Конструкция превенторов

1. Конструкция плашечного превентора

Плашенный превентор (рисунок 1) предназначен для герметизации устья скважины при наличии и отсутствии труб в скважине. Корпус 2 превентора представляет собой стальную отливку с вертикальным проходным отверстием и цилиндрическими флан­цами с резьбой для шпилек. Соединение шпильками позволяет уменьшить высоту превентора, однако требует точной его подве­ски при монтаже противовыбросового оборудования, обеспечива­ющей совпадение осей шпилек и отверстий фланца. Число и диа­метр шпилек определяют из расчета фланцевого соединения на герметичность. На опорных поверхностях фланцев имеются ка­навки для уплотнительной стальной кольцевой прокладки восьми­гранного сечения.

Рисунок 1

Корпус превентора снабжен горизонтальной сквозной поло­стью для размещения плашек 18. Снаружи полость закрывается боковыми крышками 1 и 6, которые крепятся к корпусу болтами 5. Стыки крышек с корпусом уплотняются резиновыми про­кладками 4, установленными в канавках крышек. Используются и откидные крышки, шарнирно соединяемые с корпусом. Для пре­дотвращения примерзания плашек в корпус превентора встраива­ются трубки 15 для подачи пара в зимнее время. На боковых тор­цах крышек посредством шпилек крепятся гидроцилиндры 7 дву­стороннего действия для закрытия и открытия превенторов. Усилие, создаваемое гидроцилиндром, должно быть достаточным для закрытия превентора при давлении на устье скважины, равном рабочему давлению превентора.

Штоки поршней 8 снабжены Г-образным выступом для соеди­нения с оправкой плашек. Под давлением рабочей жидкости, на­гнетаемой из коллектора 3 по трубкам 19 в наружные полости гидроцилиндра, поршни перемещаются во встречном направлении и плашки закрывают проходное отверстие превентора.

При нагне­тании рабочей жидкости во внутренние полости гидроцилиндров плашки раздвигаются и открывают проходное отверстие превен­тора. Поршни и штоки, а также неподвижные соединения гидро­цилиндров уплотняются резиновыми кольцами 9, 13, 14.

Гидравлическое управление превентором дублируется ручным механизмом одностороннего действия, используемым при отклю­чении и отказах гидравлической системы, а также при необходи­мости закрытия превентора на длительное время. Ручной меха­низм состоит из шлицевого валика 10 и промежуточной резьбовой втулки 12, имеющей шлицевое соединение с поршнем. Валик 10 посредством вилки 11 кардана и тяги соединяется со штурвалом, вынесенным на безопасное расстояние от устья скважины. При вращении валика по часовой стрелке резьбовая втулка 12 приво­дится в прямолинейное движение и перемещает поршень до замы­кания плашек превентора. Расчетное время закрытия превентора составляет 10с при использовании гидравлической системы и 70с при ручном управлении. При обратном вращении винта поршни остаются неподвижными, а резьбовые втулки благодаря шлицевому соединению с поршнями возвращаются в исходное положе­ние. После перемещения резьбовых втулок в исходное положение превентор можно открыть при помощи гидравлической системы управления. В плашечных превенторах применяют трубные плашки герметизации устья скважины с подвешенной колонной бурильных пли обсадных труб и глухие плашки при отсутствии в труб скважине. При необходимости используют специальные плашки для перерезания труб.

Плашки состоят из резинового уплотнителя 16 и вкладыш соединенных с корпусом болтами и винтами. Армированные металлические пластины придают уплотнителю необходимую прочность и противодействуют выдавливанию резины при расхаживании колонны труб. Наработка уплотнителя измеряется числом циклов закрытия превентора и суммарной длиной труб, протаскиваемых через закрытый превентор со скоростью 0,5 м/ч при давлении в гидроцилиндре и скважине не более 10 МПа. Согласно нормам, средняя наработка до отказа уплотнителя должна составлять не менее 300 закрытий превентора без давления и обеспечивать возможность протаскивания более 300 м труб через закрытый превентор.

2. Конструкция универсального превентора.

Универсальные превенторы обладают более широкими возможностями. Они герметизируют устье скважины при наличии и отсутствии вней колонны труб, вместе с тем позволяя сохранять герметичность устья скважины проворачивать бурильную колонну и протаскивать трубы вместе с муф­тами и бурильными замками. Универсальный превентор способен герметизировать устье скважины независимо от диаметра и гео­метрической формы уплотняемого предмета.

Рисунок 2 - Универсальный превентор

Корпус 17 (рисунок 2)представ­ляет собой стальную отливку ступенчатой цилиндрической формы с опорным фланцем и шпильками 19 для крепления превентора, проушинами 10 для его подвески при монтажно-демонтажных ра­ботах и транспортировке.

В корпусе превентора располагаются полый ступенчатый пор­шень 9 резинометаллическая уплотнительная манжета 5 и предо­хранительная втулка 14.

Уплотнительная манжета, имеющая форму усеченного конуса с осевым отверстием, контактирует с ко­нусным отверстием поршня и упирается в крышку 2, снабженную проходным отверстием и прямоугольной резьбой для свинчивания с корпусом превентора. Крышка уплотняется манжетой 4 и фик­сируется в затянутом состоянии стопорным болтом 3. Глухие резь­бовые отверстия на опорном фланце крышки предназначены для шпилек 1, используемых для крепления фланцевой катушки противовыбросового оборудования. Кольцевые канавки на опорных фланцах корпуса и крышки предназначены для металлических уплотнительных колец 18.

Между корпусом, крышкой и поршнем образуются полости А и Б, сообщающиеся посредством штуцеров 8 и 13 и трубопроводов с гидравлической системой управления противовыбросовым обору­дованием. При нагнетании масла из системы гидроуправления в полость Б поршень перемещается вверх и внутренним кону­сом сжимает уплотнительную манжету в радиальном направле­нии. В результате деформации проходное отверстие манжеты ока­зывается полностью закрытым. При наличии инструмента ман­жета обжимает его и перекрывает сечение между превентором и инструментом. Давление нагнетаемого в превентор масла уста­навливается регулирующим клапаном системы гидроуправления.

Для устранения утечек масла используются самоуплотняющи­еся манжеты 6, 7, 11, 12, 15, 16 и уплотнительные кольца 18. Уп­лотнительная манжета удерживается в закрытом состоянии уси­лием, создаваемым устьевым давлением в скважине на площадь поршня в полости В превентора. Превентор открывается в резуль­тате нагнетания масла в полость А и при одновременном сливе из полости Б. Под давлением масла в полости А поршень переме­щается вниз и освобождает манжету, которая разжимается бла­годаря собственной упругости. Расчетное время закрытия универ­сального превентора не должно превышать 30с.