Превенторы предназначены для перекрытия и герметизации кольцевого зазора между спущенной в скважину обсадной колонной и бурильными или насосно-компрессорными трубами, а также для перекрытия устья скважины при отсутствии в ней труб.
Выпускаются превенторы двух типов:
Плашечные с гидравлическим и ручным приводами (ППГ) или электрическим и ручным приводами (ППБ) и универсальные (ПУГ,ПУ). Для бурения скважин с продувкой забоя газообразным агентом или с промывкой аэрированной жидкостью противовыбросное оборудование дополняется вращающимся превентором (ПВ).
Плашечный превентор типа ППГ (рис 1) состоит из корпуса, крышек с гидравлическими цилиндрами и плашек. Корпус 1 выполнен из стальной отливки с вертикальным проходным отверстием и сквозной прямоугольной горизонтальной плоскостью, в которой расположены плашки. Прямоугольная плоскость с обеих сторон закрыта откидными крышками 4 с уплотнительными резиновыми прокладками 3. Крышки крепятся к корпусу винтами. Плашки состоят из корпуса 12 с установленными в ней сменными вкладышами 13 и резиновым уплотнением 11. Плашки могут быть с отверстием под трубы или без них- глухими. На вкладышах трубных плашек имеются специальные треугольные выступы 10, которые обеспечивают принудительное центрирование колонны труб при закрытии превентора. Поршень 6 гидравлического цилиндра 5 и шток 7, перемещаюсь, приводят в движение плашки. В цилиндры масло подается под давлением через коллектор 2, поворотное нипельное соединение и трубопровод 9.
Рис 1. Плашечный превентор ППГ.
Превентор имеет основной дистанционный гидравлический привод и ручной индивидуальный карданный привод для каждой плашки. Ручной привод применяется для закрытия превентора в случае отсутствия электроэнергии и разряжения гидра-аккумулятора, а также для фиксирования плашек в закрытом положении. В зимнее время полость плашек обогревается паром, подаваем паропроводом 8, вмонтированные в корпус превентора. Конструкция основных деталей и узлов плашечного превентора типа ППБ аналогична конструкции превентора типа ППГ и отличается от него только приводом плашек. Плашки превентора типа ППБ перемещается при помощи винта и штока, расположенных на крышки корпуса. Вращаются винты от бокового приводного вала и двух цепных передач, установленных снаружи превентора. На конце приводного вала надеты вилка и крестовина карданного сочленения для присоединения к электрическому или ручному управлению. Электрический дистанционный привод является основным приводом превентора.
Универсальные превенторы предназначаются для герметизации устья скважины вокруг любой части бурильной колонны (рабочей и бурильной труб, замкового соединения) и полного перекрытия устья при отсутствии в скважине колонны труб. При герметизированном устья универсальным превентором можно производить расхаживание , проворачивание и протаскивание колонны труб, что исключается при герметизации устья скважины плашечными превенторами. Поэтому универсальные превенторы используются в комплекте с плашечными превентороми.
Универсальный превентор (рис 2) состоит из корпуса 4, крышки 1, уплотнители 3, плунжера 5, втулки 6, катушки 7 и уплотнительных манжет 2. Корпус имеет внутреннюю ступенчатую поверхность. Он соединяется с крышкой при помощи прямоугольной резьбы. Уплотнитель выполнен из массивного резинового кольцо, армированного металлическими вставками двутаврового сечения. Наружная поверхность плунжера имеет также ступенчатую форму.
Рис 2. Универсальный превентор.
Ступенчатые поверхности корпуса и плунжера, а также крышка образуют в превенторе две гидравлические камеры: нижнюю (запорную) «а» и верхнюю (распорную) (б). Камеры одна от другой изолированы манжетами. Через отверстия в корпусе они соединены с установкой гидравлического управления. При нагнетании масла в запорную камеру плунжер передвигается вверх, обжимает уплотнитель, резиновое кольцо которого перемещается к центру скважины и герметизирует устье. При нагнетании масла в распорную камеру закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз и вытесняет масло из запорной камеры в сливную линию гидравлического управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.
Для управления скважинами при бурении газонефтеводопроявлениями сооружают обвязку превенторных установок. В комплект обвязки входят трубопроводы высокого давления, прямоточные задвижки или клиновые с гидравлическим и ручным управлением. регулируемые и быстросменные штуцеры, отбойная камера, фиттинги (крестовины, тройники. заглушки), быстро-сборные соединения для подключения насосных агрегатов, отсекатели.
Регулируемый штуцер предназначен для создания и бесступенчатого регулирования противодавления на забое скважины, а быстросменный – для создания и ступенчатого регулирования противодавления. Отсекатели предотвращают попадание бурового раствора в выкидные линии при бурении. Отбойная камера служит для гашения энергии потока жидкости, выходящий из штуцеров, и соединение штуцеров с циркуляционной системой буровой.
Техническая характеристика превентора нескольких типов приведена в таблице 1.
Установки управления превентором.
Противовыбросное оборудование управляется автоматически гидравлическими (ГУП) или электрическими установками (УПЭ).
В установку гидравлического управления (рис 3, а) входят основной пульт, смонтированный на насосно-аккумуляторной установке, вспомогательный пульт и соединительные трубопроводы. Основной пульт и насосно-аккумуляторная установка состоят из шестеренчатого насоса 6 с электродвигателем 3, ручного насоса 1, масляного бака 8, сосудов аккумулятора 10,11, распределителей 13 с рукоятками управления, блокировочных цилиндров 14, манометров 12, электроконтактного манометра 15 и электрооборудования. На всасывающей линии шестеренчатого насоса имеется фильтр 9 и кран 7, а на нагнетательной линии насосов – предохранительный клапан 5, обратный клапан 4 и фильтр высокого давления 2. Все оборудование смонтировано на общей раме.
Рис 3 (а,б). а- установка гидравлического управления ГУП-100Бр-2; б- система электрического управления УПЭ-2
Электродвигатель насоса управляется автоматически при помощи электро-контактного манометра, который регулируется на давлении в пределах 90-100 кгс/см2.
Вспомогательный пульт управления состоит из корпуса, в котором расположены распределители 13 с рукоятками управления, регулирующий клапан 16 и манометры.
Основной пульт предназначен для управления превенторами и задвижками с безопасного места за пределами буровой, а вспомогательный пульт – для управления с рабочего места бурильщика.
Система электрического управления (УПЭ) осуществляет дистанционное управление одним или двумя превенторами типа ППБ. Система управления для двух превенторов состоит из привода карданных валов, магнитной станции управления электродвигателем и коробки дублирующего устройства у поста бурильщика ( Рис 3, б.)
На общей раме установлены электродвигатель 10, двухступенчатый цепной редуктор 9, два выходных вала 8 с надетыми на них цепными колесами 7, кулачковая муфта 6, два конечных выключателя 5 с винтовым механизмом 4, карданные валы 3, при помощи которых привод присоединяется к боковым валам 2 привода плашек превентора 1.
Цепной редуктор помещен в закрытый кожух с масляной ванной. На трансмиссионном валу 11 редуктора имеется штурвальное колесо 12 для ручного управления превенторами в случае отсутствия электроэнергии. При наличии электроэнергии электродвигатель в конечных положениях плашек превентора выключается автоматически.
Универсальные превенторы предназначаются для герметизации устья скважины вокруг любой части бурильной колонны (рабочей и бурильной труб, замкового соединения) и полного перекрытия устья при отсутствии в скважине колонны труб. При герметизированном устья универсальным превентором можно производить расхаживание , проворачивание и протаскивание колонны труб, что исключается при герметизации устья скважины плашечными превенторами. Поэтому универсальные превенторы используются в комплекте с плашечными превентороми.
Универсальный превентор (рис 2) состоит из корпуса 4, крышки 1, уплотнители 3, плунжера 5, втулки 6, катушки 7 и уплотнительных манжет 2. Корпус имеет внутреннюю ступенчатую поверхность. Он соединяется с крышкой при помощи прямоугольной резьбы. Уплотнитель выполнен из массивного резинового кольцо, армированного металлическими вставками двутаврового сечения. Наружная поверхность плунжера имеет также ступенчатую форму.
Рис 2. Универсальный превентор.
Ступенчатые поверхности корпуса и плунжера, а также крышка образуют в превенторе две гидравлические камеры: нижнюю (запорную) «а» и верхнюю (распорную) (б). Камеры одна от другой изолированы манжетами. Через отверстия в корпусе они соединены с установкой гидравлического управления. При нагнетании масла в запорную камеру плунжер передвигается вверх, обжимает уплотнитель, резиновое кольцо которого перемещается к центру скважины и герметизирует устье. При нагнетании масла в распорную камеру закрытого превентора плунжер из верхнего положения перемещается вниз и вытесняет масло из запорной камеры в сливную линию гидравлического управления. Уплотнитель при этом разжимается и принимает первоначальную форму.
Для управления скважинами при бурении газонефтеводопроявлениями сооружают обвязку превенторных установок. В комплект обвязки входят трубопроводы высокого давления, прямоточные задвижки или клиновые с гидравлическим и ручным управлением. регулируемые и быстросменные штуцеры, отбойная камера, фиттинги (крестовины, тройники. заглушки), быстро-сборные соединения для подключения насосных агрегатов, отсекатели.
Регулируемый штуцер предназначен для создания и бесступенчатого регулирования противодавления на забое скважины, а быстросменный – для создания и ступенчатого регулирования противодавления. Отсекатели предотвращают попадание бурового раствора в выкидные линии при бурении. Отбойная камера служит для гашения энергии потока жидкости, выходящий из штуцеров, и соединение штуцеров с циркуляционной системой буровой.
Техническая характеристика превентора нескольких типов приведена в таблице 1.
| Параметры | ППГ-230х320 | ППГ-307х200 | ППГ-350х350 | ППБ-307х200 | ППБ-406Х125 | ПУГ-230х320 | ПУ-350х350 |
| Диаметр проходного отверстия, мм | 230 | 307 | 350 | 307 | 406 | 230 | 350 |
| Давление, кгс/см² | |||||||
| рабочее | 320 | 200 | 350 | 200 | 125 | 320 | 350 |
| пробное | 640 | 400 | 700 | 400 | 250 | 640 | 700 |
| Условный диаметр уплотняемой трубы, мм | 60 - 168 | 114 - 219 | 60 - 273 | 114 - 219 | 114 - 273 | 0 - 225 | 0 - 345 |
| Рабочее давление в приводе, кгс/см² | 60 - 100 | 60 - 100 | 60 - 100 | - | - | 60 - 100 | 60 - 100 |
| Габаритные размеры, мм | |||||||
| длина | 2085 | 2392 | 2380 | 1600 | 1905 | - | - |
| ширина (диаметр) | 670 | 750 | 850 | 776 | 900 | (865) | (1210) |
| высота | 310 | 570 | 640 | 570 | 580 | 1300 | 1610 |
| Вес, кг | 730 | 1517 | 1638 | 1350 | 1560 | 3100 | 7020 |
Установки управления превентором.
Противовыбросное оборудование управляется автоматически гидравлическими (ГУП) или электрическими установками (УПЭ).
В установку гидравлического управления (рис 3, а) входят основной пульт, смонтированный на насосно-аккумуляторной установке, вспомогательный пульт и соединительные трубопроводы. Основной пульт и насосно-аккумуляторная установка состоят из шестеренчатого насоса 6 с электродвигателем 3, ручного насоса 1, масляного бака 8, сосудов аккумулятора 10,11, распределителей 13 с рукоятками управления, блокировочных цилиндров 14, манометров 12, электроконтактного манометра 15 и электрооборудования. На всасывающей линии шестеренчатого насоса имеется фильтр 9 и кран 7, а на нагнетательной линии насосов – предохранительный клапан 5, обратный клапан 4 и фильтр высокого давления 2. Все оборудование смонтировано на общей раме.
Рис 3 (а,б). а- установка гидравлического управления ГУП-100Бр-2; б- система электрического управления УПЭ-2
Электродвигатель насоса управляется автоматически при помощи электро-контактного манометра, который регулируется на давлении в пределах 90-100 кгс/см2.
Вспомогательный пульт управления состоит из корпуса, в котором расположены распределители 13 с рукоятками управления, регулирующий клапан 16 и манометры.
Основной пульт предназначен для управления превенторами и задвижками с безопасного места за пределами буровой, а вспомогательный пульт – для управления с рабочего места бурильщика.
Система электрического управления (УПЭ) осуществляет дистанционное управление одним или двумя превенторами типа ППБ. Система управления для двух превенторов состоит из привода карданных валов, магнитной станции управления электродвигателем и коробки дублирующего устройства у поста бурильщика ( Рис 3, б.)
На общей раме установлены электродвигатель 10, двухступенчатый цепной редуктор 9, два выходных вала 8 с надетыми на них цепными колесами 7, кулачковая муфта 6, два конечных выключателя 5 с винтовым механизмом 4, карданные валы 3, при помощи которых привод присоединяется к боковым валам 2 привода плашек превентора 1.
Цепной редуктор помещен в закрытый кожух с масляной ванной. На трансмиссионном валу 11 редуктора имеется штурвальное колесо 12 для ручного управления превенторами в случае отсутствия электроэнергии. При наличии электроэнергии электродвигатель в конечных положениях плашек превентора выключается автоматически.
Вспомогательный пульт