RU2637681C1 - Tube head - Google Patents
Tube head Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637681C1 RU2637681C1 RU2016143912A RU2016143912A RU2637681C1 RU 2637681 C1 RU2637681 C1 RU 2637681C1 RU 2016143912 A RU2016143912 A RU 2016143912A RU 2016143912 A RU2016143912 A RU 2016143912A RU 2637681 C1 RU2637681 C1 RU 2637681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- sleeve
- housing
- bushing
- channels
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 11
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/03—Well heads; Setting-up thereof
- E21B33/04—Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности, к устьевому оборудованию для эксплуатации скважин.The invention relates to mining, in particular, to wellhead equipment for operating wells.
Известна арматура устьевая под установку ШГН АШК50×14 по ТУ 3665-009-49652808-2004 (Каталог продукции «Оборудование для нефтегазовой отрасли» ООО «Завод НГО «ТЕХНОВЕК»), содержащая корпус с двумя боковыми отводами, оснащенными запорными клапанами, переводник конусный для подвески колонны труб, устьевого сальника и перепускного клапана, установленного в переводнике.Known wellhead fittings for the installation of SHGN ASHK50 × 14 according to TU 3665-009-49652808-2004 (Product catalog "Equipment for the oil and gas industry" LLC "NGO NGO" TECHNOVEK "), containing a housing with two side outlets equipped with shut-off valves, a cone adapter for Suspension of the pipe string, wellhead seal and bypass valve installed in the sub.
Недостатком известного устройства является размещение боковых отводов корпуса на разных уровнях по высоте, что при регламентированном расположении нижнего (обычно технологического) отвода относительно уровня земли ведет к более высокому расположению основного отвода, соответственно, трубопровода линии сбора, а также небольшое (существенно меньше, чем условный проход арматуры) сечение седла перепускного клапана, недостаточное при проведении технологических операций, в частности, промывки скважинного оборудования в замкнутом цикле.A disadvantage of the known device is the location of the lateral branches of the housing at different levels in height, which, with the regulated location of the lower (usually technological) branch relative to the ground level, leads to a higher location of the main branch, respectively, of the collection line pipe, and also small (substantially less than conventional valve fittings) cross-section of the bypass valve seat, insufficient during technological operations, in particular, flushing downhole equipment in a closed cycle.
Известна арматура устья скважины (патент РФ №2159842, МПК E21B 33/03, E21B 49/08, E21B 47/00, опубл. 27.11.2000, бюл. №33), содержащая корпус с каналом сообщения с полостью насосно-компрессорных труб и каналом сообщения с межтрубным пространством, конусную муфту для подвески труб, тарельчатый клапан-отсекатель, устьевой сальник для уплотнения полированного штока глубинного штангового насоса, при этом в канале сообщения с полостью насосно-компрессорных труб установлены запорный вентиль и пробоотборник для отбора пробы на анализ по всему сечению потока, в канале сообщения с межтрубным пространством установлен запорный вентиль, кроме того, корпус снабжен дополнительным каналом сообщения полости насосно-компрессорных труб с межтрубным пространством и запорным вентилем с клапаном, установленными в этом канале.Known wellhead reinforcement (RF patent No. 2159842, IPC E21B 33/03, E21B 49/08, E21B 47/00, publ. 11/27/2000, bull. No. 33), comprising a housing with a communication channel with a cavity of tubing and communication channel with annular space, conical coupling for pipe suspension, poppet valve-shutoff, wellhead seal for sealing the polished rod of the deep-well sucker rod pump, while a shut-off valve and a sampler for sampling for analysis throughout the communication channel with the cavity of the tubing are installed flow cross section, in channel with In order to communicate with the annulus, a shut-off valve is installed; in addition, the casing is equipped with an additional channel for communicating the tubing cavity with the annulus and a shut-off valve with a valve installed in this channel.
Известна трубная головка (патент РФ №2170328, МПК E21B 33/03, опубл. 10.07.2001, бюл. №19), включающая цилиндрический корпус с верхним и нижним присоединительными фланцами, со ступенчатым осевым и радиальным каналами, с двумя верхними и двумя нижними боковыми отводами, имеющими присоединительные фланцы для установки коренных задвижек, установленный в осевом канале корпуса трубодержатель для подвески лифтовой колонны, узел крепления трубодержателя в осевом канале корпуса, размещенный в осевом канале корпуса над трубодержателем шаровой запорный орган со сквозным и глухим центральными осевыми каналами, оси которых взаимно перпендикулярны, а также с верхним и нижним седлами, узел управления шаровым запорным органом в виде установленного в радиальном канале корпуса поворотного вала, ось которого перпендикулярна осям сквозного и глухого центральных осевых каналов в шаровом запорном органе и проходит через точку их пересечения, размещенный на корпусе переходный фланец со ступенчатым осевым каналом, а также установленную в нем и в осевом канале корпуса фигурную втулку, при этом шаровой запорный орган выполнен с дополнительным глухим центральным осевым каналом, а корпус - с дополнительным верхним боковым отводом, оси которых соосны с осью поворотного вала, причем фигурная втулка жестко связана с корпусом, а верхнее седло размещено внутри фигурной втулки.Known tube head (RF patent No. 2170328, IPC E21B 33/03, publ. 07/10/2001, bull. No. 19), comprising a cylindrical body with upper and lower connecting flanges, with stepped axial and radial channels, with two upper and two lower lateral branches having connecting flanges for installing the main valves, a pipe holder installed in the axial channel of the housing for suspension of the lift column, a pipe holder fastening unit in the axial channel of the housing, a spherical locking element located in the axial channel of the housing above the pipe holder with a through and blind central axial channels, the axes of which are mutually perpendicular, as well as with upper and lower saddles, a ball locking control unit in the form of a rotary shaft installed in the radial channel of the housing, whose axis is perpendicular to the axes of the through and blind central axial channels in the ball locking body and passes through the point of their intersection, a transitional flange with a stepped axial channel located on the housing, as well as a figured sleeve installed in it and in the axial channel of the housing, with PORN body is formed with an additional hollow central axial channel, and the housing - with an additional upper sidearm, the axes of which are coaxial with the rotary axis of the shaft, wherein the brace sleeve rigidly connected with the housing, and the upper seat is housed inside the sleeve shaped.
Недостатками известных устройств являются наличие в каждом из них минимум трех запорных устройств, что приводит к увеличению габаритов, особенно радиальных, и массы, к снижению надежности работы устройств, а также сложность изготовления и ремонта корпуса.The disadvantages of the known devices are the presence in each of them of at least three locking devices, which leads to an increase in size, especially radial, and weight, to a decrease in the reliability of the devices, as well as the complexity of manufacturing and repair of the case.
Известна трубная головка (а. с. СССР №1514904, МПК E21B 33/03, опубл. 15.10.1989, бюл. №38), включающая цилиндрический корпус с размещенными концентрично в нем трубодержателем и узлом его фиксации в виде стопорных болтов, установленный в трубодержателе запорный механизм в виде стакана с запорным узлом и привод для управления запорным механизмом, при этом с целью повышения надежности работы трубной головки, сокращения продолжительности и повышения безопасности монтажных работ на устье при демонтированном противовыбросовом оборудовании она снабжена втулкой, размещенной концентрично в трубодержателе и выполненной в верхней части с кольцевыми наружным выступом и расточкой на ее внутренней поверхности, причем втулка своей нижней частью жестко связана с трубодержателем, а стакан имеет кольцевой внутренний выступ в нижней части для размещения на нем наружного выступа втулки, при этом стакан установлен с возможностью поворота вокруг втулки.Known tube head (a. With. The USSR No. 1514904, IPC E21B 33/03, publ. 10/15/1989, bull. No. 38), comprising a cylindrical body with concentric tube holder and its fixation unit in the form of locking bolts, installed in the pipe holder has a locking mechanism in the form of a cup with a locking assembly and an actuator for controlling the locking mechanism, while in order to increase the reliability of the pipe head, reduce the duration and increase the safety of installation work at the mouth with dismantled blowout control equipment, it is equipped with a a ladle placed concentrically in the tube holder and made in the upper part with an annular outer protrusion and a bore on its inner surface, the sleeve being rigidly connected to the tube holder with its lower part and the cup having an annular inner protrusion in the lower part to accommodate the outer protrusion of the sleeve, this glass is mounted with the possibility of rotation around the sleeve.
Однако известное устройство имеет следующие недостатки:However, the known device has the following disadvantages:
- во-первых, отводы фонтанной арматуры, полученной на основе известного устройства, для направления потока скважинной среды расположены выше запорного узла, что увеличивает высоту и металлоемкость фонтанной арматуры;- firstly, the branches of the fountain fittings, obtained on the basis of the known device, for directing the flow of the borehole medium are located above the shutoff assembly, which increases the height and metal consumption of the fountain fittings;
- во-вторых, устройство не предназначено для оборудования устья скважин, эксплуатируемых установками скважинного штангового насоса (УСШН), штангового винтового насоса (УШВН) и др. из-за расположения внутри запорного узла колонны штанг;- secondly, the device is not intended for the equipment of the wellhead operated by the downhole sucker rod pump (USHN), sucker rod pump (USHVN), etc. due to the location of the rod string inside the shutoff assembly;
- в-третьих, необходимость изготовления канала в корпусе для привода запорного механизма и его уплотнения, работающего под рабочим давлением;- thirdly, the need to manufacture a channel in the housing for the drive of the locking mechanism and its sealing, working under operating pressure;
- в-четвертых, применение известного устройства не исключает необходимости оснащения фонтанной арматуры запорными устройствами.- fourthly, the use of the known device does not exclude the need to equip the fountain valves with locking devices.
Наиболее близким по технической сущности является трубная головка (патент РФ №2117749, МПК E21B 33/03, опубл. 20.08.1998, бюл. №23), включающая цилиндрический корпус с присоединительными фланцами, со ступенчатым осевым и радиальными каналами, а также с боковыми отводами, размещенными ниже последних, установленный в осевом канале корпуса трубодержатель для подвески лифтовой колонны, размещенный в трубодержателе шаровой запорный орган со сквозным осевым каналом и седла, узел управления шаровым запорным органом в виде поворотного вала, ось которого перпендикулярна к оси его сквозного осевого канала, и герметизирующей крышки, втулку с двумя радиальными каналами, один из которых служит для размещения поворотного вала, и узел крепления трубодержателя в корпусе в виде стопорных болтов, установленных в радиальных каналах корпуса и имеющих возможность взаимодействия с трубодержателем, причем она снабжена установленными в нижней части корпуса фиксирующими элементами в виде пальцев, боковые отводы корпуса размещены на разных уровнях по его высоте, а втулка - концентрично снаружи трубодержателя, при этом шаровой запорный орган выполнен с глухим осевым каналом, перпендикулярным сквозному осевому каналу в нем и оси поворотного вала, трубодержатель - с наружным кольцевым выступом, с осевым пазом и фигурными проточками на своей наружной поверхности и двумя радиальными каналами, один из которых служит для размещения поворотного вала, корпус - с радиальным каналом для размещения поворотного вала, причем трубодержатель и втулка установлены в корпусе так, что их радиальные каналы для размещения поворотного вала соосны, а ось верхнего бокового отвода корпуса совпадает с осями других радиальных каналов втулки и трубодержателя, при этом они расположены в одной плоскости с осями сквозного и глухого каналов шарового запорного органа, а нижний боковой отвод корпуса совпадает с осевым пазом трубодержателя, причем пальцы установлены с возможностью взаимодействия с его фигурными проточками, при этом втулка размещена так, что своим нижним торцом она взаимодействует со ступенчатым осевым каналом корпуса, а верхним - с наружным кольцевым выступом трубодержателя.The closest in technical essence is the pipe head (RF patent No. 2117749, IPC E21B 33/03, publ. 08.20.1998, bull. No. 23), including a cylindrical body with connecting flanges, with stepped axial and radial channels, as well as with side bends located below the latter, a pipe holder installed in the axial channel of the housing for suspension of the elevator column, a ball locking element located in the pipe holder with a through axial channel and saddles, a ball locking control unit in the form of a rotary shaft, the axis of which is perp which is endicular to the axis of its through axial channel, and the sealing cover, a sleeve with two radial channels, one of which serves to accommodate the rotary shaft, and the holder of the pipe holder in the housing in the form of locking bolts installed in the radial channels of the housing and having the ability to interact with the pipe holder, moreover, it is equipped with fixing elements in the form of fingers installed in the lower part of the housing, the lateral branches of the housing are placed at different levels in height, and the sleeve concentrically outside the pipe For this, the spherical locking element is made with a blind axial channel perpendicular to the through axial channel in it and the axis of the rotary shaft, the pipe holder with an external annular protrusion, with an axial groove and curly grooves on its outer surface and two radial channels, one of which serves to accommodate the rotary shaft, the housing - with a radial channel for accommodating the rotary shaft, and the pipe holder and the sleeve are installed in the housing so that their radial channels for accommodating the rotary shaft are coaxial, and the upper axis the lateral branch of the housing coincides with the axes of the other radial channels of the sleeve and the pipe holder, while they are located in the same plane as the axes of the through and the blind channels of the ball locking element, and the lower side branch of the housing coincides with the axial groove of the pipe holder grooves, while the sleeve is placed so that with its lower end it interacts with a stepped axial channel of the housing, and the upper one with the outer annular protrusion of the pipe holder.
Недостатками известного решения являются:The disadvantages of the known solutions are:
- во-первых, размещение боковых отводов корпуса на разных уровнях по высоте, что при регламентированном расположении нижнего (обычно технологического) отвода относительно уровня земли ведет к более высокому расположению основного отвода, соответственно, трубопровода линии сбора;- firstly, the location of the lateral branches of the housing at different levels in height, which with a regulated location of the lower (usually technological) branch relative to the ground level leads to a higher location of the main branch, respectively, of the collection line pipeline;
- во-вторых, устройство не предназначено для оборудования устья скважин, эксплуатируемых УСШН, УШВН и др., из-за расположения внутри запорного органа колонны штанг;- secondly, the device is not intended for the equipment of the wellhead operated by USHN, USHVN, etc., due to the location of the rod string inside the shutoff member;
- в-третьих, трудность стыковки поворотного вала с запорным органом из-за необходимости одновременного соосного расположения паза запорного органа, радиальных каналов корпуса, втулки и трубодержателя;- thirdly, the difficulty of joining the rotary shaft with the locking body due to the need for simultaneous coaxial location of the groove of the locking body, the radial channels of the housing, the sleeve and the pipe holder;
- в-четвертых, необходимость изготовления канала в корпусе для поворотного вала и его уплотнения, работающего под рабочим давлением;- fourthly, the need to manufacture a channel in the housing for the rotary shaft and its seal, working under operating pressure;
- в-пятых, необходимость изготовления шарового запорного органа на специальных станках или с использованием приспособлений, что сказывается на стоимости трубной головки.- fifthly, the need to manufacture a spherical locking element on special machines or using devices, which affects the cost of the tube head.
Техническими задачами изобретения являются снижение материальных затрат за счет упрощения изготовления трубной головки, расширение эксплуатационных возможностей, повышение ее надежности за счет упрощения конструкции, сокращения количества соединений, работающих под давлением, при одновременном снижении металлоемкости и габаритных размеров.The technical objectives of the invention are to reduce material costs by simplifying the manufacture of the tube head, expanding operational capabilities, increasing its reliability by simplifying the design, reducing the number of joints working under pressure, while reducing metal consumption and overall dimensions.
Поставленные технические задачи решаются трубной головкой, включающей корпус со ступенчатым осевым каналом, боковыми исследовательским каналом и линией сбора, трубодержатель, установленный в осевом канале корпуса, для подвески лифтовой колонны, крышку, втулку, размещенную снаружи трубодержателя, с радиальными каналами, узел поворота, причем трубодержатель и втулка установлены в корпусе так, что линия сбора корпуса при определенном повороте втулки выполнена с возможностью сообщения через радиальные каналы втулки с продольным каналом трубодержателя, а исследовательский канал корпуса выполнен с возможностью сообщения со скважинным пространством снаружи трубодержателя, причем снизу трубодержателя выполнены выступы или пазы, взаимодействующие с соответствующими внутренними пазами или выступами корпуса для исключения поворота, при этом втулка размещена в верхнем кольцевом расширении ступенчатого осевого канала корпуса.The stated technical problems are solved by a tube head, including a housing with a stepped axial channel, a lateral research channel and a collection line, a pipe holder installed in the axial channel of the housing for suspension of the lift column, a cover, a sleeve located outside the pipe holder, with radial channels, a rotation unit, and the pipe holder and the sleeve are installed in the housing so that the collection line of the housing with a certain rotation of the sleeve is configured to communicate through the radial channels of the sleeve with a longitudinal channel ruboderzhatelya and Research housing channel is configured to communicate with the space outside the downhole pipe holder, wherein the pipe holder bottom provided with protrusions or recesses which interact with corresponding internal grooves or protrusions housing to avoid rotation while the sleeve is placed in the upper annular stepped expansion of the axial channel of the housing.
Новым является то, что исследовательский канал и линия сбора размещены на одном уровне перпендикулярно оси корпуса под углом по его периметру, определяемым по формуле:New is that the research channel and the collection line are placed at the same level perpendicular to the axis of the housing at an angle around its perimeter, determined by the formula:
, ,
где α - угол между исследовательским каналом и линией сбора, град.;where α is the angle between the research channel and the collection line, deg .;
nmin - минимально допустимое расстояние между каналами, позволяющее сохранить герметичность (величина перекрытия), мм;n min - the minimum permissible distance between the channels, allowing to maintain tightness (overlap value), mm;
Dн - наружный диаметр втулки, мм;D n - the outer diameter of the sleeve, mm;
β1 - угол между диаметрально противоположными точками канала в корпусе относительно центральной оси корпуса, град.;β 1 - the angle between diametrically opposite points of the channel in the housing relative to the Central axis of the housing, deg .;
β2 - угол между диаметрально противоположными точками отверстия во втулке относительно центральной оси втулки, град.,β 2 - the angle between diametrically opposite points of the hole in the sleeve relative to the Central axis of the sleeve, deg.,
причем втулка вставлена герметично между корпусом и трубодержателем с возможностью поворота при помощи узла поворота, расположенного сверху втулки и выше крышки, три канала во втулке выполнены на одном уровне под одинаковым углом от среднего канала, соответствующим углу между исследовательским каналом и линией сбора, на внутренней или наружной поверхности втулки выполнена проточка, сообщающая средний канал с каналом, не совмещенным с линией сбора, при этом каналы во втулке выполнены с возможностью последовательного сообщения с каналами в корпусе при повороте втулки внутри корпуса, а трубодержатель оснащен дополнительным продольным каналом, выполненным с возможностью сообщения с исследовательским каналом корпуса через один из радиальных каналов втулки.moreover, the sleeve is inserted tightly between the body and the pipe holder with the possibility of rotation using the rotation unit located on top of the sleeve and above the cover, the three channels in the sleeve are made at the same level at the same angle from the middle channel, corresponding to the angle between the research channel and the collection line, on the inside or the outer surface of the sleeve is made a groove communicating the middle channel with a channel that is not aligned with the collection line, while the channels in the sleeve are made with the possibility of sequential communication from the channel and the housing when rotating within the housing sleeve, and pipe holder has an optional longitudinal bore adapted to communicate with the research duct housing through one of the radial sleeve channels.
На фиг. 1 схематично изображена трубная головка (вид спереди); на фиг. 2 - то же, разрез А-А по фиг. 1 в рабочем положении трубной головки; на фиг. 3 - разрез А-А по фиг. 1 при выполнении сброса давления в трубной головке; на фиг. 4 - разрез Б-Б по фиг. 1.In FIG. 1 schematically shows a pipe head (front view); in FIG. 2 is the same, section AA in FIG. 1 in the working position of the tube head; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1 when performing pressure relief in the tube head; in FIG. 4 is a section BB in FIG. one.
Трубная головка включает корпус 1 (фиг. 1) со ступенчатым осевым каналом 2, боковыми исследовательским каналом 3 и линией сбора 4 (фиг. 2), трубодержатель 5 (фиг. 1), установленный в осевом канале 2 корпуса 1, с продольным каналом 6 для подвески лифтовой колонны 7, крышку 8, втулку 9, размещенную снаружи трубодержателя 5, с радиальными каналами 10 (фиг. 2), 11 и 12, узел поворота, который может быть выполнен, как показано на фиг. 1, в виде отверстия на втулке 9 с рукояткой 13, или лысок на втулке 9 со специальным ключом или другого поворачивающего устройства (на фигурах не показаны). Трубодержатель 5 и втулка 9 установлены в корпусе 1 так, что линия сбора 4 (фиг. 2, 3) корпуса 1 при определенном повороте втулки 9 выполнена с возможностью сообщения через радиальные каналы 10 и 11 втулки 9 с продольным каналом 6 трубодержателя 5, например, через радиальное отверстие 14, а исследовательский канал 3 (фиг. 1) корпуса 1 выполнен с возможностью сообщения со скважинным пространством 15 снаружи трубодержателя 5, причем снизу трубодержателя 5 (фиг. 4) выполнены выступы или пазы 16, взаимодействующие с соответствующими внутренними пазами или выступами 17 корпуса 1 для исключения поворота, при этом втулка 9 (фиг. 1) размещена в верхнем кольцевом расширении ступенчатого осевого канала 2 корпуса 1. Крышка 8 может присоединяться к корпусу 1 либо по резьбе, как показано на фиг. 1, либо с помощью фланцевого соединения (на фигурах не показано), либо любого другого соединения, позволяющего зафиксировать втулку 9 от выхода ее из корпуса 1.The pipe head includes a housing 1 (Fig. 1) with a stepped
Исследовательский канал 3 (фиг. 2) и линия сбора 4 трубной головки размещены на одном уровне перпендикулярно оси 18 (фиг. 1) корпуса 1 под углом α (фиг. 2) по его периметру, определяемым по формуле:The research channel 3 (Fig. 2) and the
, ,
где α - угол между исследовательским каналом 3 и линией сбора 4, град.;where α is the angle between the
nmin - минимально допустимое расстояние между каналами, позволяющее сохранить герметичность (величина перекрытия), мм;n min - the minimum permissible distance between the channels, allowing to maintain tightness (overlap value), mm;
Dн - наружный диаметр втулки 9, мм;D n - the outer diameter of the
β1 - угол между диаметрально противоположными точками канала в корпусе 1 относительно центральной оси корпуса 1, град.;β 1 - the angle between diametrically opposite points of the channel in the
β2 - угол между диаметрально противоположными точками отверстия во втулке относительно центральной оси втулки, град.β 2 - the angle between diametrically opposite points of the hole in the sleeve relative to the Central axis of the sleeve, deg.
В литературе приведены ориентировочные значения nmin, поэтому предпочтительнее его значение определить экспериментально с учетом влияния на него таких факторов, как рабочая среда, условный проход, рабочее давление среды и других.The literature contains approximate values of n min , therefore, it is preferable to determine its value experimentally, taking into account the influence of factors such as the working medium, conditional passage, working pressure of the medium and others.
Герметичность между уплотнительными поверхностями втулки 9, корпуса 1 и трубодержателя 5 трубной головки дополнительно к обеспечению величины перекрытия nmin при низких рабочих давлениях (до 1 МПа) или при добыче высоковязкой скважинной среды достигается за счет изготовления сопрягаемых деталей или с небольшим натягом, или с минимальным зазором между уплотнительными поверхностями. При средних и высоких рабочих давлениях (до 16 МПа) герметичность обеспечивается выбором величины перекрытию между каналами nmin и минимальными зазорами (ориентировочно 0,01 мм) между уплотнительными поверхностями и периодической подачей уплотнительной смазки через масленки 19 (фиг.2) в каналы 20 и 21 корпуса 1 и втулки 9, расположенные по сторонам линии сбора 4, образующие вокруг линии сбора 4 корпуса 1, канала 10 втулки 9 и радиального отверстия 14 трубодержателя 5 герметизирующие участки. Смазка также облегчает поворот втулки 9, создавая постоянную прослойку между уплотнительными поверхностями, предохраняет от коррозии, износа, заедания или заклинивания. На патентную защиту системы смазки и герметизации авторы не претендуют.The tightness between the sealing surfaces of the
Втулка 9 (фиг. 1) установлена герметично между корпусом 1 и трубодержателем 5 с возможностью поворота при помощи узла поворота 13, расположенного в верхней части втулки 9 выше крышки 8. При необходимости втулка 9 фиксируется относительно трубодержателя 5 от осевого перемещения, например, запорным кольцом 22, стопорным кольцом или другим фиксатором.The sleeve 9 (Fig. 1) is sealed between the
Три канала 10 (фиг. 2), 11 и 12 во втулке 9 выполнены на одном уровне под одинаковым углом от среднего канала 11, соответствующим углу а между исследовательским каналом 3 и линией сбора 4, на внутренней или наружной поверхности 23 втулки 9 выполнена проточка 24, сообщающая средний канал 11 с каналом 12, не совмещенным с линией сбора 4, при этом каналы во втулке 9 выполнены с возможностью последовательного сообщения с исследовательским каналом 3 и линией сбора 4 в корпусе 1 при повороте втулки 9 внутри корпуса 1, а трубодержатель 5 оснащен дополнительным продольным каналом 25 (фиг. 1), выполненным с возможностью сообщения с исследовательским каналом 3 корпуса 1 через один из радиальных каналов 11 или 12 втулки 9.Three channels 10 (Fig. 2), 11 and 12 in the
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
На эксплуатационную колонну скважины или колонную головку (на фигурах не показаны) устанавливается корпус 1 (фиг. 1) трубной головки, например, с помощью резьбового или фланцевого, или другого соединения. Соответственно на корпусе 1 должна быть выполнена резьба ниппеля в случае присоединения к муфте эксплуатационной колонны или ответный фланец при присоединении к колонному фланцу, или другая ответная часть соединения.A casing 1 (Fig. 1) of a pipe head is installed on a production casing of a well or a casing head (not shown in the figures), for example, by means of a threaded or flange or other connection. Accordingly, on the
В место установки крышки 8 на корпус 1 устанавливается фланец (на фигурах не показан) для монтажа ключа (на фигурах не показан) для свинчивания-развинчивания колонн труб 7 при спуско-подъемных операциях. После спуска колонны труб 7 со скважинным оборудованием (на фигурах не показано) на необходимую глубину на верхнюю часть колонны 7 присоединяется трубодержатель 5 вместе с втулкой 9, зафиксированной на трубодержателе 5 с помощью запорного кольца 22, например, с помощью резьбы 26. Колонна 7 подвешивается на трубодержателе 5 в верхнем кольцевом расширении ступенчатого осевого канала 2 корпуса 1, при этом должны быть совмещены пазы 16 (фиг. 3) трубодержателя 5 с выступами 17 корпуса 1 с целью ориентирования радиального отверстия 14 (фиг. 2) трубодержателя 5 в сторону линии сбора 4 и продольного канала 25 (фиг. 1) - в сторону исследовательского канала 3.In place of installation of the
При необходимости в колонну труб 7 спускается другое скважинное оборудование, например, колонна штанг с штанговым насосом, или винтовым насосом, или другое оборудование (на фигурах не показаны).If necessary, other downhole equipment is lowered into the
К верхней части трубной головки, например, к резьбе 27, присоединяется устьевой сальник при эксплуатации УСШН или привод УШВН, или другое оборудование (на фигурах не показаны).A wellhead seal is attached to the upper part of the tube head, for example, to a
Поскольку исследовательский канал 3 (фиг. 1) в рабочем положении втулки 9 постоянно сообщен с затрубным пространством 15, предполагается оснащение предлагаемого устройства на выходе из канала 3 запорным устройством, например, угловым вентилем, краном или другим (на фигурах не показано). К выходу линии сбора 4 также присоединяется запорное устройство (на фигурах не показано), которое, в свою очередь, к трубопроводу системы сбора продукции (на фигурах не показан).Since the research channel 3 (Fig. 1) in the working position of the
При необходимости каналы 20 (фиг. 2) и 21, а также зазор между наружной поверхностью 23 втулки 9 и корпусом 1, заполняются уплотнительной смазкой через масленки 19.If necessary, the channels 20 (Fig. 2) and 21, as well as the gap between the outer surface 23 of the
После включения установки для добычи скважинной среды, например, УСШН, добываемая скважинная среда (сплошные стрелки (фиг. 2)) из колонны НКТ 7 (фиг. 1) через продольный канал 6 и радиальное отверстие 14 (фиг. 2) трубодержателя 5, канал 10 втулки 9 и линию сбора 4 корпуса 1 поступает в наземный трубопровод системы сбора продукции (на фигурах не показан). Радиальное отверстие 14 трубодержателя 5, канал 10 втулки 9 и линия сбора 4 корпуса 1 сообщены - это рабочее положение втулки 9.After turning on the installation for the production of the borehole medium, for example, USHN, the produced borehole medium (solid arrows (Fig. 2)) from the tubing string 7 (Fig. 1) through the
При проведении технологических операций, например, при необходимости сброса давления в трубной головке, промывках скважины и других операциях, втулка 9 поворотом с помощью узла поворота 13 вокруг оси 18 переводится в положение, как показано на фиг. 3 (штрихпунктирная стрелка), при котором сообщаются линия сбора 4 и скважинное пространство 15 (фиг. 1) через проточку 24 (фиг. 3) и канал 12 втулки 9, продольный канал 25 (фиг. 1) трубодержателя 5, что позволяет сбросить давление (сплошные стрелки) внутри трубной головки в скважинное пространство (фиг. 1) или создать циркуляцию при промывках.When carrying out technological operations, for example, when it is necessary to relieve pressure in the pipe head, flushing the well and other operations, the
Предложенное техническое решение позволяет обойтись двумя запорными устройствами вместо трех, как на типовой арматуре для УСШН или УВШН в ПАО «Татнефть» АУ 140×50, за счет применения поворотной втулки 4, выполняющей функции одного запорного устройства. При этом исключается один отвод, соответственно необходимость изготовления отверстия и деталей для обвязки отвода (патрубка, быстроразъемного соединения, углового отвода и др.) и фланцевого соединения, более рационально используется металл в конструкции деталей, что позволяет существенно снизить металлоемкость арматуры (до 50%) по сравнению с АУ 140×50.The proposed technical solution makes it possible to dispense with two locking devices instead of three, as on typical valves for USHN or UVHN in PJSC TATNEFT AU 140 × 50, due to the use of a
Все детали трубной головки цилиндрической формы, что позволяет их изготавливать точением с минимальным объемом фрезерных работ.All details of the tube head are cylindrical in shape, which allows them to be manufactured by turning with a minimum amount of milling work.
Перечисленное позволяет снизить стоимость арматуры в итоге примерно на 20%.The above allows to reduce the cost of reinforcement in the end by about 20%.
Расположение боковых отводов корпуса на одном уровне по высоте позволяет снизить высоту расположения устьевого сальника на устье скважины по сравнению с аналогом АШК50×14 ориентировочно на 170 мм, соответственно на эту величину уменьшается высота арматуры, что наряду с облегчением обслуживания устьевой арматуры приводит к существенному сокращению затрат на монтаж привода УСШН за счет уменьшения высоты отсыпки под плиту привода.The location of the lateral branches of the housing at the same height level allows to reduce the height of the wellhead stuffing box at the wellhead compared to the analog of AShK50 × 14 by approximately 170 mm, respectively, the height of the valve decreases by this value, which, along with facilitating the maintenance of the wellhead valve, leads to a significant reduction in costs for mounting the USHN drive by reducing the filling height under the drive plate.
В предлагаемом устройстве возможно конструктивно добиться равенства поперечного сечения технологических каналов 3, 11 или 12 (фиг. 2) и 27 (фиг. 1), а также проточки 25 (фиг. 2), позволяющего с минимальными гидравлическими потерями проводить промывку скважинного оборудования в замкнутом цикле, что практически невозможно осуществить в аналоге АШК50×14, за счет этого расширяются эксплуатационные возможности.In the proposed device, it is possible to constructively achieve the equality of the cross section of the
Исключение отверстий и соединений в трубной головке, работающих под давлением, сокращает вероятность отказов устьевой арматуры в целом, поэтому повысится надежность ее работы.The exclusion of holes and connections in the tube head working under pressure reduces the likelihood of failure of the wellhead valves as a whole, so the reliability of its operation will increase.
Благодаря использованию предлагаемого устройства снижаются материальные затраты за счет упрощения изготовления трубной головки, расширяются эксплуатационные возможности за счет применения в составе как УСШН, так и УВШН, а также проведения дополнительных технологических операций, повышается ее надежность за счет упрощения конструкции, сокращения количества соединений, работающих под давлением, при одновременном снижении металлоемкости и габаритных размеров.Thanks to the use of the proposed device, material costs are reduced due to the simplification of the manufacture of the tube head, the operational capabilities are expanded due to the use of both USHN and UVHN, as well as additional technological operations, its reliability is increased due to the simplification of the design, reduction in the number of connections working under pressure, while reducing metal consumption and overall dimensions.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016143912A RU2637681C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Tube head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016143912A RU2637681C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Tube head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2637681C1 true RU2637681C1 (en) | 2017-12-06 |
Family
ID=60581300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016143912A RU2637681C1 (en) | 2016-11-08 | 2016-11-08 | Tube head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2637681C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184041U1 (en) * | 2018-07-24 | 2018-10-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | HEAD TUBE |
CN112963924A (en) * | 2021-01-11 | 2021-06-15 | 魏秀芹 | Warm ventilation pipe mounting structure of green building |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4515400A (en) * | 1982-03-15 | 1985-05-07 | Cameron Iron Works, Inc. | Wellhead assembly |
SU1514904A1 (en) * | 1987-12-18 | 1989-10-15 | Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения | Pipe head |
RU2117749C1 (en) * | 1997-10-09 | 1998-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Подземнефтегазсервис" | Tubular head |
RU2170328C1 (en) * | 2000-11-29 | 2001-07-10 | Тугушев Расим Шахимарданович | Pipe head |
RU39639U1 (en) * | 2004-04-05 | 2004-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | PIPE HEAD OF SUPPLY HEAD |
-
2016
- 2016-11-08 RU RU2016143912A patent/RU2637681C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4515400A (en) * | 1982-03-15 | 1985-05-07 | Cameron Iron Works, Inc. | Wellhead assembly |
SU1514904A1 (en) * | 1987-12-18 | 1989-10-15 | Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения | Pipe head |
RU2117749C1 (en) * | 1997-10-09 | 1998-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Подземнефтегазсервис" | Tubular head |
RU2170328C1 (en) * | 2000-11-29 | 2001-07-10 | Тугушев Расим Шахимарданович | Pipe head |
RU39639U1 (en) * | 2004-04-05 | 2004-08-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | PIPE HEAD OF SUPPLY HEAD |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184041U1 (en) * | 2018-07-24 | 2018-10-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК" | HEAD TUBE |
CN112963924A (en) * | 2021-01-11 | 2021-06-15 | 魏秀芹 | Warm ventilation pipe mounting structure of green building |
CN112963924B (en) * | 2021-01-11 | 2022-02-22 | 山东昶创环保科技有限公司 | Warm ventilation pipe mounting structure of green building |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3464900B1 (en) | Double acting positive displacement fluid pump | |
USRE44520E1 (en) | Tubing hanger with annulus bore | |
CA2976698C (en) | Diversion plunger for reciprocating rod pump | |
EP3396168B1 (en) | Small immersion pump assembly | |
US11193349B1 (en) | Dual path control fitting | |
CA2573489A1 (en) | Wellhead assembly for hydraulic pumping system | |
RU2637681C1 (en) | Tube head | |
WO2005080745A1 (en) | Drill pipe header | |
US4534715A (en) | Traveling valve assembly | |
RU2539504C1 (en) | Device for injection of fluid into bed | |
RU2650000C1 (en) | Pipe head | |
RU2513896C1 (en) | Method of dual operation of two strata with one well | |
USRE32343E (en) | Well safety valve | |
RU2570696C1 (en) | Device for cementation of casing pipe string in well | |
US6364633B1 (en) | Internally ported hydraulically actuated down-hole pump | |
EP2781685A2 (en) | Free flow valve | |
RU2638062C1 (en) | Dual bore wellhead equipment (variants) | |
RU2321726C1 (en) | Casing pipe cementing collar | |
RU179812U1 (en) | DEVICE FOR CEMENTING A CASE OF A PIPE IN A WELL | |
RU2267002C1 (en) | Cable adapter sub | |
RU2767495C1 (en) | Wellhead module for cementing a casing string in a well | |
RU2648383C1 (en) | Relief valve | |
RU2285179C2 (en) | Check valve | |
RU209214U1 (en) | Check valve | |
RU2726656C1 (en) | Shutoff hydraulic-controlled device for sealing of flow well mouth |