§ 2. Конструкции превенторов

Превенторы плашечного типа применяют одинарные и сдвоенные (рис. XIV-2). В последних плашки размещены в отдельных корпусах. В сдвоенных превенторах как бы соединены два одинарных превентора.

^Иногда применяют сдвоенные превенторы в одном корпусе.

Рис. XIV-2. Сдвоенный плашечный превентор с гидромеханическим перемещением плашек, рассчитанный на давление до 50 Мн/м².

1 — корпус; S — цилиндр; 3 — плашки; 4 — поршень; J — винт; б — крышка; 1 — крестовина; S — соединительная вилка.

315

Плашечные превенторы выполняются разнообразных конструк­ций: с цилиндрическими направляющими плашек и кулачковым управлением их перемещения плоскими направляющими. Переме­щение таких плашек осуществляется гидравлическими поршнями или

цилиндрами, укрепленными на откидных крышках, позволяющих осуществлять быструю смену плашек. Поршни могут перемещаться также при помощи встроен­ных в них винтов с механическим управле­нием. Для работы в зимних условиях превенторы снабжены устройствами для обогрева паром или горячей водой.

Наиболее ответственной деталью уп­лотнения являются плашки. Плашки пре-вентора состоят из металлического кор­пуса, к которому присоединена через упругую " промежуточную деталь уплот­няющая часть. Иногда эта часть соста­вляет одно целое с корпусом плашки. Однако в такой конструкции необхо­димо заменять всю плашку при износе уплотняющей резиновой части.

Для обеспечения надежной гермети­зации необходимо, чтобы ось бурильной колонны совпадала с осью превентора. Эта задача иногда решается за счет уста­новки плашек на основании с напряже­нием.

Дистанционное управление осуще­ствляется гидравлическими, гидропневма­тическими или механическими способами.

Пневматический способ применяется редко, так как сложно создать большие усилия для прижатия плашек. Поэтому в основном применяют пневматические приводы гидравлических и механических устройств.

Чтобы резиновая часть плашки не была выжата в зазор при герметизации устья скважины под высоким давлением, она облицовывается стальными, прочно привулканизированными накладками.

Рис. XIV-3. Превеытор с кольцевым уплотнением.

1,2, 6 ~ болты; 3 — крышка;

4. — головка; 5 — запорное коль­ цо; 7 — уплотнительное кольцо;

5. — кольцевой уплотнитель; 11 и

12. — манжеты; Ю — поршень;

13. — корпус; 14 — цилиндро-

вая втулка.

316

v Недостатком плашечных превенторов является то, что каждые плашки можно применять только для уплотнения труб одного диаметра, при этом не допуска­ется скодь-либо значительное перемещение или вращение колонны.

Универсальные превенторы с уплотнителем из мощного резинового кольца — манжеты с металлическими секторами сверху и снизу (рис. XIV-3). Такой превентор состоит из цилиндри­ческого корпуса с фланцем в основании для крепления к обсадной колонне. Корпус как бы служит цилиндром, в^тготором вертикально перемещается втулка — поршень с нажимным конусом. В этом ко­нусе расположено также конусное уплотняющее резиновое кольцо, армированное в верхней и нижней частях металлическими секторами. Сверху корпус закрепляют головкой с отверстием. При движении поршня вверх кольцевой уплотнитель прижимается к головке и сжимается, в результате диаметр его проходного отверстия умень­шается и осуществляется герметизация зазора.

Наиболее ответственной деталью этого превентора является уплотнитель, изготовляемый из высококачественной натуральной или синтетической маслостойкой резины, усиленный вверху и внизу стальными сегментами с ребрами. Уплотнитель рассчитывается с большим запасом прочности и таким объемом резины, чтобы было возможно автоматически приспосабливать диаметр отверстия уплотнителя по его форме к форме частей колонны и полностью пере­крывать и герметизировать любую ее часть. Это уплотнение позво­ляет осуществлять подъем из скважины и спуск в нее бурильной колонны с замками и трубами различных диаметров при повышенном давлении.

Поршень с кольцевой манжетой перемещается под действием жидкости, подаваемой под давлением до 10 Мн/м² в верхнюю ка­меру при закрытии кольцевого цилиндра или в нижнюю при открытии превентора.

Эти превенторы оборудуются автоматическими устройствами, обеспечивающими необходимую разность давлений над и под коль­цевым поршнем, в результате чего уплотнение прижимается к ко­лонне и осуществляется либо полная, либо частичная герметизация, необходимая при вращении, подаче, либо свободном проходе трубы и замка во время спусков и подъемов.

Имеются конструкции превенторов этого типа, рассчитанные на герметизацию колонн при давлении от 75 до 100 Мн/м².

Вращающиеся превенторы. При роторном буре­нии под давлением применяются вращающиеся превенторы, в которых кольцевой уплотнитель смонтирован в корпусе патрона, враща­ющемся на подшипниках.

На рис. XIV-4 показан превентор вращающегося типа. Ман­жета его автоматически герметизирует трубы и не требует какого-либо управления.

Эти превенторы допускают вращение со скоростью до 200 об/мин и обеспечивают герметизацию при давлениях до 35 Мн/м².

Управление ими предусматривается как непосредственно вблизи от поста бурильщика, так и дистанционное на расстоянии 15—20 м.

Корпуса превенторов ввиду сложности конфигурации изгото­вляются из стального литья. Для превенторов высокого давления

317

применяется стальное литье, легированное хромом, никелем, крем­нием и марганцем. Корпуса снабжаются большим количеством ребер для обеспечения прочности и жесткости конструкции. Наиболее от­ветственной деталью, определяющей надежность работы, является резиновое уплотнение.

Для уплотненных деталей применяются синтетические и реже натуральные резины с пределом прочности разрыву 16 -*- 20 Мн!м^г и относительным удлинением до 300.

Рис. XIV-4. Вращающийся превентор,

1 — корпус; з — защелка; 3 — подшипник упорный; 4 — корпус патрона; 5 — ствол; в — подшипник радиальный; 7 — зажимы квадратной штанги; 8 — сальник; 9 — уплот­няющие кольца; Ю — защелка ствола.

318

Уплотнители на натуральной резиновой основе более долговечны, однако они не маслонефтестойки.

Система управления превенторами является весьма ответственным устройством, которое должно обеспечивать быструю и надежную его работу.

Агрегат для гидравлического управления превентором оборудо­ван насосом, электроприводом, поддерживающим постоянное давле­ние, и диафрагменным аккумулятором жидкости высокого давления. Аккумуляторы применяют в агрегатах для осуществления привода превеяторов в любой момент. Емкость аккумулятора обычно соста­вляет 0,15—0,3 м³. Заполняются они азотом или воздухом при да­влении около 50—60% от рабочего.

П невматическое и гидравлическое управления приводом имеют те преимущества перед электрическим, что закрытие превентора осуществляется вне зависимости от на­личия электроэнергии на буровой в требуемый момент. Эти операции осуще­ствляются за счет запаса энергии в ре­зервуарах — аккумуляторах. Превен-тор управляется с пульта, расположен­ного вблизи поста бурильщика. Пульт управления для превенторов с ги­дравлическим приводом оборудован кранами, клапанами управления, мано­метрами и другими приборами. На этом же пульте размещены резервуар для жидкости и ручной аварийный насос.