RU175351U1 - PRE-VENT DIES CASE - Google Patents
PRE-VENT DIES CASE Download PDFInfo
- Publication number
- RU175351U1 RU175351U1 RU2017110579U RU2017110579U RU175351U1 RU 175351 U1 RU175351 U1 RU 175351U1 RU 2017110579 U RU2017110579 U RU 2017110579U RU 2017110579 U RU2017110579 U RU 2017110579U RU 175351 U1 RU175351 U1 RU 175351U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- die
- preventer
- casing
- die according
- seal
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 15
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 33
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- DQIPXGFHRRCVHY-UHFFFAOYSA-N chromium zinc Chemical compound [Cr].[Zn] DQIPXGFHRRCVHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000237503 Pectinidae Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 235000020637 scallop Nutrition 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000000110 selective laser sintering Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000012031 short term test Methods 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- E21B33/06—Blow-out preventers, i.e. apparatus closing around a drill pipe, e.g. annular blow-out preventers
-
- 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
- E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
- E21B2200/01—Sealings characterised by their shape
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)
- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Abstract
Техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности, к рабочим органам плашечного превентора, а именно к конструкции корпуса плашки. Корпус плашки превентора выполнен цельным металлическим, содержит верхнюю 1, нижнюю 2, переднюю 3, заднюю 4 и две боковые 5, 6 поверхности (грани), со стороны передней поверхности выполнено посадочное место 7 под первый уплотнитель, со стороны верхней поверхности выполнено посадочное место 8 под второй уплотнитель, со стороны задней поверхности выполнен соединительный элемент 9, корпус выполнен из легированной конструкционной стали, содержащей хром, никель, медь, шероховатость (Ra) верхней и нижней поверхностей составляет не более 2,5 мкм. Твердость поверхностей не менее 230НВ. Верхняя и нижняя поверхности имеют упрочненный наружный слой S. Упрочненный наружный слой S сформирован химическим оксидированием промасливанием. Технический результат заключается в повышении устойчивости корпуса плашки к внешним разрушающим воздействиям. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.The technical solution relates to the oil and gas industry, to the working bodies of the die preventer, and in particular to the design of the die body. The casing of the preventer die is made of solid metal, contains the upper 1, lower 2, front 3, rear 4 and two side 5, 6 surfaces (faces), from the front surface, a seat 7 is made under the first seal, from the upper surface side a seat 8 is made under the second seal, from the back surface, a connecting element 9 is made, the housing is made of alloy structural steel containing chromium, nickel, copper, the roughness (Ra) of the upper and lower surfaces is not more than 2.5 μm. Hardness of surfaces is not less than 230НВ. The upper and lower surfaces have a hardened outer layer S. The hardened outer layer S is formed by oil chemical oxidation. The technical result consists in increasing the stability of the die body to external destructive influences. 9 s.p. f-ly, 12 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Техническое решение относится к нефтегазодобывающей промышленности, к рабочим органам плашечного превентора, а именно к конструкции корпуса плашки. Превентор плашечный предназначен для герметизации устья нефтяных и газовых скважин путем перекрытия посредством плашечного затвора кольцевого зазора между спущенной в скважину обсадной колонной и бурильными трубами (насосно-компрессорные трубы, НКТ) или перекрытия устья скважины. Плашечный затвор представляет собой две плашки, оппозитно установленные в корпусе превентора и перекрывающие сквозной осевой канал (центральное проходное отверстия) с трубой или без трубы в нем. Конструкции плашек отличаются в зависимости от того, находится ли в сквозном отсевом канале труба (НКТ) и ли глухие трубные срезные плашки.The technical solution relates to the oil and gas industry, to the working bodies of the die preventer, and in particular to the design of the die body. The block preventer is designed to seal the mouth of oil and gas wells by blocking, by means of a ram shutter, the annular gap between the casing lowered into the well and drill pipes (tubing, tubing) or closing the well head. A ram valve consists of two dies, opposite mounted in the preventer housing and blocking the through axial channel (central passage bore) with or without a pipe. The designs of the dies differ depending on whether the pipe (tubing) is located in the through-passage channel and whether the blind pipe shear dies are.
Эксплуатация превенторов осуществляется в условиях агрессивного воздействия внешней среды. Рабочая среда (флюид) - нефть, газ, газоконденсат, пластовая вода, промывочная жидкость и их смеси с суммарным содержанием CO2 и H2S до 15% по объему каждого и содержанием механических примесей до 25 мг/л. В зимний период превенторы эксплуатируются в условиях низких температур (до - 45°C). Указанные факторы отрицательно сказываются на сроке службы плашечных затворов, снижают его работоспособность, долговечность, безотказность, сокращают межремонтный интервал и наработку на отказ, надежность. При этом безотказная наработка при таких условиях должна составлять около 500 циклов закрытия-открытия плашечного затвора. Отказы в работе плашечных затворов превентора служат причиной разгерметизации устья скважины, не перекрывается сквозной осевой канал, что приводит к авариям, происходит выброс флюида.The operation of preventers is carried out under the conditions of aggressive environmental influences. Working medium (fluid) - oil, gas, gas condensate, produced water, flushing fluid and their mixtures with a total content of CO 2 and H 2 S up to 15% by volume of each and content of mechanical impurities up to 25 mg / l. In winter, preventers are operated at low temperatures (up to - 45 ° C). These factors adversely affect the service life of the piston locks, reduce its performance, durability, reliability, reduce the repair interval and MTBF, reliability. In this case, uptime under such conditions should be about 500 cycles of closing and opening the ram shutter. Failures in the operation of the ram preventer shutters cause a depressurization of the wellhead, the through axial channel does not overlap, which leads to accidents, fluid is released.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известны различные конструкции корпусов плашек превентора. В частности известна плашка превентора (SU 1273504; [1]), содержащая составной корпус и размещенный в нем уплотнитель с опорными элементами, выполненными в виде вставок и торцевых упоров. Корпус плашки [1] выполнен в виде полукольца, имеет верхнюю и нижнюю поверхности, переднюю поверхность, цилиндрическую поверхность (задне-боковая поверхность).There are various designs of casing dies preventer. In particular, a preventer die (SU 1273504; [1]) is known, comprising a composite housing and a seal located therein with support elements made in the form of inserts and end stops. The die body [1] is made in the form of a half-ring, has an upper and lower surface, a front surface, a cylindrical surface (rear-side surface).
Известна плашка превентора (RU 2274729; [2]). Плашка превентора [2] содержит корпус, вкладыш, размещенный с внутренней стороны корпуса, и уплотнитель. Корпус плашки [2] выполнен в виде полукольца, имеет верхнюю и нижнюю поверхности, переднюю поверхность, боковые поверхности, заднюю цилиндрическую поверхность со стороны которой выполнен Т-образный паз.A known preventer die (RU 2274729; [2]). The preventer die [2] comprises a housing, a liner located on the inside of the housing, and a seal. The die body [2] is made in the form of a half ring, has an upper and lower surface, a front surface, side surfaces, a rear cylindrical surface on the side of which a T-shaped groove is made.
Корпус указанных аналогов [1;2] не имеет каких-либо, защитных или антифрикционных покрытий на поверхностях, контактирующих с агрессивной рабочей средой. Корпус плашек требует установку уплотнения сложной геометрической формы. Плашка имеет громоздкую составную конструкцию. Плашечный канал превентора для таких плашек должен иметь большее сечение, что соответственно увеличивает габариты превентора. Поверхности корпуса, контактирующие с направляющими корпуса, подвержены износу и выработке, так как не приспособлены для механического контакта в условия агрессивного воздействия рабочей среды. Шероховатость поверхностей (чистота) не обеспечивает долговечность работы.The case of these analogues [1; 2] does not have any protective or antifriction coatings on surfaces in contact with an aggressive working environment. The housing of the dies requires the installation of a seal of complex geometric shape. The die has a bulky composite structure. The die channel of the preventer for such dies should have a larger cross section, which accordingly increases the dimensions of the preventer. The surface of the casing in contact with the guides of the casing is subject to wear and tear, as it is not adapted for mechanical contact under aggressive environmental conditions. Roughness of surfaces (cleanliness) does not ensure durability.
Известен комплект плашек трубных превенторов (RU 94277; [3]). Известен комплект плашек глухих превенторов (RU 94278; [4]). Комплект плашек [3;4] для превентора содержит две плашки с передним уплотнением в месте соединения плашек и верхним уплотнением для верхнего зеркала плашечного канала в каждой плашке. Корпус каждой плашки выполнен неразъемной (цельной, монолитной) конструкции и имеет форму параллелепипеда со скошенной задней гранью (поверхностью), в которой выполнен глухой Т-образный паз, открытый с нижней грани плашки для соединения плашки со штоком привода превентора. На верхней грани корпуса выполнен паз, имеющий форму полукруга со смещенным от передней к задней граням центром, и прямым выходящим на переднюю грань, участком, в котором располагается верхнее уплотнение. В передней грани корпуса выполнен глухой с нижней, верхней и боковыми гранями паз, соединяющийся с пазом на верхней грани и служащий для размещения переднего уплотнения, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда. Корпус имеет резьбовое отверстие для транспортировки. В передней грани корпуса плашки [3] выполнена сквозная полукруглая выборка диаметром d под трубу, величина которого больше диаметра уплотняемой трубы, при этом его центр совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу (теоретической осью сквозного вертикального канала превентора). На нижней грани корпуса плашки [3] выполнен паз для установки посредством двух гужонов зуба, служащего для предварительной центровки трубы, и паз для вхождения зуба от парной плашки.A known set of dies tube preventers (RU 94277; [3]). A known set of dies deaf preventers (RU 94278; [4]). The set of dies [3; 4] for the preventer contains two dies with a front seal at the junction of the dies and an upper seal for the upper mirror of the die channel in each die. The body of each die is made of an integral (integral, monolithic) structure and has the shape of a parallelepiped with a beveled rear face (surface), in which a blind T-groove is made, open from the bottom face of the die to connect the die to the preventer drive rod. A groove is made on the upper face of the body, having the shape of a semicircle with a center displaced from the front to the rear faces, and directly extending to the front face, the area in which the upper seal is located. In the front face of the housing, a groove is made blind with a lower, upper and side faces, connecting with a groove on the upper face and serving to accommodate the front seal, having the shape of a rectangular parallelepiped. The housing has a threaded hole for transportation. In the front face of the die body [3], a through semicircular selection was made with a diameter d for the pipe, the value of which is larger than the diameter of the pipe being sealed, while its center coincides with the axis of the through central channel under the pipe (theoretical axis of the through vertical channel of the preventer). On the lower edge of the die body [3], a groove is made for installation by means of two tooth guzhons, which serves to pre-center the pipe, and a groove for the tooth to enter from the paired die.
В большинстве случаев коррозионно-механические и усталостные повреждения зарождаются на поверхности материала, защита поверхностного слоя корпуса имеет принципиальное значение в его долговечности. Корпус указанных аналогов [3;4] не обеспечивает легкое скольжение плашки по направляющим плашечного канала корпуса и устойчивость к агрессивному воздействию рабочей среды, низких температур. Корпуса плашек [3;4] не обладают антикоррозионными и/или антифрикционными свойствами, не оснащены защитными покрытиями или специально обработанными поверхностями, не обеспечена оптимальная шероховатость поверхностей (чистота поверхности). При контакте корпуса с рабочей средой с содержанием CO2 и H2S до 15% по объему и содержанием механических примесей до 25 мг/л в условиях низких температур до минус 45°C указанные недостатки отрицательно сказываются на сроке службы плашечных затворов, на их долговечности и безотказности. Не обеспечивается наработка 500 циклов закрытия-открытия плашечного затвора. Требуется ремонт или замена превентора.In most cases, corrosion-mechanical and fatigue damage arise on the surface of the material, protection of the surface layer of the body is of fundamental importance in its durability. The case of these analogues [3; 4] does not provide easy sliding of the die along the guides of the die channel of the housing and resistance to aggressive effects of the working environment, low temperatures. Cases of dies [3; 4] do not possess anticorrosive and / or antifriction properties, are not equipped with protective coatings or specially treated surfaces, and optimum surface roughness is not ensured (surface cleanliness). When the housing contacts a working medium with a CO 2 and H 2 S content of up to 15% by volume and a solids content of up to 25 mg / l at low temperatures up to minus 45 ° C, these drawbacks adversely affect the service life of ram valves and their durability and uptime. The operating time of 500 cycles of closing and opening the ram shutter is not ensured. Repair or replacement of a preventer is required.
Известен превентор плашечный гидравлический двойной ППГ2-СТЦ (RU 131797; [5]), содержащий корпус с осевым каналом, в котором установлены рабочие органы - плашки трубные и плашки глухие, снабженные механизмами приводами. Плашка (трубная, глухая) состоит из корпуса, уплотнителя (трубного, глухого), уплотнителя верхнего, штифтов, которые соединяют корпус плашки и уплотнители. Уплотнители, изготовлены из эластомера, установлены в соответствующие пазы корпуса. Корпус трубной плашки содержит Т-образный паз для соединения с гидроприводом. Корпус плашки выполнен в форме параллелепипеда имеет верхнюю, нижнюю, переднюю, заднюю и две боковые поверхности (грани). Корпус плашки выполнен с горизонтальным Т-образным пазом со стороны задней поверхности для соединения через Т-образный хвостовик с гидроприводом. Ребра между задней поверхностью и боковыми поверхностями скошены, т.е. задняя поверхность переходит в боковую через наклонную поверхность по типу фаски.The known preventer die hydraulic double PPG2-STTs (RU 131797; [5]) containing a housing with an axial channel in which working bodies are installed - pipe dies and dice dies equipped with drive mechanisms. The die (pipe, deaf) consists of a body, a sealant (pipe, deaf), a top seal, pins that connect the die body and seals. Seals made of elastomer are installed in the corresponding grooves of the housing. The tube die body contains a T-slot for connection with a hydraulic actuator. The body of the die is made in the form of a parallelepiped, has an upper, lower, front, rear and two side surfaces (faces). The die body is made with a horizontal T-shaped groove on the back surface side for connection through a T-shaped hydraulic shank. The ribs between the rear surface and the side surfaces are beveled, i.e. the back surface goes to the side through an inclined surface in the form of a chamfer.
Корпус плашки [5] не обеспечивает устойчивость к агрессивному воздействию рабочей среды, низких температур, механических нагрузок, не обладает антикоррозионными и/или антифрикционными свойствами, не оснащен защитными покрытиями или специально обработанными поверхностями, не обеспечена оптимальная шероховатость поверхностей (чистота поверхности). При контакте корпуса с рабочей средой с содержанием CO2 и H2S до 15% по объему и содержанием механических примесей до 25 мг/л в условиях низких температур, до минус 45°C происходит износ контактирующих поверхностей, деструктивные изменения материала корпуса, выработка материала корпуса, задиры и царапины зеркальных направляющих корпуса. Указанные недостатки отрицательно сказываются на сроке службы плашек, на безотказности плашечного затвора и уменьшают продолжительность межремонтного периода превентора. Не обеспечивается наработка 500 циклов закрытия-открытия плашечного затвора.The die body [5] does not provide resistance to aggressive effects of the working environment, low temperatures, mechanical loads, does not have anticorrosion and / or antifriction properties, is not equipped with protective coatings or specially treated surfaces, and optimum surface roughness is not ensured (surface cleanliness). When the housing contacts a working medium with a CO 2 and H 2 S content of up to 15% by volume and a solids content of up to 25 mg / l at low temperatures, up to minus 45 ° C, contact surfaces wear, destructive changes in the housing material, material production cases, scuffs and scratches of the mirror guides of the case. These shortcomings adversely affect the service life of the dies, the reliability of the die shutter and reduce the length of the overhaul period of the preventer. The operating time of 500 cycles of closing and opening the ram shutter is not ensured.
Известны плашки (интернет сайт ООО Торговый Дом «НефтеПромТехСервис», электронный каталог продукции в сети интернет, главная страница - раздел продукция-противовыбросовое оборудование - плашечные превенторы - плашки, режим доступа: http://tdnpts.ru/proborud2.htm [6]). Плашка (трубная, глухая) состоит из корпуса, уплотнителя (трубного, глухого), уплотнителя верхнего. Корпус плашки выполнен в форме параллелепипеда, имеет верхнюю, нижнюю, переднюю, заднюю и две боковые поверхности (грани). Уплотнители установлены в пазы в верхней и передней поверхностях корпуса. Боковые поверхности скошены к задней поверхности, т.е. задняя поверхность переходит в боковую через наклонную поверхность по типу фаски. Корпус плашки изготовлен из высокопрочной легированной термически упрочненной стали.Known dies (the website of LLC Trading House NeftePromTechService LLC, an electronic catalog of products on the Internet, the main page is the section on blowout products - die preventers - dies, access mode: http://tdnpts.ru/proborud2.htm [6] ) The die (pipe, deaf) consists of a housing, a sealant (pipe, deaf), and a top seal. The body of the die is made in the form of a parallelepiped, has an upper, lower, front, rear and two side surfaces (faces). Seals are installed in grooves in the upper and front surfaces of the housing. The lateral surfaces are beveled to the rear surface, i.e. the back surface goes to the side through an inclined surface in the form of a chamfer. The die body is made of high strength alloyed heat-hardened steel.
Корпус плашки [6] предусматривает термическую обработку, что усложняет технологию производства и увеличивает себестоимость изготовления корпуса плашки, не обеспечена оптимальная шероховатость поверхностей (чистота поверхности). Аналог не содержит соединительный элемент, например, в виде Т-образного паза со стороны задней поверхности для соединения с толкателем механизма привода. В процессе термического упрочнение легированной стали появляются различные дефекты - отпускная хрупкость, дендритная ликвация (неоднородность), флокены (излом, трещина), это вызывает снижение механических свойств. Даже при самом строгом соблюдении правильно установленных технологических режимов эти дефекты не поддаются полному устранению. В результате корпус не обеспечивает достаточную коррозионную стойкость в агрессивной рабочей среде. От частых открываний и закрываний превентора изнашивается верхняя поверхность корпуса плашки. Осевая сила, действующая на плашку, также может вызывать разрушение корпуса плашки, так как в превенторе давление, при котором уплотнение плотно прижимается к трубе и обеспечивается полное перекрытие путей прохода рабочей среды, достигает 70 МПа. Термическая обработка легированной стали снижает ударную вязкость, приводит к хрупкости материала и увеличивает вероятность появления сколов и трещин при попадании механических частиц в поверхности трения. В процессе эксплуатации превентора при контакте сопряженных деталей изнашиваются поверхности трения, а именно верхняя и нижняя поверхности корпуса плашки и направляющие (зеркала) корпуса превентора, при этом зазор между ними увеличивается и требуется замена плашки, капитальный ремонт корпуса превентора. Процессы разрушения, такие как трение, износ, схватывание, возникают и развиваются под влиянием механических и электрохимических воздействий среды на материал трущихся пар. Существенное влияние на износостойкость деталей, безотказность и долговечность трибосопряжений оказывают физико-механические параметры поверхности, а также структура поверхностного слоя и условия смазки.The die body [6] provides for heat treatment, which complicates the production technology and increases the cost of manufacturing the die body; optimal surface roughness (surface cleanliness) is not provided. The analogue does not contain a connecting element, for example, in the form of a T-groove on the back surface side for connection with a pusher of the drive mechanism. In the process of thermal hardening of alloy steel, various defects appear - temper brittleness, dendritic segregation (heterogeneity), flocs (kink, crack), this causes a decrease in mechanical properties. Even with the strictest observance of correctly established technological regimes, these defects cannot be completely eliminated. As a result, the housing does not provide sufficient corrosion resistance in an aggressive working environment. From frequent openings and closures of the preventer, the upper surface of the die body wears out. The axial force acting on the die can also cause destruction of the die body, since the pressure in the preventer at which the seal is firmly pressed against the pipe and ensures complete closure of the pathways of the working medium reaches 70 MPa. Heat treatment of alloy steel reduces toughness, leads to brittleness of the material and increases the likelihood of chips and cracks when mechanical particles enter the friction surface. During the operation of the preventer, friction surfaces wear out when the mating parts are in contact, namely the upper and lower surfaces of the die body and the guides (mirrors) of the preventer body, while the gap between them increases and the die needs replacement, and the overhaul of the preventer body is required. Destruction processes, such as friction, wear, setting, arise and develop under the influence of mechanical and electrochemical effects of the medium on the material of rubbing pairs. The physical and mechanical parameters of the surface, as well as the structure of the surface layer and lubrication conditions, have a significant impact on the wear resistance of parts, the reliability and durability of tribological conjugations.
Раскрытие сущности технического решенияDisclosure of the essence of the technical solution
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении долговечности и надежности работы плашечного превентора, улучшении эксплуатационных качеств плашечного превентора, таких как безотказность, межремонтный интервал, за счет повышения устойчивости корпуса плашки к внешнему разрушающему воздействию - химическому воздействию рабочей среды, механическому воздействию направляющих корпуса, нагрузок от контакта плашки с плашкой и/или плашки с трубой (НКТ).The technical problem to which the utility model is aimed is to increase the durability and reliability of the die preventer, to improve the performance of the die preventer, such as reliability, overhaul interval, by increasing the resistance of the die body to external destructive effects - chemical exposure to the working environment, mechanical the effects of the housing guides, the loads from the contact of the die with the die and / or the die with the pipe (tubing).
Технический результат заключается в повышении устойчивости корпуса плашки к внешним разрушающим воздействиям, увеличении ресурса плашки.The technical result consists in increasing the stability of the die body to external destructive influences, increasing the life of the die.
Технический результат обеспечивается тем, что корпус плашки превентора выполнен цельным металлическим в форме параллелепипеда, содержит верхнюю, нижнюю, переднюю, заднюю и две боковые поверхности (грани), со стороны передней поверхности выполнено посадочное место под уплотнитель, со стороны верхней поверхности выполнено посадочное место под уплотнитель, со стороны задней поверхности выполнен соединительный элемент, корпус выполнен из легированной стали, среднее арифметическое из абсолютных значений отклонение профиля в пределах базовой длины (шероховатость Ra) верхней и нижней поверхностей составляет не более 2,5 микрометров.The technical result is ensured by the fact that the casing of the preventer die is made of solid metal in the shape of a parallelepiped, contains upper, lower, front, rear and two side surfaces (faces), a seat under the seal is made on the side of the front surface, a seat under gasket, a connecting element is made from the back surface, the housing is made of alloy steel, the arithmetic mean of the absolute values of the deviation of the profile within the bases howl length (surface roughness Ra) of the upper and lower surfaces is not more than 2.5 micrometers.
Указанная сущность обеспечивает достижение заявленного технического результата.The specified entity ensures the achievement of the claimed technical result.
Предпочтительно корпус плашки превентора выполнен из легированной конструкционной стали, содержащей хром, никель, медь.Preferably, the preventer die body is made of alloy structural steel containing chromium, nickel, copper.
Предпочтительно твердость поверхностей в пределах 230…290НВ (единиц по методу Бринелля).Preferably, the surface hardness is in the range of 230 ... 290 HB (units according to the Brinell method).
Предпочтительно верхняя и нижняя поверхности содержат упрочненный наружный слой.Preferably, the upper and lower surfaces comprise a hardened outer layer.
Предусмотрено, что в корпусе плашки превентора поверхности химически оксидированы промасливанием, или имеют цинковое гальваническое покрытие, или имеют хромированное гальваническое покрытие, или имеют поверхностное упрочнение образованное путем струйной обработки шариками.It is envisaged that in the casing of the preventer die, the surfaces are chemically oxidized by oiling, or have a zinc plating, or have a chromium plating, or have surface hardening formed by blasting with balls.
Предусмотрено также, что ребра между поверхностями выполнены с фаской. Это обеспечивает удобство установки плашки в полушечную полость.It is also envisaged that the ribs between the surfaces are chamfered. This provides the convenience of installing the dies in the half-cavity.
Предпочтительно корпус плашки выполнен цельным по технологии послойного наращивания слоев металла (англ. selective laser sintering, SLS, Selective laser melting, SLM) из сплава металлического порошка.Preferably, the die body is made integral by the technology of layer-by-layer build-up of metal layers (English selective laser sintering, SLS, Selective laser melting, SLM) from an alloy of a metal powder.
В отличие от известных корпусов плашек в предлагаемом техническом решении снижается величина предполагаемого износа корпуса плашки и направляющих корпуса первентора в процессе эксплуатации, что позволяет увеличить срок службы плашки почти вдвое.In contrast to the known die bodies, the proposed technical solution reduces the expected wear of the die body and the guides of the gearbox during operation, which allows to increase the life of the die by almost half.
Сущность полезной модели поясняется, но не ограничивается приведенным ниже описанием корпуса трубной плашки и графическими материалами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated, but not limited to the following description of the tube die body and graphic materials that depict:
фиг. 1 - корпус трубной плашки превентора, общий вид со стороны передней поверхности;FIG. 1 - casing of a tube die of a preventer, general view from the front surface side;
фиг. 2 - корпус трубной плашки превентора, общий вид со стороны задней поверхности;FIG. 2 - casing of a tube die of a preventer, general view from the rear surface side;
фиг. 3 - корпус трубной плашки превентора с вырезом части, общий вид;FIG. 3 - casing of the tube die preventer with a cutout parts, general view;
фиг. 4 - корпус трубной плашки превентора, вид сверху;FIG. 4 - casing of the tube die of the preventer, top view;
фиг. 5 - корпус трубной плашки превентора, вид снизу;FIG. 5 - casing of the tube die of the preventer, bottom view;
фиг. 6 - корпус трубной плашки превентора, вид сбоку в разрезе.FIG. 6 is a body of a tube die of a preventer, a side view in section.
фиг. 7 - корпус глухой плашки превентора, общий вид со стороны передней поверхности;FIG. 7 - casing of a blank die of a preventer, general view from the front surface side;
фиг. 8 - корпус глухой плашки превентора, общий вид со стороны задней поверхности;FIG. 8 - casing of a blank preventer die, general view from the rear surface side;
фиг. 9 - корпус глухой плашки превентора, с вырезом части общий вид;FIG. 9 - the case of a blank die preventer, with a cut parts general view;
фиг. 10 - корпус глухой плашки превентора, вид сверху;FIG. 10 - casing of a blank die preventer, top view;
фиг. 11 - корпус глухой плашки превентора, вид снизу;FIG. 11 - casing of a blank die preventer, bottom view;
фиг. 12 - корпус глухой плашки превентора, вид сбоку в разрезе.FIG. 12 is a casing of a blank die of a preventer, a side view in section.
Корпус трубной плашкиTube body
Корпус трубной плашки превентора выполнен цельным металлическим в форме параллелепипеда путем предварительной механической обработки стальной заготовки (прокат, поковка, отливка) с обеспечением макрогеометрии ее поверхности. Корпус трубной плашки выполнен из легированной конструкционной стали - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71. При этом Сталь 40Х может быть заменена на Сталь 45Х, Сталь 38ХА, Сталь 40ХН, Сталь 40ХС, Сталь 40ХФ, Сталь 40ХР по ГОСТ 4543-71, Сталь 40X13, Сталь 30X13 по ГОСТ 5632-72. Корпус содержит верхнюю 1 (фиг. 1; 2; 3; 4; 5; 6), нижнюю 2 (фиг. 1; 5; 6), переднюю 3 (фиг. 1; 3; 4; 5; 6), заднюю 4 (фиг. 2; 3; 4; 5; 6) и две боковые 5 и 6 (фиг. 1; 2; 3; 4; 5) поверхности. Со стороны передней поверхности 3 выполнено посадочное место 7 (фиг. 1; 3; 6) под торцевой (трубный) уплотнитель. Со стороны верхней поверхности 1 выполнено посадочное место 8 (фиг. 1; 2; 3; 4; 6), под верхний уплотнитель. Уплотнители - это сменные эластичные вкладыши резиновые, резина марки ИРП-1396 и ИРП-8470, или резинометаллические с закладными металлическими элементами. Упругие уплотнители позволяют перекрыть микро- и макронеровности на поверхностях труб. Со стороны задней поверхности 4 выполнен соединительный элемент 9 (фиг. 1; 2; 3; 4; 5; 6), предназначенный для соединения плашки с толкателем механизма привода плашки превентора. Соединительный элемент 9 выполнен в форме сквозного Т-образного паза. Т-образный паз может быть выполнен как сквозным, так и глухим. На фиг. с 1 по 6 изображен соединительный элемент 9, выполненный в виде сквозного Т-образного паза проходящего от верхней поверхности 1 к нижней 2. При этом Т-образный паз может быть выполнен в поперечном направлении, то есть направлен от одной боковой поверхности 5 к противоположной боковой поверхности 6. Соединительный элемент 9 может быть выполнен в форме подвижного соединения другой конструкции, обеспечивающего передачу усилия со стороны толкателя на корпус плашки. Корпус выполнен со скошенной задней поверхностью 4 (поверхностью). Грань скоса 10 (фиг. 4; 5) выполнена от боковых поверхностей 5 и 6 к задней поверхности 4. Грань скоса 10 выполнена под углом «а», равным 30 градусов (фиг. 4; 5) симметрично для каждой боковой поверхности 5, 6. Посадочное место 8 (фиг. 1; 2; 3; 4; 6), под уплотнитель, на верхней поверхности 1 корпуса выполнено в форме радиусного паза (кольцевой проточки) 11 (фиг. 4; 6), имеет форму полукруга с прямыми прорезями 12 (фиг. 4), выходящим на переднюю поверхность 3. Грани радиусного паза 11 расположены под углом е=24° (фиг. 6). Прорези 12 соединяют посадочное место 8 под верхний уплотнитель с посадочным местом 7 под торцевой уплотнитель. В прорезях располагают верхний уплотнитель. Посадочное место 7 под торцевой уплотнитель в передней поверхности 3 корпуса выполнено в форме паза 13 (фиг. 6) глухого со стороны нижней 2, верхней 1 и боковых 5, 6 поверхностей. Паз 13 соединен с пазом 11 через прорези 12 и выполнен с радиусным углублением 14 (фиг. 3). На передней поверхности 3 корпуса выполнена сквозная полукруглая выборка диаметром d (фиг. 4; 5) под трубу, величина диаметра d больше диаметра уплотняемой трубы, при этом ее центр совпадает с осью сквозного центрального канала под трубу (теоретической осью сквозного вертикального канала превентора). Например, для трубы диаметром 73 мм величина диаметра d равна 74 мм. Со стороны передней поверхности 3 снизу корпус оснащен зубом 15 (фиг. 1; 3; 4; 5) для центровки трубы. Симметрично зубу 15, с противоположной стороны корпуса, со стороны передней поверхности 3 снизу выполнено углубление 16 (фиг. 1; 3; 5; 6), предназначенное под зуб 15 противостоящей плашки при соединении плашечного затвора. Зуб 15 выполнен монолитно с остальной частью корпуса. При этом выполнение зуба 15 цельно (монолитно) с корпусом не является обязательным. Зуб 15 может быть выполнен отдельной деталью и установлен в корпус плашки посредством гужонов, потайных винтов. Корпус плашки имеет резьбовое отверстие (не показано) для транспортировки и отверстия 17 (фиг. 3; 4; 5) для закладных элементов уплотнителей. Ребра между верхней 1, нижней 2, передней 3, задней 4 и боковыми 6 поверхностями выполнены с фасками (не обозначены). Твердость верхней 1 и нижней 2 поверхностей, измеряемая по методу Бринелля, находится в пределах 270…290НВ. Твердость остальных поверхностей 3, 4, 5, 6 в пределах менее 230…270НВ. Чистота как минимум верхней 1 и нижней 2 поверхностей (среднее арифметическое из абсолютных значений отклонение профиля в пределах базовой длины - шероховатость Ra) составляет не более 2,5 микрометров. Требуемая шероховатость достигается формированием упрочненного наружного слоя S (фиг. 6). Его цель заключается в повышении твердости поверхности при высокой вязкости сердцевины, сглаживании микрорельефа, уменьшении микротрещин, уменьшении за счет этого сил трения, повышении износостойкости, повышении устойчивости к усталости и улучшении коррозионной стойкости. Упрочненный наружный слой S формируют как минимум на верхней 1 и нижней 2 поверхностях, а также на других сопрягаемых поверхностях. Упрочненный наружный слой S, удовлетворяющий условиям эксплуатации корпуса в агрессивной рабочей среде с содержанием CO2 и H2S до 15% по объему и содержанием механических примесей до 25 мг/л, в условиях низких температур до минус 45°C, получают в зависимости от технологических возможностей производства и конечной себестоимости продукции путем механической обработки поверхностей (плоское шлифование, чистовое фрезерование, плоское выглаживание, полировка) или химического оксидирования промасливанием, либо путем цинкового гальванического покрытия, или хромированного гальванического покрытия, или цинко-хроматировнного гальванического покрытия, или поверхностного упрочнения струей из шариков (стеклянная дробь). Кроме того, упрочненный наружный слой S может быть образован по технологиям цементации, азотирования, цианирования и нитроцементации.The casing of the preventer tube die is made of solid metal in the shape of a parallelepiped by preliminary machining of the steel billet (rolled, forged, casted) with macrogeometry of its surface. The tube die body is made of alloy structural steel - Steel 40X GOST 4543-71. Moreover, Steel 40X can be replaced by Steel 45X, Steel 38XA, Steel 40XH, Steel 40XC, Steel 40XF, Steel 40XP according to GOST 4543-71, Steel 40X13, Steel 30X13 according to GOST 5632-72. The housing contains the upper 1 (Fig. 1; 2; 3; 4; 5; 6), the lower 2 (Fig. 1; 5; 6), the front 3 (Fig. 1; 3; 4; 5; 6), the rear 4 (Fig. 2; 3; 4; 5; 6) and two
Химическое оксидирование промасливанием представляет собой намеренный процесс окисления поверхностного слоя металлических изделий в нагретых растворах едкого натра с добавкой азотнокислого или азотистокислого натрия. Обеспечивает длительную эксплуатацию без коррозии, при этом при обработке не происходит значительных изменений в размерах детали, максимальное отклонение до 1,2 мкм.Chemical oxidation by oiling is an intentional process of oxidizing the surface layer of metal products in heated sodium hydroxide solutions with the addition of sodium nitrate or nitrate. Provides long-term operation without corrosion, while during processing there are no significant changes in the dimensions of the part, the maximum deviation is up to 1.2 microns.
Поверхностное упрочнение верхней и нижней поверхностей, образованное путем струйной обработки шариками (стеклянной дробью, обеспечивает защиту от коррозионно-механических и усталостных повреждений, обеспечивает шероховатость поверхности Ra 0.32 мкм. Известно, что развитие или появление трещин происходит в зоне материала с растягивающими напряжениями (механическими), там, где есть сжимающие напряжения, развития трещин не происходит. В процессе струйной обработки шариками каждый шарик воздействует на материал и образует на его поверхности небольшие перекрывающиеся углубления (отпечатки), деформирует материал и тем самым упрочняет поверхность. Под такой поверхностью материал стремится вернуть свое исходное состояние, в результате чего под деформированным материалом образуется слой с сжимающими напряжениями. На поверхности материала образуется равномерный упрочненный слой с высокими напряжениями сжатия, что значительно повышает прочность, надежность, долговечность корпуса плашки превентора. Также поверхностное упрочнение верхней и нижней поверхностей может быть образовано путем плоского выглаживания, в частности, алмазным индентором. Алмазное выглаживание представляет собой процесс пластического деформирования исходного микропрофиля под действием усилия, приложенного к алмазному (или другому сверхтвердому материалу) индентору. Пластическая деформация металла приводит к сглаживанию микрогребешков обрабатываемой поверхности и заполнению впадин микропрофиля объемом сдеформированных гребешков. Выглаживанием получают шероховатость обработанной поверхности по Ra от 0,08 до 0,32 мкм, при этом образуется наклепанный упрочненный слой, глубина распространения которого достигает нескольких десятых миллиметров, а степень упрочнения составляет от 40 до 200%. В упрочненном слое S наводятся сжимающие остаточные напряжения, достигающие 700 МПа. Эти характеристики поверхностного слоя позволяют значительно увеличить износостойкость, контактную усталостную прочность, коррозионную стойкость корпуса плашки.Surface hardening of the upper and lower surfaces, formed by blasting with balls (glass bead), provides protection against corrosion-mechanical and fatigue damage, provides a surface roughness of Ra 0.32 μm. It is known that the development or appearance of cracks occurs in the material zone with tensile stresses (mechanical) where there are compressive stresses, the development of cracks does not occur.In the process of blasting with balls, each ball acts on the material and forms on its surface and small overlapping recesses (imprints), deforms the material and thereby strengthens the surface. Under such a surface, the material tends to return to its original state, as a result of which a layer with compressive stresses forms under the deformed material. A uniform hardened layer with high compression stresses forms on the surface of the material, which significantly increases the strength, reliability, durability of the casing of the preventer die. Also, surface hardening of the upper and lower surfaces can be formed by flattening, in particular, with a diamond indenter. Diamond smoothing is the process of plastic deformation of an initial microprofile under the action of a force applied to a diamond (or other superhard material) indenter. Plastic deformation of the metal leads to smoothing of the microcrests of the treated surface and the filling of the microprofile cavities with the volume of the deformed scallops. By smoothing, a surface roughness of Ra from 0.08 to 0.32 μm is obtained, and a riveted hardened layer is formed, the propagation depth of which reaches several tenths of a millimeter, and the degree of hardening is from 40 to 200%. In the hardened layer S, compressive residual stresses of up to 700 MPa are induced. These characteristics of the surface layer can significantly increase the wear resistance, contact fatigue strength, and corrosion resistance of the die body.
Корпус глухой плашкиBlind body
Корпус глухой плашки превентора выполнен цельным металлическим в форме параллелепипеда путем предварительной механической обработки стальной заготовки (прокат, поковка, отливка) с обеспечением макрогеометрии ее поверхности. Корпус выполнен из легированной конструкционной стали - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71. При этом Сталь 40Х может быть заменена на Сталь 45Х, Сталь 38ХА, Сталь 40ХН, Сталь 40ХС, Сталь 40ХФ, Сталь 40ХР по ГОСТ 4543-71, Сталь 40X13, Сталь 30X13 по ГОСТ 5632-72. Корпус глухой плашки содержит верхнюю 1 (фиг. 7; 8; 9; 10; 11; 12), нижнюю 2 (фиг. 7; 8; 9), переднюю 3 (фиг. 7; 2; 10; 11; 12), заднюю 4 (фиг. 8; 9; 10; 11; 12) и две боковые 5 и 6 (фиг. 7; 8; 9; 10; 11) поверхности. Со стороны передней поверхности 3 выполнено посадочное место 7 (фиг. 7; 9; 12) под торцевой (глухой) уплотнитель. Со стороны верхней поверхности 1 выполнено посадочное место 8 (фиг. 7; 8; 9; 10; 12) под верхний уплотнитель. Уплотнители - это сменные эластичные вкладыши, резиновые или резинометаллические с закладными металлическими элементами. Со стороны задней поверхности 4 выполнен соединительный элемент 9 (фиг. 7; 8; 9; 10; 11; 12), предназначенный для соединения плашки с толкателем механизма привода плашки превентора. Соединительный элемент 9 выполнен в форме сквозного Т-образного паза. Т-образный паз может быть выполнен как сквозным, так и глухим. Т-образный паз проходит от верхней поверхности 1 к нижней 2. При этом Т-образный паз может быть выполнен в поперечном направлении, то есть направлен от одной боковой поверхности 5 к противоположной боковой поверхности 6. Соединительный элемент 9 может быть выполнен в форме подвижного соединения другой конструкции, обеспечивающего передачу усилия со стороны толкателя на корпус плашки. Корпус глухой плашки выполнен со скошенной задней поверхностью 4 (поверхностью). Грань скоса 10 (фиг. 10; 11) выполнена от боковых поверхностей 5 и 6 к задней поверхности 4. Грань скоса 10 выполнена под углом «а», равным 30 градусов (фиг. 10; 11) симметрично для каждой боковой поверхности 5, 6. Посадочное место 8 (фиг. 7; 8; 9; 10; 12) под уплотнитель на верхней поверхности 1 корпуса выполнено в форме радиусного паза (кольцевой проточки) 11 (фиг. 10; 12), имеет форму полукруга с прямыми прорезями 12 (фиг. 10), выходящим на переднюю поверхность 3. Грани радиусного паза 11 расположены под углом е=24° (фиг. 12). Прорези 12 соединяют посадочное место 8 под верхний уплотнитель с посадочным местом 7 под торцевой уплотнитель. В прорезях располагают верхний уплотнитель. Посадочное место 7 под торцевой уплотнитель на передней поверхности 3 корпуса выполнено в форме паза 13 (фиг. 12), глухого со стороны нижней 2, верхней 1 и боковых 5, 6 поверхностей. Паз 13 соединен с пазом 11 через прорези 12. Корпус глухой плашки имеет два резьбовых отверстия (не показаны), выполненных на боковых гранях для транспортировки и отверстия 17 (фиг. 9; 10; 11) для закладных элементов уплотнителей. Ребра между верхней 1, нижней 2, передней 3, задней 4 и боковыми 6 поверхностями выполнены с фасками (не обозначены). Твердость верхней 1 и нижней 2 поверхностей, измеряемая по методу Бринелля, находится в пределах 230…260НВ (единиц по методу Бринелля). Твердость остальных поверхностей 3, 4, 5, 6 не менее 230НВ. Шероховатость (по Ra) верхней и нижней поверхностей составляет не более 2,5 микрометров. Требуемая шероховатость достигается формированием упрочненного наружного слоя S (фиг. 12). Цель формирования слоя S заключается в повышении твердости поверхности при высокой вязкости сердцевины, сглаживании микрорельефа, уменьшении микротрещин, уменьшении за счет этого сил трения, повышении износостойкости, повышении устойчивости к усталости и улучшении коррозионной стойкости. Упрочненный наружный слой S формируют как минимум на верхней 1 и нижней 2 поверхностях, а также на другие сопрягаемые поверхности. Упрочненный наружный слой S, удовлетворяющий условиям эксплуатации корпуса в агрессивной рабочей среде, с содержанием CO2 и H2S до 15% по объему и содержанием механических примесей до 25 мг/л в условиях низких температур до минус 45°C получают механической обработкой (чистовое фрезерование). Упрочненный наружный слой S образуют путем механической обработки поверхностей (плоское шлифование, чистовое фрезерование, плоское выглаживание, полировка), или химического оксидирования промасливанием, или цинкового гальванического покрытия, или хромированного гальванического покрытия, или цинко-хроматировнного гальванического покрытия, или поверхностного упрочнения струей из шариков, или цементации, или азотирования, цианирования и нитроцементации. Обеспечивают шероховатость поверхностей 1 и 2 около Ra 0.32 мкм.The body of the blank die of the preventer is made of solid metal in the form of a parallelepiped by preliminary machining of the steel billet (rolled, forged, casted) with macrogeometry of its surface. The case is made of alloy structural steel - Steel 40X GOST 4543-71. Moreover, Steel 40X can be replaced by Steel 45X, Steel 38XA, Steel 40XH, Steel 40XC, Steel 40XF, Steel 40XP according to GOST 4543-71, Steel 40X13, Steel 30X13 according to GOST 5632-72. The case of a blank plate contains the upper 1 (Fig. 7; 8; 9; 10; 11; 12), the lower 2 (Fig. 7; 8; 9), the front 3 (Fig. 7; 2; 10; 11; 12), back 4 (Fig. 8; 9; 10; 11; 12) and two lateral 5 and 6 (Fig. 7; 8; 9; 10; 11) surfaces. From the side of the
Разновидностью глухой плашки является срезная (срезающая, отрезная) плашка (не показана), которая может срезать трубу (НКТ) и перекрыть открытую скважину. Корпус срезной плашки выполнен цельным металлическим в форме параллелепипеда путем предварительной механической обработки стальной заготовки (прокат, поковка, отливка) с обеспечением макрогеометрии ее поверхности. Корпус выполнен из легированной конструкционной стали - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71. При этом Сталь 40Х может быть заменена на Сталь 45Х, Сталь 38ХА, Сталь 40ХН, Сталь 40ХС, Сталь 40ХФ, Сталь 40ХР по ГОСТ 4543-71, Сталь 40X13, Сталь 30X13 по ГОСТ 5632-72. Корпус срезной плашки содержит верхнюю, нижнюю, переднюю, заднюю и две боковые поверхности. Со стороны передней поверхности выполнена режущая грань (режущая кромка, нож, резак). Для резания труб без их смятия в процессе резания режущая грань в плане предпочтительно выполнена под углом (режет трубу под углом), например в форме клина. Со стороны передней поверхности выполнено посадочное место под торцевой уплотнитель. Со стороны верхней поверхности выполнено посадочное место под верхний уплотнитель. Со стороны задней поверхности выполнен соединительный элемент, предназначенный для соединения плашки с толкателем механизма привода плашки превентора. Соединительный элемент выполнен в форме Т-образного паза. Твердость верхней и нижней поверхностей, измеряемая по методу Бринелля, находится в пределах 240…290НВ (единиц по методу Бринелля). Шероховатость (по Ra) верхней и нижней поверхностей составляет не более 2,5 микрометров. Требуемая шероховатость достигается механической обработкой поверхностей (плоское шлифование, чистовое и тонкое фрезерование) или формированием упрочненного наружного слоя S на сопрягаемые поверхности. Упрочненный наружный слой S образуют путем химического оксидирования промасливанием, или цинкового гальванического покрытия, или хромированного гальванического покрытия, или цинко-хроматировнного гальванического покрытия, или поверхностного упрочнения струей из шариков, или цементации, или азотирования, или цианирования и нитроцементации, или алмазного выглаживания.A variation of a blind die is a shear (shearing, cutting) die (not shown), which can cut a pipe (tubing) and block an open well. The shear die body is made of solid metal in the shape of a parallelepiped by preliminary machining of the steel billet (rolled, forged, casted) with macrogeometry of its surface. The case is made of alloy structural steel - Steel 40X GOST 4543-71. Moreover, Steel 40X can be replaced by Steel 45X, Steel 38XA, Steel 40XH, Steel 40XC, Steel 40XF, Steel 40XP according to GOST 4543-71, Steel 40X13, Steel 30X13 according to GOST 5632-72. The shear die housing comprises an upper, lower, front, rear, and two side surfaces. On the front surface side, a cutting edge is made (cutting edge, knife, cutter). For cutting pipes without crushing them during the cutting process, the cutting face in the plan is preferably made at an angle (cuts the pipe at an angle), for example in the form of a wedge. On the front surface side, a seat is made under the end seal. On the upper surface side, a seat is made under the upper seal. On the back surface side, a connecting element is provided for connecting the die to the pusher of the drive mechanism of the preventer plate. The connecting element is made in the form of a T-groove. The hardness of the upper and lower surfaces, measured by the Brinell method, is in the range of 240 ... 290 HB (units according to the Brinell method). The roughness (according to Ra) of the upper and lower surfaces is not more than 2.5 micrometers. The required roughness is achieved by machining the surfaces (flat grinding, fine and fine milling) or by forming a hardened outer layer S on the mating surfaces. The hardened outer layer S is formed by oily chemical oxidation, or zinc plating, or chromium plating, or zinc-chromium plating, or surface hardening with spherical beads, or carburizing, or nitriding, or cyaniding and nitrocarburizing, or diamond smoothing.
Используют корпус плашки превентора следующим образом.The casing of the preventer die is used as follows.
Использование корпуса трубной плашки. В корпус трубной плашки превентора устанавливают верхний и торцевой уплотнители. Плашки устанавливают в превентор. Корпус превентора содержит полости, предназначенные для размещения трубных плашек. Полости расположены поперек продольной оси центрального проходного отверстия. Плашечные полости снабжены направляющими упорными выступами с зеркальными поверхностями. Плашки устанавливают в плашечные полости превентора. В верхние полости оппозитно устанавливают две трубные плашки, вместе образующие плашечный затвор. Плашки в полостях устанавливают с возможностью возвратно поступательного движения в направлении к центральному проходному каналу. Каждую плашку соединяют с собственным механизмом привода, устанавливая Т-образный хвостовик толкателя в Т-образный паз плашки. Превентор устанавливают на устье скважины. Для герметизации устья скважины перекрывают центральное проходное отверстие. При наличии труб в скважине закрывают трубные плашки, используя механизмы привода. Механизмы привода перемещают плашки в направлении к центральному проходному каналу. Плашки перемещаются в корпусе превентора независимо одна от другой. В результате встречного движения плашки доходят до поверхности герметизируемых труб и плотно обжимают их. Торцевой и верхний уплотнители эластичные деформируются и заполняют зазоры между сопрягаемыми поверхностями. Зуб 15 каждой плашки входит в углубление 16 противоположной плашки.Use of tube die body. The upper and end seals are installed in the tube body of the preventer tube. Dies are installed in the preventer. The preventer housing contains cavities designed to accommodate pipe dies. The cavities are located across the longitudinal axis of the central passage hole. The die cavities are provided with guide thrust protrusions with mirror surfaces. Dies are installed in the die cavity of the preventer. In the upper cavities, two tube dies are installed opposite, together forming a ram valve. The dies in the cavities are installed with the possibility of reciprocating motion in the direction of the central passage channel. Each die is connected to its own drive mechanism by installing a T-shaped shank of the pusher in the T-shaped groove of the die. The preventer is installed at the wellhead. To seal the wellhead, the central bore hole is closed. If there are pipes in the well, pipe dies are closed using drive mechanisms. The drive mechanisms move the plates towards the central passage channel. The dies move in the preventer housing independently of one another. As a result of oncoming movement, the dies reach the surface of the pipes to be sealed and tightly compress them. The end and top seals are elastic deformed and fill the gaps between the mating surfaces. The
Использование корпуса глухой плашки. Корпус глухой плашки используют аналогично. Собирают глухую плашку, для этого устанавливают в корпус глухой плашки верхний и торцевой уплотнители. Устанавливают оппозитно две глухие плашки в нижние плашечные полости, вместе образующие плашечный затвор, и соединяют с механизмами привода плашек. Глухие плашки применяют для закрытия скважины, в которой нет бурильной колонны или обсадных труб. При отсутствии труб в скважине закрывают глухие плашки. Используя механизм привода плашек, закрывают или открывают плашечный затвор. Процесс закрытия глухих плашек аналогичен процессу закрытия трубных плашек. При этом плашки перемещаются в сторону центрального проходного канала и в своем крайнем закрытом положении контактируют передними поверхностями и перекрывают скважину. Срезные плашки применяют для перекрытия скважины, в которой есть трубы. При этом режущая грань на передней поверхности перерезает трубу и две срезные плашки смыкаются, герметизируя скважину. Так как корпус выполнен цельнометаллическим из легированной коррозионностойкой стали, с шероховатостью поверхностей не более Ra 2,5 микрометров, а кроме того, твердость поверхностей составляет не менее 230 НВ (единиц по Бринеллю), поверхности оснащены упрочняющим наружным слоем S, он обеспечивает легкое скольжение плашки по направляющим плашечного канала корпуса превентора и устойчивость к агрессивному воздействию рабочей среды, низких температур. Корпус плашки обладает антикоррозионными (нет микротрещин, агрессивная рабочая среда не попадает в структура металла) и антифрикционными свойствами (микрорельеф поверхностей). При контакте корпуса с рабочей средой с содержанием CO2 и H2S до 15% по объему и содержанием механических примесей до 25 мг/л в условиях низких температур до минус 45°C при механическом взаимодействии с корпусом превентора обеспечивается наработка более 500 циклов закрытия-открытия плашечного затвора. Поверхности 1, 2, 5, 6 корпуса плашки, контактирующие с направляющими корпуса превентора, менее подвержены износу и выработке, так как более приспособлены для механического контакта в условия агрессивного воздействия рабочей среды в сравнении с известными аналогами.Use of a blank die body. The case of a deaf die is used similarly. A blank die is assembled, for this, the upper and end seals are installed in the body of the blind die. Opposite install two deaf dies in the lower dice cavity, together forming a die valve, and connect with the mechanisms of drive dies. Blind dies are used to close a well in which there is no drill string or casing. In the absence of pipes in the well, blank dies are closed. Using the drive mechanism of the dies, close or open the ram shutter. The process of closing blind dies is similar to the process of closing tube dies. In this case, the dies move towards the central passage channel and in their extreme closed position contact the front surfaces and block the well. Shear dies are used to shut off a well in which there are pipes. In this case, the cutting face on the front surface cuts the pipe and the two shear dies are closed, sealing the well. Since the body is made of all-metal alloyed stainless steel, with a surface roughness of not more than Ra 2.5 micrometers, and in addition, the surface hardness is at least 230 HB (Brinell units), the surfaces are equipped with a reinforcing outer layer S, it provides easy glide of the die along the guides of the die channel of the preventer housing and resistance to aggressive effects of the working environment, low temperatures. The die body has anti-corrosion (no microcracks, an aggressive working environment does not fall into the metal structure) and anti-friction properties (surface microrelief). When the housing contacts a working medium with a CO 2 and H 2 S content of up to 15% by volume and a mechanical impurity content of up to 25 mg / l at low temperatures up to minus 45 ° C, over 500 closing cycles are ensured by mechanical interaction with the preventer housing - opening the slide shutter.
Таким образом, за счет использования полезной модели - корпус плашки превентора, устойчивого к внешнему разрушающему воздействию рабочей среды, и механических нагрузок от направляющих корпуса превентора повышается долговечность и надежность работы плашечного превентора, улучшаются эксплуатационные качества плашечного превентора, такие как безотказность, межремонтный интервал.Thus, through the use of a utility model, the preventer die housing, which is resistant to the external destructive effect of the working medium, and the mechanical loads from the preventer housing rails, increase the durability and reliability of the die preventer, improve the performance of the die preventer, such as reliability, overhaul interval.
Техническое решение может быть реализовано на современных промышленных предприятиях, из известных материалов, известными средствами. Полезная модель применима по указанному назначению и обеспечивает заявленный технический результат.The technical solution can be implemented in modern industrial enterprises, from known materials, by known means. The utility model is applicable for the specified purpose and provides the claimed technical result.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110579U RU175351U1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | PRE-VENT DIES CASE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110579U RU175351U1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | PRE-VENT DIES CASE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175351U1 true RU175351U1 (en) | 2017-12-01 |
Family
ID=60581856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017110579U RU175351U1 (en) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | PRE-VENT DIES CASE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175351U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199014U1 (en) * | 2019-08-06 | 2020-08-07 | Алексей Александрович Смирнов | CENTERING PLATE VALVE |
RU2731975C1 (en) * | 2020-03-27 | 2020-09-09 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Set of tube rams of preventer |
RU2804049C1 (en) * | 2023-02-10 | 2023-09-26 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Pipe preventer ram set |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4332367A (en) * | 1980-05-02 | 1982-06-01 | Nl Industries, Inc. | Blowout preventer having a variable ram seal |
SU1204697A1 (en) * | 1983-10-21 | 1986-01-15 | Волгоградский завод буровой техники | Blowout preventor |
SU1335673A1 (en) * | 1985-05-29 | 1987-09-07 | Волгоградский завод буровой техники | Blowout preventer hasp |
RU26591U1 (en) * | 2001-06-09 | 2002-12-10 | Дочернее открытое акционерное общество Машиностроительный завод "Нефтетерммаш" | SMALL-SIZED PRE-PRESSOR |
RU65555U1 (en) * | 2006-11-02 | 2007-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научный конструкторский центр "Сибнефтегазпроект" | PREVENTOR BAR CABLE ПШК Kashtan (OPTIONS) |
RU94278U1 (en) * | 2010-01-22 | 2010-05-20 | Открытое акционерное общество "Станкотехника" | DEAF PREVENTOR DIES KIT |
WO2016164256A1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Cameron International Corporation | High-strength blowout preventer shearing ram and connecting rod |
-
2017
- 2017-03-29 RU RU2017110579U patent/RU175351U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4332367A (en) * | 1980-05-02 | 1982-06-01 | Nl Industries, Inc. | Blowout preventer having a variable ram seal |
SU1204697A1 (en) * | 1983-10-21 | 1986-01-15 | Волгоградский завод буровой техники | Blowout preventor |
SU1335673A1 (en) * | 1985-05-29 | 1987-09-07 | Волгоградский завод буровой техники | Blowout preventer hasp |
RU26591U1 (en) * | 2001-06-09 | 2002-12-10 | Дочернее открытое акционерное общество Машиностроительный завод "Нефтетерммаш" | SMALL-SIZED PRE-PRESSOR |
RU65555U1 (en) * | 2006-11-02 | 2007-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научный конструкторский центр "Сибнефтегазпроект" | PREVENTOR BAR CABLE ПШК Kashtan (OPTIONS) |
RU94278U1 (en) * | 2010-01-22 | 2010-05-20 | Открытое акционерное общество "Станкотехника" | DEAF PREVENTOR DIES KIT |
WO2016164256A1 (en) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | Cameron International Corporation | High-strength blowout preventer shearing ram and connecting rod |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU199014U1 (en) * | 2019-08-06 | 2020-08-07 | Алексей Александрович Смирнов | CENTERING PLATE VALVE |
RU2731975C1 (en) * | 2020-03-27 | 2020-09-09 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Set of tube rams of preventer |
RU2804049C1 (en) * | 2023-02-10 | 2023-09-26 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Pipe preventer ram set |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11078903B2 (en) | Tapered valve seat | |
US10344757B1 (en) | Valve seats and valve assemblies for fluid end applications | |
RU2510475C1 (en) | Shutoff valve with fixed spindle | |
US10533391B2 (en) | Reducing support ring for bridge plug and bridge plug | |
US7168440B1 (en) | Valve body and seal assembly | |
US20140356201A1 (en) | Multiple Port Discharge Manifold Fluid End | |
CN102162532B (en) | Low-temperature high pressure balancing plug valve | |
RU175351U1 (en) | PRE-VENT DIES CASE | |
US10514031B2 (en) | Packaging bore for eliminating washout failure | |
US20120291877A1 (en) | Gate valve | |
CA2459188C (en) | Wellhead production blowout preventer | |
US10890264B2 (en) | Flexing slot for plug valve insert | |
CN201412539Y (en) | High-pressure large-diameter fracturing gate valve | |
US9316322B2 (en) | Split seat shear valve | |
US8166993B2 (en) | Method and systems for using a shim plate for increased strength | |
US11506292B2 (en) | Replaceable body saver | |
CN103267139A (en) | Gate valve | |
RU179917U1 (en) | CABLE DRIVE PRE-VENTOR WITH TWO BATTERIES AND HYDROMECHANICAL CONTROL | |
RU101506U1 (en) | VALVE WITH PUMP PUMP SEAL FOR WELL SERVICE | |
US20190383405A1 (en) | High pressure valves | |
WO2021045985A1 (en) | Kinetic shear ram cutters for well control apparatus | |
RU173325U1 (en) | DISC LATCH | |
CN220706467U (en) | Low-torque and long-service-life top-drive plug valve for ultra-deep well | |
RU2667919C1 (en) | Method of threaded connections sealing increase of circular and pump-compressor (lift) columns | |
CN219796106U (en) | Hydraulically driven ultrahigh-pressure wedge type throttle valve |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200330 |