5.9. Вертлюги

Вертлюг, подвешенный на подъемном крюке, служит соединительным звеном между талевой системой и внутрискважинным инструментом, обеспечивает свободное вращение инструмента и подачу промывочной жидкости через шланговое соединение в колонну труб к забою скважины. При подземном ремонте применяются промывочные и эксплуатационные вертлюги.

Вертлюг промывочный. Песчаные пробки в добывающих скважинах промываются нефтью или водой посредством промывочных вертлюгов. Наиболее широкое применение получили вертлюги типов ВП50х160 и ВП80х200.

Вертлюг типа ВП (рис. 5.54.) состоит из ствола 2 и корпуса с отводом 6 под промывочный шланг.

В корпусе вертлюга установлены два радиальных шарикоподшипника 4, обеспечивающих свободное вращение ствола. Внутренняя полость корпуса в верхней и нижней частях герметизируется от проникновения промывочной жидкости самоуплотняющимися манжетами 5, а от пыли и грязи - войлочными уплотнениями 3. Промывочные трубы подсоединяются к нижнему концу ствола.

Трубный элеватор закрепляется на стволе под колпаком 1, навинченным на верхнюю часть ствола. Вес присоединенной колонны через ствол вертлюга передается на элеватор.

При работе корпус вертлюга испытывает нагрузки от давления прокачиваемой жидкости и веса промывочного шланга. Соединение промывочного шланга с вертлюгом быстросборное 7.

Вертлюг эксплуатационный. Вертлюг эксплуатационный ВЭ-50 (рис. 5.55.) состоит из неподвижной и вращающейся частей.

Неподвижную часть составляют корпус, крышка, серьга и отвод буровой трубы. К вращающейся части вертлюга относится ствол, установленный на трех подшипниках, которые обеспечивают надежное центрирование его относительно корпуса и восприятие осевой и радиальной нагрузок, возникающих при работе.

В качестве основной средней опоры применяется упорный шариковый подшипник. Верхний - подшипник роликовый конический, нижний - подшипник скольжения.

Корпус вертлюга - стальная отливка обтекаемой формы, шарнирно соединенная с серьгой. Корпус сверху закрыт крышкой, выполненной заодно с отводом. Крышка крепится к корпусу болтами.

Рис.5.54. Вертлюг промывочный ВП: 1 — колпак; 2 - ствол; 3 - войлочное уплотнение; 4 — опора ствола; 5 - манжета; 6 - корпус с отводом; 7 - быстросборное соединение

Рис. 5.55. Вертлюг эксплуатационный ВЭ-50: 1 — серьга; 2 - отвод, 3 —манжетное уплотнение; 4, 8—верхняя и нижняя опоры; 5 - быстросборное соединение; 6 - основная опора; 7 — корпус; 9 – ствол

5.10. Противовыбросовое оборудование

Оборудование противовыбросовое предназначено для герметизации устья с целью предупреждения открытых выбросов и воздействия на скважину при ее проявлениях во время структурно-поискового бурения и капитального ремонта. При помощи этого оборудования можно быстро и надежно герметизировать устье скважины при наличии и отсутствии в ней колонны труб, осуществить расхаживание и проворачивание колонны труб при герметизированном устье для предотвращения прихвата, создать циркуляцию раствора с противодавлением на пласт, закачать раствор в пласт буровыми насосами или насосными агрегатами и осуществить срочную разрядку скважины.

При капитальном ремонте скважин рекомендуется применять оборудование противовыбросовое ОП1а-180х35 и ОПК-180х35К2. В то же время для большого числа скважин достаточно иметь на устье один превентор с ручным управлением, который позволяет обеспечить безопасное проведение ремонтных работ, например, малогабаритный превентор ППР-180х21.

Малогабаритный превентор ППР-180Х21 (рис. 5.56.) состоит из корпуса 2, крышек 4 с размещенными в них плашками 3, механизма ручного управления и узла уплотнения.

Механизм ручного управления и узел уплотнения шпинделя включают крышку 5, имеющую окна для обеспечения доступа к нажимной втулке 6, ходовую втулку 8, связанную резьбовым соединением со шпинделем 9. Крышки 4 превентора крепятся винтами 1 с наружным шестигранником. При вращении втулки с помощью закрепленного на ней штурвала 10 создается крутящий момент, в результате чего шпиндель и соединенная с ним плашка приходят в возвратно-поступательное движение. В крышке 12 установлены подшипники II, уменьшающие усилие, необходимое для управления превенторов. Кроме того, в ней предусмотрен винт 7, предотвращающий самоотвинчивание.

Рис. 5.56. Малогабаритный превентор ППР-180х21:

1, 7-винты; 2 - корпус; 3- плашка; 4, 12 - крышки; 5 - крышка узла уплотнения шпинделя; 6 - нажимная втулка; 8-ходовая втулка; 9 -шпиндель; 10 -штурвал;

11 -подшипник

Плашка выполнена цельной, что уменьшает ее габариты и массу при обеспечении необходимых прочности и жесткости. Уплотнитель плашки состоит из уплотнителей трубы и корпуса, что позволяет производить полную смену уплотнительного элемента или замену только изношенной его части. Перекрытие проходного отверстия превентора осуществляется вращением штурвала по часовой стрелке, открытие - вращением штурвала против часовой стрелки.

Отличительная особенность превентора - оперативное устранение утечек в случае их появления в узле уплотнения шпинделя. Для этого необходимо в отверстие нажимной втулки вставить круглый стержень диаметром 15мм и повернуть ее на 0,5...1 оборот по часовой стрелке. Для контроля появления утечек в узле уплотнения шпинделя в крышке превентора предусмотрено сигнальное отверстие.

Превентор плашечный ПП-180х35 обеспечивает возможность расхаживания колонны труб при герметизированном устье в пределах замкового или муфтового соединений, подвешивание колонны на плашки и удержание колонны плашками от выброса под действием скважинного давления (рис. 5.57).

Рис. 5.57. Превентор плашечный гидравлический:

1 — корпус; 2-резиновые прокладки; 3- винты; 4 - откидные крышки; 5 - гидравлический цилиндр: 6 — поршень; 7 — щиток; 8 - коллектор; 9 - трубопровод; 10 - резиновые уплотнения; 11 - сменные вкладыши

Основные детали и узлы превентора - корпус, плашки, крышки корпуса с гидроцилиндрами.

Корпус превентора - стальная отливка коробчатого сечения с вертикальным проходным отверстием круглого сечения и сквозной прямоугольной горизонтальной полостью, в которой расположены плашки. Прямоугольная полость корпуса с обеих сторон закрыта откидными крышками, шарнирно подвешенными на корпусе и уплотненными резиновыми прокладками. Крышки закреплены на корпусе винтами. Такая конструкция корпуса и крышек позволяет проводить смену плашек превентора при наличии в скважине колонны труб.

Плашки превентора разъемные. В корпусах плашек установлены сменные вкладыши и резиновые уплотнения. Привод плашек превентора дистанционный гидравлический. Плашки перемешаются при помощи поршня гидравлического цилиндра, шток которого связан с корпусом. Через коллектор, поворотное ниппельное соединение и трубопровод масло из системы гидроуправления под давлением поступает в гидравлические цилиндры.

Трубные плашки закрывают превентор при наличии в скважине колонны труб различных диаметров; глухие плашки перекрывают скважину при отсутствии в ней колонны труб. Специальные треугольные выступы на вкладышах трубных плашек обеспечивают принудительное центрирование колонны труб при закрывании превентора.

Для фиксации плашек в закрытом положении применяется ручной карданный привод, индивидуальный для каждой плашки. Этим же приводом при необходимости можно закрыть плашки превентора (например, при отсутствии на буровой электроэнергии или при разряженном аккумуляторе гидропривода).

Открыть плашки, закрытые ручным приводом, можно только при помощи гидроуправления. Полость плашек при температуре окружающей среды ниже 0°С обогревается паром, который подается в паропроводы, встроенные в корпус превентора.

Превентор универсальный позволяет герметизировать любую часть бурильной колонны, проводить расхаживание, проворачивание на гладкой части трубы, протаскивание замковых и муфтовых соединений при герметизированном устье, а также перекрывать скважину в случае отсутствия в ней колонны труб (рис. 5.58.).

Основные детали превентора - корпус 4, крышка 1, уплотнитель 3, плунжер 6, втулка 8, манжеты 5, 7, 9 и уплотнение 2 крышки.

Корпус и крышка представляют собой стальные литые или кованые детали, соединенные при помощи прямоугольной резьбы. На боковой поверхности корпуса предусмотрены отверстия для подвода жидкости от установки гидравлического управления и ушки для подъема превентора и крепления его на устье скважины.

Рис. 5.58. Превентор универсальный ПУ-1-180х35К2:

1-крышка; 2 - уплотнение крышки; 3 - уплотнитель; 4 — корпус; 5, 7, 9-манжеты;

6- плунжер; 8- втулка; 10 - камера обогрева

Уплотнитель - массивное резиновое кольцо, армированное металлическими вставками, придающими уплотнителю жесткость и предохраняющими от вытекания резины в процессе эксплуатации.

Плунжер - ступенчатой формы с центральным конусным отверстием, в котором установлен уплотнитель.

Плунжер, корпус и крышка образуют в превенторе две гидравлические камеры, изолированные манжетами. Эти камеры через отверстия в корпусе соединены с установкой гидравлического управления. Нижняя (запорная) камера предназначена для закрытия превентора, а верхняя (распорная) - для его открытия.

При нагнетании масла под давлением в запорную камеру плунжер движется вверх, обжимает уплотнитель, резиновое кольцо и вставки, которые перемещаются при этом к центру скважины и герметизируют любую часть колонны, оказавшуюся в зоне уплотнителя, или перекрывают скважину при отсутствии в ней колонны труб. При нагнетании масла в распорную камеру закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз, вытесняя жидкость из запорной камеры в сливную линию установки гидравлического управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.

Управление превентором - дистанционное гидравлическое.

Для работы в зимнее время превентор оснащен камерой обогрева 10.