верхней части упорных шпилек 23. Разъемная упорная втулка 26 в верхней части состыкована в единую деталь фиксирующими вкладышами 28, места стыков которых перпендикулярны местам стыков разъемной упорной втулки 26. На внутреннюю боковую поверхность разъемной упорной втулки 26, выполненную конусно, опираются плашки 29.The upper end surfaces of the semirings 17 and the self-sealing conical rings 18 have a taper corresponding to the conicity of the lower end surface of the detachable packing follower 19. In the upper part of the detachable packing follower 19 and in the half flanges 8, through holes 21, 22 are made for thrust studs 23 with nuts 24, 25. Nuts 24 mounted above the split packing follower 19 and nuts 25 above the half flanges 8. Above the split packing follower 19, a detachable thrust sleeve 26 is mounted. The split thrust sleeve 26 has threaded holes 27 made on its lower end face surfaces for fixing the upper part of the thrust studs 23. The detachable thrust sleeve 26 in the upper part is joined in a single part by the locking inserts 28, the joints of which are perpendicular to the joints of the split thrust sleeve 26. The cones are supported on the inner side surface of the split thrust sleeve 26, made conically, .

Герметизатор на устье скважины устанавливают в следующем порядке.The sealant at the wellhead is installed in the following order.

Для создания напряженно-деформированного состояния медьсодержащих прокладок 4 предварительно на заводе-изготовителе полукорпусы 3 с медьсодержащими прокладками 4 стягивают между собой шпильками 14 до образования герметичного стыка. При этом медьсодержащие прокладки 4 деформируются и частично заплывают внутрь разъемного цилиндрического корпуса. Далее начисто протачивают внутреннюю поверхность разъемного цилиндрического корпуса над полукольцами 17 и в собранном виде разъемный цилиндрический корпус поставляют на скважину. После разъединения полукорпусов 3 перед монтажом на скважине медьсодержащие прокладки 4 сохраняют форму сопрягаемых поверхностей и остаются в напряженно-деформированном состоянии, поэтому при монтаже не заплывают внутрь разъемного цилиндрического корпуса, обеспечивая надежную герметизацию пространства между разъемным цилиндрическим корпусом и промежуточной колонной 2.To create a stress-strain state of copper-containing gaskets 4 previously at the factory, the half-shells 3 with copper-containing gaskets 4 are pulled together by studs 14 until a tight joint is formed. In this case, the copper-containing gaskets 4 are deformed and partially float inside the detachable cylindrical body. Next, the inner surface of the detachable cylindrical body above the half rings 17 is completely cleaned and, when assembled, the detachable cylindrical body is delivered to the well. After disconnecting the half-shells 3 before mounting on the well, copper-containing gaskets 4 retain the shape of the mating surfaces and remain in a stress-strain state, therefore, during installation they do not float inside the split cylindrical body, providing reliable sealing of the space between the split cylindrical body and the intermediate column 2.

Перед установкой герметизатора на устье скважины (фиг.1, 2) роликовым труборезом обрезают верхний конец кондуктора 1 и зачищают торцевую поверхность. Определяют направление эксцентриситета е между кондуктором 1 и промежуточной колонной 2. На подготовленный торец кондуктора 1 устанавливают полукорпусы 3 с кольцевой канавкой 6 специальной конфигурации (фиг.3), выполненной на нижней торцевой поверхности полупланшайб 5, и соединяют их между собой встык, стягивая шпильками 14 стяжные планки 9 и стяжные планки 11. Места стыков полукорпусов 3 герметизируют напряженно-деформированными медьсодержащими прокладками 4. Собранный разъемный цилиндрический корпус приподнимают и в кольцевую канавку 6 специальной конфигурации укладывают разрезное уплотнительное кольцо 7, выполненное из мягкого металла. Далее разъемный цилиндрический корпус с разрезным уплотнительным кольцом 7 устанавливают на торец кондуктора 1 таким образом, чтобы плоскость стыков полукорпусов 3 была перпендикулярна направлению эксцентриситета е кондуктора 1 и промежуточной колонны 2, а разъемный цилиндрический корпус был соосен промежуточной колонне 2.Before installing the sealant at the wellhead (FIGS. 1, 2), the upper end of the conductor 1 is cut with a roller pipe cutter and the end surface is cleaned. The direction of the eccentricity e is determined between the conductor 1 and the intermediate column 2. On the prepared end of the conductor 1, half-bodies 3 are installed with an annular groove 6 of a special configuration (Fig. 3), made on the lower end surface of the half-washers 5, and they are joined together end to end, tightened with studs 14 tie rods 9 and tie rods 11. The joints of the half-shells 3 are sealed with stress-strain copper-containing gaskets 4. The assembled detachable cylindrical body is lifted into the annular groove 6 Hoc configurations stacked split sealing ring 7 made of a soft metal. Next, the detachable cylindrical body with a split sealing ring 7 is mounted on the end of the conductor 1 so that the plane of the joints of the half-shells 3 is perpendicular to the direction of the eccentricity e of the conductor 1 and the intermediate column 2, and the detachable cylindrical body is aligned with the intermediate column 2.

В кольцевое пространство между разъемным цилиндрическим корпусом и промежуточной колонной 2 на полукольца 17 укладывают самоуплотняющиеся конусные кольца 18, конусность которых компенсирует неравномерность кольцевого пространства, обеспечивая надежную герметизацию межтрубного пространства. Смещение мест разрезов самоуплотняющихся конусных колец 18 друг относительно друга позволяет перекрыть места разрезов целой частью кольца. При этом пакет разрезных колец работает как пакет неразрезных колец. Предварительно собирают две компоновки, каждая из которых состоит из половины разъемной упорной втулки 26 с вкрученными упорными шпильками 23, гаек 24, половины разъемной грундбуксы 19 и гаек 25. Устанавливают их над разъемным цилиндрическим корпусом таким образом, чтобы нижний торец разъемной грундбуксы 19 уперся в самоуплотняющиеся конусные кольца 18, а упорные шпильки 23 вошли в соответствующие сквозные отверстия 21 разъемной грундбуксы 19 и сквозные отверстия 22 полуфланцев 8. Нижнюю торцевую поверхность разъемной грундбуксы 19 выполняют конусной, а угол наклона φ ее торцевой поверхности к вертикальной оси герметизатора определяют из неравенстваIn the annular space between the detachable cylindrical body and the intermediate column 2, self-sealing conical rings 18 are laid on the half rings 17, the taper of which compensates for the unevenness of the annular space, providing reliable sealing of the annular space. The displacement of the cut points of the self-sealing conical rings 18 relative to each other allows you to overlap the cut places with the whole part of the ring. In this case, the split ring pack works like a continuous ring pack. Two assemblies are pre-assembled, each of which consists of half of a detachable thrust sleeve 26 with screwed thrust pins 23, nuts 24, half of a detachable packing follower 19 and nuts 25. Install them above the detachable cylindrical body so that the lower end of the detachable packing follower 19 rests against the self-sealing conical rings 18, and the thrust pins 23 entered the corresponding through holes 21 of the detachable packing followers 19 and through holes 22 of the half flanges 8. The lower end surface of the detachable packing followers 19 perform a cone and the angle of inclination φ of its end surface to the vertical axis of the sealant is determined from the inequality

ϕ a r c t g 1 f

Figure 00000003
, ϕ a r c t g one f
Figure 00000003
,

где: f - коэффициент трения эластичного материала по металлу.where: f is the coefficient of friction of the elastic material on the metal.

При монтаже герметизатора возможны его перекосы, несоосность, а также овальность промежуточной колонны 2. Для их компенсации предусмотрены технологические зазоры в разъемной грундбуксе 19. При высоких контактных нагрузках возможно пластическое течение эластичного материала в эти зазоры. Этому препятствует сила трения, возникающая при контакте нижней торцевой конусной поверхности разъемной грундбуксы 19 с поверхностью самоуплотняющихся конусных колец 18. Достаточная сила трения возникает при угле наклона φ, определяемом из вышеуказанного неравенства.During the installation of the sealant, its distortions, misalignment, as well as the ovality of the intermediate column 2 are possible. Technological clearances are provided in the detachable packing follower 19 to compensate for them. At high contact loads, plastic flow of elastic material into these clearances is possible. This is prevented by the frictional force arising from the contact of the lower end conical surface of the split packing follower 19 with the surface of the self-sealing conical rings 18. A sufficient friction force occurs when the angle of inclination φ is determined from the above inequality.

Пример. Разъемную грундбуксу 19 изготавливают из стали 45, нижняя торцевая конусная поверхность которой обработана по 4 классу шероховатости. Самоуплотняющиеся конусные кольца 18 выполняют из резины марки ИРП-1294. При сухом трении резины по стали коэффициент трения составляет 0,4-1,0 (см. Яворский Ю. Резина в автомобилях. / пер. с польского. Под редакцией В.М. Харчевникова. - Л.: Машиностроение, 1980. с.21, Интернет Сайт: http://shinyavto.ru/books/rezina_v_avto/rezina_v_avto_21.html.) Экспериментальным путем в лабораторных условиях было установлено, что коэффициент трения вышеуказанной марки резины по стали 45 без смазки равен f=0,7, тогда угол наклона φ торцевой поверхности разъемной грундбуксы 19 к вертикальной оси герметизатора определяют из неравенства Example. The detachable packing follower 19 is made of steel 45, the lower end conical surface of which is processed according to roughness class 4. Self-sealing conical rings 18 are made of rubber grade IRP-1294. With dry friction of rubber on steel, the friction coefficient is 0.4-1.0 (see Yavorsky Y. Rezina in automobiles / translated from Polish. Edited by V.M. Kharchevnikov. - L.: Mechanical Engineering, 1980. p. 21, Internet Site: http://shinyavto.ru/books/rezina_v_avto/rezina_v_avto_21.html.) It was experimentally established in laboratory conditions that the coefficient of friction of the above grade of rubber on steel 45 without lubricant is equal to f = 0.7, then the angle the slope φ of the end surface of the split packing follower 19 to the vertical axis of the sealant is determined from the inequality

ϕ a r c t g 1 0,7

Figure 00000004
, ϕ a r c t g one 0.7
Figure 00000004
,

то есть φ≥55°. Принимаем φ=60°.i.e. φ≥55 °. We take φ = 60 °.

Верхние торцевые поверхности полуколец 17 и самоуплотняющиеся конусные кольца 18 имеют конусность, соответствующую конусности нижней торцевой поверхности разъемной грундбуксы 19, т.е. 60°, что обеспечит надежную герметизацию за счет равномерного поджатая самоуплотняющихся конусных колец 18.The upper end surfaces of the semirings 17 and the self-sealing conical rings 18 have a taper corresponding to the taper of the lower end surface of the split packing follower 19, i.e. 60 °, which will provide reliable sealing due to the uniformly tightened self-sealing conical rings 18.

После установки данных компоновок половинки разъемной грундбуксы 19 соединяют в единую деталь зацепами 20, а половинки разъемной упорной втулки 26 соединяют с помощью фиксирующих вкладышей 28. После этого в пространство, образованное между внутренней боковой поверхностью разъемной упорной втулки 26 и промежуточной колонной 2, устанавливают плашки 29. Сначала проводят герметизацию кондуктора 1 по торцу, перемещая гайки 25 вниз по упорным шпилькам 23 и передавая тем самым осевое усилие через полуфланцы 8 разъемного цилиндрического корпуса на разрезное уплотнительное кольцо 7. Затем перемещением гаек 24 вниз по упорным шпилькам 23 задавливают разъемную грундбуксу 19 с контактным давлением, не превышающим предел текучести резины, герметизируя пространство между разъемным корпусом и промежуточной колонной.After installing these layouts, the halves of the detachable packing follower 19 are connected in a single part by hooks 20, and the halves of the detachable thrust sleeve 26 are connected by means of fixing inserts 28. After that, the dies 29 are installed in the space formed between the inner side surface of the detachable thrust sleeve 26 and the intermediate column 2. First, the conductor 1 is sealed at the end, moving the nuts 25 down along the thrust studs 23 and thereby transmitting axial force through the half flanges 8 of the detachable cylindrical body at a time eznoe sealing ring 7. Then, the nuts 24 moving down the crush resistant studs 23 split packing follower 19 with a contact pressure not exceeding yield strength of rubber, sealing the space between the split body and the intermediate column.

Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию промышленная применимость.Thus, we can conclude that the proposed technical solution meets the condition of industrial applicability.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности, а именно условию новизны, изобретательского уровня и промышленной применимости.The claimed technical solution meets the criterion of patentability, namely the condition of novelty, inventive step and industrial applicability.

Claims (1)

Герметизатор устья скважины разъемный, устанавливаемый на торце кондуктора с охватом части длины промежуточной колонны, эксцентрично расположенной в кондукторе, включающий разъемный цилиндрический корпус, состоящий из двух полукорпусов, соединенных между собой встык и загерметизированных напряженно-деформированными медьсодержащими прокладками, причем плоскость стыков полукорпусов перпендикулярна направлению эксцентриситета кондуктора и промежуточной колонны, а на нижнем торце каждого полукорпуса приварена полупланшайба с кольцевой канавкой специальной конфигурации на ее нижней торцевой поверхности под разрезное уплотнительное кольцо, выполненное из мягкого металла, причем кольцевая канавка проточена с учетом максимальной толщины стенки кондуктора и максимального эксцентриситета кондуктора и промежуточной колонны, с обеспечением соосности разъемного цилиндрического корпуса относительно промежуточной колонны, а в верхней части на наружной боковой поверхности каждого полукорпуса приварен полуфланец, причем между полуфланцами и полупланшайбами приварены стяжные планки с косынками, а под полупланшайбами - стяжные планки с пластинами, при этом все стяжные планки имеют сквозные отверстия под шпильки с гайками, а в один из полукорпусов вварен патрубок, причем в средней части на внутренней боковой поверхности каждого полукорпуса приварено полукольцо, верхняя торцевая поверхность которого выполнена конусной, при этом над полукольцами установлены самоуплотняющиеся конусные кольца, выполненные из эластичного материала и разрезанные по всей высоте, причем места разрезов смещены друг относительно друга, а над самоуплотняющимися конусными кольцами установлена разъемная грундбукса, половинки которой зафиксированы зацепами, причем нижняя торцевая поверхность разъемной грундбуксы выполнена конусной, а угол наклона φ ее торцевой поверхности к вертикальной оси герметизатора определяют из неравенства
ϕ a r c t g 1 f
Figure 00000005
,
где: f - коэффициент трения эластичного материала по металлу,
при этом верхние торцевые поверхности полуколец и самоуплотняющиеся конусные кольца имеют конусность, соответствующую конусности нижней торцевой поверхности разъемной грундбуксы, а в верхней части разъемной грундбуксы и в полуфланцах выполнены сквозные отверстия под упорные шпильки с гайками, установленными над разъемной грундбуксой и полуфланцами, при этом над разъемной грундбуксой установлена разъемная упорная втулка с резьбовыми отверстиями, выполненными на нижней торцевой поверхности, с обеспечением фиксации верхней части упорных шпилек, причем разъемная упорная втулка в верхней части состыкована в единую деталь фиксирующими вкладышами, места стыков которых перпендикулярны местам стыков разъемной упорной втулки, а на внутреннюю боковую поверхность разъемной упорной втулки, выполненную конусно, опираются плашки.
The wellhead sealer is detachable, mounted on the end of the conductor with coverage of a part of the length of the intermediate string eccentrically located in the conductor, including a detachable cylindrical body, consisting of two half-shells, joined together end-to-end and sealed with stress-strain copper-containing gaskets, with the plane of the joints of the half-corps head the conductor and the intermediate column, and at the lower end of each half-shell a half-plate with a ring is welded a special configuration groove on its lower end surface for a split sealing ring made of soft metal, and the annular groove is grooved taking into account the maximum thickness of the conductor wall and the maximum eccentricity of the conductor and the intermediate column, ensuring coaxiality of the detachable cylindrical body relative to the intermediate column, and in the upper a part on the outer side surface of each half-shell is welded a half flange, and between welded half flanges and half-washers There are tie bars with kerchiefs, and under the half-washers there are tie bars with plates, while all tie bars have through holes for the studs with nuts, and a pipe is welded into one of the half-shells, with a half-ring welded in the middle part on the inner side surface of each half-shell the end surface of which is made conical, while self-sealing conical rings made of elastic material and cut along the entire height are installed over the half rings, and the places of the cuts are offset flax other, and above the self-sealing cone rings mounted detachable packing follower halves which hooks are fixed, the lower end surface of the split packing follower is made cone-shaped, and its inclination angle φ to the vertical end surface of the dock axis determined from the inequality
ϕ a r c t g one f
Figure 00000005
,
where: f is the coefficient of friction of the elastic material on the metal,
the upper end surfaces of the semicircles and the self-sealing cone rings have a taper corresponding to the conicity of the lower end surface of the detachable packing follower, and through holes for thrust studs with nuts installed above the detachable packing follower and half flanges are made in the upper part of the detachable packing follower and in the half flanges, while above the connector a grooveback mounted detachable thrust sleeve with threaded holes made on the lower end surface, ensuring the fixation of the upper part dowels, moreover, the split thrust sleeve in the upper part is joined into a single part by the locking inserts, the joints of which are perpendicular to the joints of the split thrust sleeve, and the dies rest on the inner side surface of the split thrust sleeve.
RU2013128635/03A 2013-06-24 2013-06-24 Wellhead split sealer RU2531667C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128635/03A RU2531667C1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 Wellhead split sealer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128635/03A RU2531667C1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 Wellhead split sealer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2531667C1 true RU2531667C1 (en) 2014-10-27

Family

ID=53382077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128635/03A RU2531667C1 (en) 2013-06-24 2013-06-24 Wellhead split sealer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531667C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775209C1 (en) * 2022-01-11 2022-06-28 Открытое акционерное общество "Газпром трансгаз Беларусь" Device for sealing the intercolumn space of the well head between the conductor and the technical column

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1694852A1 (en) * 1989-08-11 1991-11-30 Мирсат М.Нагуманов и Марат М.Нагуманов Well gorge hermetic sealing
SU1745878A1 (en) * 1990-06-25 1992-07-07 Научно-Исследовательское, Проектно-Конструкторское, Опытно-Экспериментальное И Строительно-Монтажное Объединение По Осушению Месторождений Полезных Ископаемых И Специальным Горным Работам "Виогем" Wellhead sealing device
RU2143541C1 (en) * 1998-03-16 1999-12-27 Абрамов Александр Федорович Device for hermetic sealing of well mouth
RU2269641C1 (en) * 2005-01-18 2006-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Wellhead equipment (variants)
US7740061B2 (en) * 2003-12-31 2010-06-22 Plexus Ocean Systems Ltd. Externally activated seal system for wellhead

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1694852A1 (en) * 1989-08-11 1991-11-30 Мирсат М.Нагуманов и Марат М.Нагуманов Well gorge hermetic sealing
SU1745878A1 (en) * 1990-06-25 1992-07-07 Научно-Исследовательское, Проектно-Конструкторское, Опытно-Экспериментальное И Строительно-Монтажное Объединение По Осушению Месторождений Полезных Ископаемых И Специальным Горным Работам "Виогем" Wellhead sealing device
RU2143541C1 (en) * 1998-03-16 1999-12-27 Абрамов Александр Федорович Device for hermetic sealing of well mouth
US7740061B2 (en) * 2003-12-31 2010-06-22 Plexus Ocean Systems Ltd. Externally activated seal system for wellhead
RU2269641C1 (en) * 2005-01-18 2006-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" Wellhead equipment (variants)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775209C1 (en) * 2022-01-11 2022-06-28 Открытое акционерное общество "Газпром трансгаз Беларусь" Device for sealing the intercolumn space of the well head between the conductor and the technical column

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8960276B2 (en) Wellhead seal device to seal casing
US8061419B2 (en) Casing head slip lock connection for high temperature service
EP0746666B1 (en) Fluid-tight connecting apparatus
RU2613361C2 (en) Device and method for sealing pipe and method of making said device
CA3020685C (en) Enhanced union connection
WO2011020182A1 (en) Wellhead connection
US20160298409A1 (en) High-Strength Blowout Preventer Shearing Ram and Connecting Rod
CA2883456C (en) Seal assembly for a casing hanger
CN113167107A (en) Improved seals for wells
CN107075925B (en) Multipurpose double-abutting-part sealing connection
US20090223661A1 (en) Split non-welded casing cap for high temperature service
CA2411122C (en) Tubular connection floating shoulder ring
RU2531667C1 (en) Wellhead split sealer
RU177300U1 (en) LINING Casing
US11053764B2 (en) Hang off ram preventer
US20130033033A1 (en) Pipeline liner non-flange connection
GB2555140A (en) An apparatus for sealing a pipe
US9683413B1 (en) Drilling riser joint with integrated multiplexer line
CN204098845U (en) COMPRESSIONTYPE cover pipe connection
RU2269641C1 (en) Wellhead equipment (variants)
RU2775209C1 (en) Device for sealing the intercolumn space of the well head between the conductor and the technical column
WO2017201474A1 (en) Metal-to-metal well equipment seal
RU2502859C2 (en) Sealing device of tubing-casing annulus on well head
RU2747903C1 (en) Device for sealing the mouth of inclined well during round-trip operations of double-row pipe string
CA2691902C (en) Casing annulus isolation device