RU2830057C1

RU2830057C1 - Method and system for securing plug of bit and wellhead containing such system

Info

Publication number: RU2830057C1
Application number: RU2022112794A
Authority: RU
Inventors: Майкл РОБЕРТСОН; Ричард АРТУР; Крейг ГЕНДРИ; Брент ХАРРАЛЬД; Стив РИЦЦА; Цзиньдэ ХАО
Original assignee: ПЛЕКСУС ХОЛДИНГС ПиЭлСи
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2024-11-11

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to a method and a system for securing a bit plug, and a wellhead comprising such a system. System comprises an external element of the channel, a crown plug and a fastening device designed to fix the crown plug inside the said external element. Fastening means comprises a clamping structure activated to produce one of a first configuration and a second configuration. In the first configuration, the clamping element is in the unclamped configuration and provides the possibility of the bit plug movement in the axial direction inside the external element to the axial position, which is aligned with the clamping element of the clamping structure. In the second configuration, the clamping structure exerts a radial force on the external element, which is sufficient for deformation of the external element inwards to grip the crown plug and its fixation in an axial position inside the channel. Bit plug comprises a one-piece component. When changing from the unclamped position to the clamped position, only the positioning of the crown plug in the clamped position is required without the need to perform any manipulations with any fastening elements located on the crown plug. Crown plug is designed to be fixed in place solely by means of a clamping structure. Crown plug is made with possibility of being fixed in place solely by movement of elements located outside the external element. Bit plug comprises a main body configured to create a barrier across the outer element. Main body comprises a solid body, and the solid body provides a plug which fills the outer member within the sealing zone, and the sealing zone extends along the axial length of the outer member.

EFFECT: improved design of the crown plug which is also simple and reliable in operation.

18 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к системе для закрепления заглушки коронки и к способу закрепления заглушки коронки внутри канала.The present invention relates to a system for securing a crown plug and to a method for securing a crown plug within a canal.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY

Заглушки коронки используют в нефтегазодобыче для герметизации добычного канала горизонтального фонтанного устьевого оборудования как на поверхности, так и под водой. В частности, заглушки коронки, устанавливаемые в канал подводного устьевого оборудования, создают барьер для пластового давления. Важно, чтобы при необходимости заглушку коронки можно было извлечь для обеспечения доступа с целью осуществления операций в забое скважины. Использование известных заглушек может быть проблематичным из-за количества подвижных частей и способа работы.Crown plugs are used in oil and gas production to seal the production channel of horizontal flow wellhead equipment both on the surface and underwater. In particular, crown plugs installed in the channel of underwater wellhead equipment create a barrier to reservoir pressure. It is important that the crown plug can be removed if necessary to provide access for operations at the well bottom. The use of known plugs can be problematic due to the number of moving parts and the method of operation.

Используемое при добыче нефти и природного газа фонтанное устьевое оборудование, как правило, содержит узел клапанов, золотников и фитингов, используемых для регулирования потока в трубах/трубопроводах в нефтяной скважине, газовой скважине и других скважинах. Фонтанное устьевое оборудование может упоминаться просто как устьевое оборудование и более конкретно может быть определено как подводное устьевое оборудование или поверхностное устьевое оборудование. Устьевое оборудование и устье скважины связаны, но, как правило, отдельные элементы/узлы устройства/оборудования и устьевое оборудование, как правило, установлены в верхней части устья скважины.Used in oil and natural gas production, a flow wellhead typically contains an assembly of valves, spool valves, and fittings used to control flow in pipes/pipelines in an oil well, gas well, or other well. A flow wellhead may be referred to simply as a wellhead, and may be more specifically referred to as a subsea wellhead or surface wellhead. The wellhead and the wellhead are related, but typically the individual components/assemblies of the device/equipment and the wellhead are typically installed at the top of the wellhead.

В нефтегазодобыче используют фонтанное устьевое оборудование двух основных типов - вертикальное и горизонтальное. В вертикальном фонтанном устьевом оборудовании клапаны расположены на одной линии со стволом скважины, а в горизонтальном фонтанном устьевом оборудовании клапаны расположены под углом 90° к стволу скважины. Для обеспечения барьера от окружающей среды в горизонтальном фонтанном устьевом оборудовании требуется устанавливать заглушки коронки в стволе скважины над выпускными отверстиями для добытой текучей среды. Заглушка (заглушки) коронки должна быть герметичной и должна выдерживать давление добытых текучих сред.In oil and gas production, there are two main types of flow wellhead equipment - vertical and horizontal. In vertical flow wellhead equipment, the valves are located in line with the wellbore, and in horizontal flow wellhead equipment, the valves are located at an angle of 90° to the wellbore. To provide a barrier from the environment, horizontal flow wellhead equipment requires the installation of crown plugs in the wellbore above the outlet openings for the produced fluid. The crown plug(s) must be hermetically sealed and must withstand the pressure of the produced fluids.

Заглушки коронки должны быть съемными для обеспечения возможности осуществления операций в забое скважины, которые могут выполняться в течение всего периода эксплуатации скважины. Установка известных заглушек коронки может быть затруднительной и они могут застревать, при этом для их открепления и извлечения потребуется приложить чрезмерно большое усилие. Например, заглушки коронки могут включать в себя фиксирующие или стопорные механизмы, которые необходимы для правильного перемещения и работы. Соответственно, заглушки коронки, как правило, включают в себя множество подвижных частей. Эти механизмы включают в себя отдельные элементы и компоненты, которые выполнены с возможностью независимого перемещения и управления для установки и высвобождения заглушки коронки. Сложности, возникшие при высвобождении и извлечении заглушек коронки, могут привести к задержкам выполнения операций в забое скважины, что, таким образом, будет иметь значительные финансовые последствия.The bit plugs must be removable to allow downhole operations that may be performed during the life of the well. Known bit plugs can be difficult to install and may become stuck, requiring excessive force to release and remove. For example, bit plugs may include locking or stopping mechanisms that are necessary for proper movement and operation. Accordingly, bit plugs typically include multiple moving parts. These mechanisms include individual elements and components that are independently movable and controllable to install and release the bit plug. Difficulties encountered in releasing and removing bit plugs may result in delays in downhole operations, which will therefore have significant cost implications.

Из US 2012/0043089 известна система для закрепления заглушки коронки, содержащая средство для закрепления заглушки коронки внутри наружного элемента канала. Заглушка канала устанавливается с помощью инструментов, спускаемых на тросе, и закрепляется в трубчатом корпусе с помощью закрепляющих элементов , выступающих из корпуса заглушки при ее установке. Однако в случае возникновения механических неполадок установка или извлечение заглушки может быть невозможным, и на устранение неполадок тратится много времени и ресурсов.From US 2012/0043089, a system for securing a crown plug is known, comprising means for securing a crown plug inside an outer element of a channel. The channel plug is installed using tools lowered on a cable and is secured in a tubular body using fastening elements protruding from the body of the plug during its installation. However, in the event of mechanical failures, installation or removal of the plug may be impossible, and a lot of time and resources are spent on troubleshooting.

Когда такие заглушки коронки застревают или возникают проблемы с их извлечением, для работы заглушки коронки и обеспечения ее извлечения возможно потребуется применить манометрические способы или способы выбивания прихваченных коронок с применением тросовой проволоки.When such crown plugs become stuck or have difficulty being removed, manometric or wire rope methods may be required to operate the crown plug and ensure removal.

Задача настоящего изобретения состоит в решении по меньшей мере одной из проблем, связанных с известным уровнем техники, независимо от того, упомянута она в настоящем документе или нет.The object of the present invention is to solve at least one of the problems associated with the prior art, whether mentioned in this document or not.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF THE INVENTION

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена система для закрепления заглушки коронки, содержащая средство для закрепления, выполненное для закрепления заглушки коронки внутри наружного элемента канала, причем указанное средство для закрепления содержит зажимную конструкцию, активируемую с получением одной из первой конфигурации и второй конфигурации, причем в первой конфигурации зажимной элемент находится в незажатой конфигурации и обеспечивает возможность перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента в осевое положение, которое выровнено с зажимным элементом зажимной конструкции, а во второй конфигурации зажимная конструкция оказывает на наружный элемент радиальное усилие, достаточное для деформации наружного элемента вовнутрь для захвата заглушки коронки и ее закрепления в осевом положении внутри канала.According to a first aspect of the present invention, a system for securing a crown plug is proposed, comprising a means for securing, designed to secure the crown plug inside an outer element of a canal, wherein said means for securing comprises a clamping structure, actuated to obtain one of a first configuration and a second configuration, wherein in the first configuration the clamping element is in an unclamped configuration and provides the possibility of moving the crown plug in the axial direction inside the outer element to an axial position that is aligned with the clamping element of the clamping structure, and in the second configuration the clamping structure exerts a radial force on the outer element, sufficient to deform the outer element inward to grip the crown plug and secure it in an axial position inside the canal.

Предпочтительно заглушка коронки содержит неразъемный (сплошной) компонент.Preferably, the crown cap comprises a one-piece (solid) component.

Предпочтительно заглушка коронки содержит цельный компонент.Preferably, the crown cap comprises a single piece component.

Предпочтительно при переводе из незажатого положения в зажатое положение требуется только позиционирование заглушки коронки в зажатом положении без необходимости в выполнении каких-либо манипуляций с какими-либо элементами или компонентами (элементами для закрепления или установочными компонентами и т.д.) заглушки коронки (либо такими элементами или компонентами, расположенными на ней).Preferably, when moving from the unclamped position to the clamped position, only positioning of the crown plug in the clamped position is required without the need to perform any manipulations with any elements or components (fastening elements or installation components, etc.) of the crown plug (or such elements or components located thereon).

Заглушка коронки может быть закреплена на месте только с помощью зажимной конструкции. Заглушка коронки может быть закреплена на месте только путем активации и/или перемещения элементов, расположенных снаружи наружного элемента.The crown plug can only be secured in place by means of a clamping structure. The crown plug can only be secured in place by activating and/or moving elements located outside the outer element.

Предпочтительно заглушка коронки содержит наружную уплотняющую поверхность.Preferably, the crown plug comprises an outer sealing surface.

Предпочтительно во второй конфигурации заглушка коронки и наружный элемент образуют уплотнение типа «металл-металл». Предпочтительно во второй конфигурации заглушка коронки и наружный элемент создают уплотнение типа «металл-металл», полностью проходящее в окружном направлении.Preferably, in the second configuration, the crown plug and the outer member form a metal-to-metal seal. Preferably, in the second configuration, the crown plug and the outer member form a metal-to-metal seal that extends completely in the circumferential direction.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит металлическую уплотняющую поверхность.Preferably, the outer sealing surface comprises a metal sealing surface.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит упругое уплотнение и может содержать эластомерное уплотнение.Preferably, the outer sealing surface comprises an elastic seal and may comprise an elastomeric seal.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит кольцевое уплотнение.Preferably, the outer sealing surface comprises an annular seal.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать два (или более) упругих уплотнения, которые могут быть расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении. Указанное или каждое упругое уплотнение может содержать эластомерное уплотнение и может содержать кольцевое уплотнение.The outer sealing surface may comprise two (or more) elastic seals, which may be located at a distance from each other in the axial direction. The or each elastic seal may comprise an elastomeric seal and may comprise an annular seal.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать профилированную (рельефную) уплотняющую поверхность. Профилированная уплотняющая поверхность может содержать ряд расположенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении гребней и/или желобов. Профилированная уплотняющая поверхность может содержать ряд (полностью) проходящих в окружном направлении закругленных гребней или ребер (радиальных выпуклостей), которые проходят вокруг наружной уплотняющей поверхности и в которых смежные закругленные гребни могут быть разделены промежуточными желобками или (полностью) проходящими в окружном направлении углублениями. Предпочтительно каждый закругленный гребень обеспечивает наружную уплотняющую поверхность и более предпочтительно обеспечивает плавную изогнутую/дугообразную уплотняющую поверхность, которая проходит вокруг всей окружности наружной уплотняющей поверхности.The outer sealing surface may comprise a profiled (embossed) sealing surface. The profiled sealing surface may comprise a series of ridges and/or grooves located at a distance from each other in the axial direction. The profiled sealing surface may comprise a series of (fully) circumferentially extending rounded ridges or ribs (radial convexities) that extend around the outer sealing surface and in which adjacent rounded ridges may be separated by intermediate grooves or (fully) circumferentially extending recesses. Preferably, each rounded ridge provides an outer sealing surface and more preferably provides a smoothly curved/arcuate sealing surface that extends around the entire circumference of the outer sealing surface.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать первый (верхний) массив закругленных гребней и второй (нижний) массив закругленных гребней. Первый массив закругленных гребней может быть расположен на верхнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен выше уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения). Второй массив закругленных гребней может быть расположен на нижнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен ниже уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения).The outer sealing surface may comprise a first (upper) array of rounded ridges and a second (lower) array of rounded ridges. The first array of rounded ridges may be located on the upper portion (sealing surface) of the crown plug and may be located above the sealing element (elastomer seal). The second array of rounded ridges may be located on the lower portion (sealing surface) of the crown plug and may be located below the sealing element (elastomer seal).

Профилированная уплотняющая поверхность может содержать второй ряд расположенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении гребней и/или желобов. Профилированная уплотняющая поверхность может содержать ряд (полностью) проходящих в окружном направлении и расположенных под углом гребней или ребер (захватных зубцов), которые проходят вокруг наружной уплотняющей поверхности и причем смежные расположенные под углом гребни могут быть разделены промежуточными желобками или (полностью) проходящими в окружном направлении углублениями. Предпочтительно каждый расположенный под углом гребень обеспечивает наружную поверхность захвата и более предпочтительно обеспечивает расположенную под углом поверхность захвата, которая проходит вокруг всей окружности наружной уплотняющей поверхности.The profiled sealing surface may comprise a second row of axially spaced ridges and/or grooves. The profiled sealing surface may comprise a row of (entirely) circumferentially extending and angled ridges or ribs (gripping teeth) that extend around the outer sealing surface, and wherein adjacent angled ridges may be separated by intermediate grooves or (entirely) circumferentially extending recesses. Preferably, each angled ridge provides an outer gripping surface and more preferably provides an angled gripping surface that extends around the entire circumference of the outer sealing surface.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать первый (верхний) массив расположенных под углом гребней и второй (нижний) массив расположенных под углом закругленных гребней. Первый массив расположенных под углом гребней может быть расположен на верхнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен выше уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения). Второй массивThe outer sealing surface may comprise a first (upper) array of angled ridges and a second (lower) array of angled rounded ridges. The first array of angled ridges may be located on the upper portion (sealing surface) of the crown plug and may be located above the sealing element (elastomeric seal). The second array

расположенных под углом гребней может быть расположен на нижнем участке (уплотняющей поверхности) заглушки коронки и может быть расположен ниже уплотняющего элемента (эластомерного уплотнения).The angled ridges may be located on the lower portion (sealing surface) of the crown plug and may be located below the sealing element (elastomer seal).

Предпочтительно наружный элемент содержит указательный буртик, который расположен так, что при использовании он взаимодействует с указательной поверхностью (буртиком) на заглушке коронки с целью выравнивания заглушки коронки относительно зажимной конструкции.Preferably, the outer member comprises an index flange which is positioned so that, in use, it interacts with an index surface (flange) on the crown plug for the purpose of aligning the crown plug relative to the clamping structure.

Указательная поверхность заглушки коронки может быть образована нижней кольцевой поверхностью, которая может быть образована вокруг нижней наружной кромки заглушки коронки.The index surface of the crown plug may be formed by a lower annular surface that may be formed around the lower outer edge of the crown plug.

Указательная поверхность заглушки коронки может быть образована верхней кольцевой поверхностью, которая может быть образована вокруг верхней наружной кромки заглушки коронки.The index surface of the crown plug may be formed by an upper annular surface that may be formed around the upper outer edge of the crown plug.

Заглушка коронки может содержать конический основной корпус.The crown plug may contain a conical main body.

Наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки может иметь коническую форму. Коническая наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки может быть выполнена с возможностью взаимодействия с соответствующим коническим участком канала (наружного элемента).The outer sealing surface of the crown plug may have a conical shape. The conical outer sealing surface of the crown plug may be designed to interact with the corresponding conical section of the channel (outer element).

Основной корпус может быть сужен вниз от верхнего конца до нижнего конца.The main body may be tapered downwards from the upper end to the lower end.

Заглушка коронки может содержать основной корпус. Предпочтительно основной корпус выполнен с возможностью создания барьера поперек наружного элемента. Предпочтительно основной корпус содержит твердый корпус. Предпочтительно, твердый корпус обеспечивает заглушку или пробку, которая заполняет наружный элемент в пределах зоны уплотнения, и при этом зона уплотнения проходит вдоль осевой длины наружного элемента.The crown plug may comprise a main body. Preferably, the main body is configured to create a barrier across the outer element. Preferably, the main body comprises a solid body. Preferably, the solid body provides a plug or stopper that fills the outer element within the sealing zone, and wherein the sealing zone extends along the axial length of the outer element.

Заглушка коронки может содержать элемент для прикрепления инструмента. Элемент для прикрепления инструмента может быть расположен на верхней поверхности заглушки коронки и предпочтительно на верхней поверхности основного корпуса заглушки коронки.The crown plug may comprise a tool attachment element. The tool attachment element may be located on the upper surface of the crown plug and preferably on the upper surface of the main body of the crown plug.

Элемент для прикрепления инструмента может содержать выступ, проходящий вверх (в сторону) от верхней поверхности основного корпуса. Этот выступ может содержать горловинную часть и головную часть. Вокруг горловинной части может находиться кольцевое пространство, в которое часть инструмента для спуска может проходить и зацепляться с головкой для обеспечения возможности перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента.The tool attachment element may comprise a projection extending upward (sideways) from the upper surface of the main body. This projection may comprise a neck portion and a head portion. Around the neck portion, there may be an annular space in which a portion of the tool for running may pass and engage with the head to enable the crown plug to move axially within the outer element.

Элемент для прикрепления инструмента может содержать углубление, проходящее вовнутрь в заглушку коронки. Это углубление может иметь канавку для зацепления, в которую часть инструмента для спуска может проходить и зацепляться с заглушкой коронки для обеспечения возможности перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента.The tool attachment element may comprise a recess extending inwardly into the crown plug. This recess may have a groove for engagement, into which a portion of the running tool may pass and engage with the crown plug to enable the crown plug to move axially within the outer element.

После выполнения прикрепления с помощью инструмента для спуска заглушку коронки можно извлечь после разжимания заглушки коронки.After the attachment is completed using the running tool, the crown plug can be removed after the crown plug is released.

Заглушка коронки может содержать профиль для спуска. Профиль для спуска может обеспечивать закрепление на нем инструмента для спуска.The crown cap may contain a run-down profile. The run-down profile may provide for fixing a run-down tool to it.

После прикрепления инструмент для спуска может иметь возможность управляемого перемещения заглушки коронки в продольном направлении в обе стороны (противоположно проходящие осевые/продольные направления) после разжимания заглушки коронки.Once attached, the running tool may have the ability to controllably move the crown plug in the longitudinal direction in both directions (opposite axial/longitudinal directions) after the crown plug is released.

Предпочтительно с помощью средств для закрепления заглушку коронки закрепляют в первом продольном направлении и в противоположном втором продольном направлении для предотвращения перемещения заглушки коронки в каком-либо из продольных направлений.Preferably, the crown plug is secured in a first longitudinal direction and in an opposite second longitudinal direction using fastening means to prevent the crown plug from moving in any of the longitudinal directions.

Предпочтительно в первом положении наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки выполнена с возможностью ее размещения в продольном положении, в котором наружная уплотняющая поверхность выполнена с возможностью перемещения относительно внутренней поверхности, образованной на наружном элементе, для обеспечения возможности перемещения заглушки коронки внутри наружного элемента.Preferably, in the first position, the outer sealing surface of the crown plug is designed with the possibility of its placement in a longitudinal position, in which the outer sealing surface is designed with the possibility of movement relative to the inner surface formed on the outer element, to ensure the possibility of movement of the crown plug inside the outer element.

Предпочтительно в первом положении наружная уплотняющая поверхность заглушки коронки выполнена с возможностью ее размещения с возможностью расположения в продольном положении, в котором наружная уплотняющая поверхность расположена на расстоянии от внутренней поверхности, образованной на наружном элементе, для обеспечения возможности свободного перемещения заглушки коронки внутри наружного элемента.Preferably, in the first position, the outer sealing surface of the crown plug is designed with the possibility of its placement with the possibility of placement in a longitudinal position, in which the outer sealing surface is located at a distance from the inner surface formed on the outer element, to ensure the possibility of free movement of the crown plug inside the outer element.

Предпочтительно наружная уплотняющая поверхность содержит наружную металлическую поверхность для создания уплотнения типа «металл-металл» во второй конфигурации.Preferably, the outer sealing surface comprises an outer metal surface to create a metal-to-metal seal in the second configuration.

Наружная уплотняющая поверхность может содержать кольцевое уплотнение и предпочтительно содержит два кольцевых уплотнения, расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении на наружной поверхности заглушки коронки.The outer sealing surface may comprise an annular seal and preferably comprises two annular seals located at a distance from each other in the longitudinal direction on the outer surface of the crown plug.

Предпочтительно зажимная конструкция содержит муфту, имеющую наружную коническую поверхность, при этом конструкция может также включать в себя кольцевой компонент с внутренней конической поверхностью. Указанные муфта и кольцевой компонент могут быть выполнены с возможностью относительного перемещения в осевом направлении между первым положением, в котором коническая поверхность кольцевого компонента не прикладывает радиальное усилие к муфте, и вторым положением, в котором коническая поверхность кольцевого компонента прикладывает радиальное усилие, достаточное для деформации муфты по направлению вовнутрь, для захвата заглушки коронки.Preferably, the clamping structure comprises a coupling having an external conical surface, wherein the structure may also include a ring component with an internal conical surface. Said coupling and ring component may be configured to move relative in the axial direction between a first position, in which the conical surface of the ring component does not apply a radial force to the coupling, and a second position, in which the conical surface of the ring component applies a radial force sufficient to deform the coupling inwardly, to grip the crown plug.

Предпочтительно кольцевой компонент содержит компрессионное кольцо.Preferably, the annular component comprises a compression ring.

Предпочтительно муфта содержит компрессионное кольцо.Preferably, the coupling comprises a compression ring.

Компрессионная муфта может иметь проходящую в осевом направлении канавку, образованную на наружной периферии, и, предпочтительно, компрессионная муфта имеет множество проходящих в осевом направлении канавок, образованных в радиальном направлении вокруг наружной периферии.The compression coupling may have an axially extending groove formed on the outer periphery, and preferably the compression coupling has a plurality of axially extending grooves formed in a radial direction around the outer periphery.

Предпочтительно указанная конструкция включает в себя наружный элемент, который при использовании расположен между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью заглушки коронки.Preferably, said structure includes an outer member which, when in use, is located between the inner surface of the coupling and the outer surface of the crown plug.

Предпочтительно наружный элемент содержит устьевую колонну обсадных труб, проходящую вверх по направлению к морской поверхности.Preferably, the outer member comprises a wellhead casing string extending upward toward the sea surface.

Предпочтительно наружный элемент содержит устьевую колонну обсадных труб, проходящую вниз по направлению к месторождению и предпочтительно ниже уровня дна моря.Preferably, the outer element comprises a wellhead casing string extending downwards towards the deposit and preferably below the seabed level.

Предпочтительно наружный элемент содержит компрессионную втулку.Preferably, the outer member comprises a compression sleeve.

Предпочтительно конструкция включает в себя средство для перемещения кольцевого компонента относительно муфты. Предпочтительно средство для перемещения содержит гидравлическое средство для перемещения.Preferably, the structure includes a means for moving the ring component relative to the coupling. Preferably, the means for moving comprises a hydraulic means for moving.

Средство для перемещения может содержать камеру между кольцевым компонентом и верхним компонентом кожуха зажима, при этом камера может находиться под давлением, вызывающим удаление кольцевого компонента от верхнего компонента кожуха зажима. Зажимная конструкция может содержать средство для ввода гидравлической текучей среды, выполненное для введения гидравлической текучей среды в камеру, с тем чтобы вызвать удаление кольцевого компонента от верхнего компонента кожуха зажима.The means for moving may comprise a chamber between the annular component and the upper component of the clamp housing, wherein the chamber may be under pressure causing the annular component to be removed from the upper component of the clamp housing. The clamping structure may comprise a means for introducing a hydraulic fluid, designed to introduce a hydraulic fluid into the chamber in order to cause the annular component to be removed from the upper component of the clamp housing.

Средство для перемещения может содержать поршень. Предпочтительно средство для перемещения содержит множество поршней. Предпочтительно поршни размещены радиально вокруг кольцевого компонента.The moving means may comprise a piston. Preferably, the moving means comprises a plurality of pistons. Preferably, the pistons are arranged radially around the annular component.

Указанный или каждый поршень может быть установлен в кожух зажима, а предпочтительно в верхний компонент кожуха зажима. Предпочтительно верхний компонент кожуха зажима установлен на нижнем конце направляющей колонны, проходящей вверх по направлению к морской поверхности. Указанный или каждый поршень может быть расположен таким образом, чтобы он проходил вниз от кожуха зажима и перемещал муфту вниз от кожуха зажима.The or each piston may be installed in the clamp housing, and preferably in the upper component of the clamp housing. Preferably, the upper component of the clamp housing is installed at the lower end of the guide column extending upward toward the sea surface. The or each piston may be arranged so that it extends downward from the clamp housing and moves the sleeve downward from the clamp housing.

Втулка предпочтительно представляет собой компонент, который может быть навинчен посредством резьбы на колонну обсадных труб или может быть размещен в подходящей для размещения и приема области на колонне обсадных труб.The sleeve is preferably a component that can be threaded onto the casing string or can be positioned in a suitable accommodating and receiving area on the casing string.

Зажимная конструкция может содержать средство для фиксации, выполненное для фиксации кольцевого компонента во втором положении. Средство для фиксации может содержать фиксирующий элемент, который входит в зацепление с углублением для фиксации, образованным в нижнем компоненте кожуха зажима. Предпочтительно средство для фиксации содержит множество фиксирующих элементов.The clamping structure may comprise a means for fixing, designed to fix the ring component in the second position. The means for fixing may comprise a locking element, which engages with a recess for fixing, formed in the lower component of the clamp housing. Preferably, the means for fixing comprises a plurality of locking elements.

Фиксирующий элемент может содержать фиксирующий палец.The locking element may comprise a locking pin.

Фиксирующий палец может содержать упругий компонент, который принудительно вводится в зацепление с углублением для фиксации в положении фиксации или когда кольцевой компонент достигает второго положения.The locking pin may comprise an elastic component that is forced into engagement with the recess for locking in the locking position or when the annular component reaches the second position.

Средство для фиксации может содержать средство для снятия фиксации с высвобождением. Предпочтительно средство для снятия фиксации выполнено с возможностью высвобождения указанного или каждого фиксирующего элемента из углубления для фиксации.The fixation means may comprise a means for releasing the fixation. Preferably, the fixation release means is designed to release said or each fixation element from the fixation recess.

Средство для снятия фиксации может содержать средство для перемещения, выполненное для перемещения фиксирующего элемента из положения зацепления с углублением для фиксации. Средство для снятия фиксации может содержать поршень и предпочтительно содержит гидравлический поршень.The means for releasing the lock may comprise a means for moving, designed to move the locking element from the position of engagement with the recess for fixing. The means for releasing the lock may comprise a piston and preferably comprises a hydraulic piston.

Зажимная конструкция может содержать средство для обратного перемещения, выполненное для перемещения кольцевого компонента из второго положения по направлению к первому положению. В частности, средство для обратного перемещения может способствовать отпусканию зажимного усилия между кольцевым компонентом и муфтой.The clamping structure may comprise a means for reverse movement, designed to move the ring component from the second position toward the first position. In particular, the means for reverse movement may facilitate the release of the clamping force between the ring component and the coupling.

Предпочтительно средство для обратного перемещения содержит камеру между кольцевым компонентом и нижним компонентом кожуха зажима, при этом камера может находиться под давлением, вызывающим удаление кольцевого компонента от нижнего компонента кожуха зажима.Preferably, the means for retracting comprises a chamber between the annular component and the lower component of the clamp housing, wherein the chamber can be under pressure causing the annular component to be removed from the lower component of the clamp housing.

Указанный или каждый поршень может быть установлен в нижний компонент кожуха зажима. Предпочтительно нижний компонент кожуха зажима установлен на верхнем конце направляющей колонны, проходящей вниз от морской поверхности и/или ниже уровня дна моря. Указанный или каждый поршень может быть расположен таким образом, чтобы он проходил вверх от нижнего компонента кожуха зажима и перемещал муфту вверх с удалением от нижнего компонента кожуха зажима.The or each piston may be installed in the lower component of the clamp housing. Preferably, the lower component of the clamp housing is installed at the upper end of the guide column extending downwards from the sea surface and/or below the seabed level. The or each piston may be arranged so that it extends upwards from the lower component of the clamp housing and moves the sleeve upwards away from the lower component of the clamp housing.

Предпочтительно зажимная конструкция содержит подводную зажимная конструкция.Preferably, the clamping structure comprises an underwater clamping structure.

Предпочтительно подводное устье скважины представляет собой скважину, проходящую в продольном направлении от первого верхнего конца до второго нижнего конца.Preferably, the underwater wellhead is a well that extends longitudinally from a first upper end to a second lower end.

Зажимная конструкция может быть выполнена с возможностью приложения радиального усилия, достаточного для деформации наружного элемента (втулки) по направлению вовнутрь, с целью захвата заглушки коронки.The clamping structure may be designed to apply a radial force sufficient to deform the outer element (sleeve) inward in order to grip the crown plug.

Предпочтительно втулка выполнена так, что при использовании она размещена между внутренней поверхностью части зажимной конструкции и наружной поверхностью заглушки коронки.Preferably, the sleeve is designed so that, when in use, it is positioned between the inner surface of the clamping structure portion and the outer surface of the crown plug.

Предпочтительно втулка содержит цилиндрическую секцию колонны обсадных труб, включающую в себя внутреннюю поверхность и наружную поверхность.Preferably, the sleeve comprises a cylindrical section of a casing string including an inner surface and an outer surface.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено устьевое оборудование, включающее в себя конструкцию для закрепления, выполненную для закрепления заглушки коронки внутри устьевого оборудования, причем конструкция для закрепления выполнена в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.According to a second aspect of the present invention, a wellhead equipment is provided, including a fastening structure configured to fasten a crown plug within the wellhead equipment, wherein the fastening structure is configured in accordance with the first aspect of the present invention.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложен способ закрепления заглушки коронки внутри устьевого оборудования, включающий активацию средства для закрепления с целью закрепления заглушки коронки внутри наружного элемента канала, причем средство для закрепления содержит зажимную конструкцию, при этом способ включает активацию зажимной конструкции с получением одной из первой конфигурации и второй конфигурации, причем в первой конфигурации зажимной элемент находится в незажатой конфигурации и обеспечивает возможность перемещения заглушки коронки в осевом направлении внутри наружного элемента в осевое положение, которое выровнено с зажимным элементом зажимной конструкции, а во второй конфигурации зажимную конструкцию оказывает на наружный элемент радиальное усилие, достаточное для деформации наружного элемента вовнутрь для захвата заглушки коронки и ее закрепления в осевом положении внутри канала.According to a third aspect of the present invention, a method is proposed for securing a crown plug inside a wellhead equipment, comprising activating a means for securing in order to secure the crown plug inside an outer element of the channel, wherein the means for securing comprises a clamping structure, wherein the method comprises activating the clamping structure to obtain one of a first configuration and a second configuration, wherein in the first configuration the clamping element is in an unclamped configuration and provides the possibility of moving the crown plug in the axial direction inside the outer element to an axial position that is aligned with the clamping element of the clamping structure, and in the second configuration the clamping structure exerts a radial force on the outer element sufficient to deform the outer element inward to grip the crown plug and secure it in an axial position inside the channel.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Далее настоящее изобретение будет описано исключительно в качестве примера со ссылками на нижеследующие чертежи, на которых:The present invention will now be described by way of example only with reference to the following drawings, in which:

на фиг. 1 показано поперечное сечение части заглушки коронки, расположенной внутри наружного элемента;Fig. 1 shows a cross-section of a portion of the crown plug located inside the outer element;

на фиг. 2 представлено подробное поперечное сечение заглушки коронки, расположенной внутри предпочтительного варианта осуществления системы для закрепления заглушки коронки;Fig. 2 is a detailed cross-sectional view of a crown plug located within a preferred embodiment of a crown plug securing system;

на фиг. 3 представлено подробное поперечное сечение заглушки коронки и еще одного варианта осуществления системы для закрепления заглушки коронки; иFig. 3 shows a detailed cross-section of a crown plug and another embodiment of a system for securing a crown plug; and

на фиг. 4 представлено подробное поперечное сечение заглушки коронки и еще один вариант осуществления системы для закрепления заглушки коронки.Fig. 4 shows a detailed cross-section of the crown plug and another embodiment of the system for securing the crown plug.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к заглушке 10 коронки для устьевого оборудования (фонтанного устьевого оборудования) нефтяной/газовой скважины/устья скважины или для связанного с нефтяной/газовой скважиной/устьем скважины устьевого оборудования и к конструкции 50 для закрепления, выполненной для закрепления заглушки 10 коронки внутри устьевого оборудования. В частности, заглушка 10 коронки имеет простую конструкцию, которая позволяет надежно и легко закреплять и извлекать ее из устьевого оборудования. Кроме того, конструкция 50 для закрепления надежно закрепляет заглушку 10 коронки внутри устьевого оборудования и обеспечивает согласованную многоразовую систему для закрепления заглушки 10 коронки. Кроме того, при закреплении автоматически обеспечивается полностью проходящее в окружном направлении уплотнение типа «металл-металл» между заглушкой 10 коронки и трубопроводом/каналом устьевого оборудования.The present invention relates to a bit plug 10 for a wellhead equipment (a flowing wellhead equipment) of an oil/gas well/wellhead or for a wellhead equipment associated with an oil/gas well/wellhead and to a fastening structure 50 configured to fasten the bit plug 10 inside the wellhead equipment. In particular, the bit plug 10 has a simple structure that allows it to be securely and easily fastened and removed from the wellhead equipment. In addition, the fastening structure 50 securely fastens the bit plug 10 inside the wellhead equipment and provides a consistent reusable system for fastening the bit plug 10. In addition, when fastened, a completely circumferential metal-to-metal seal is automatically ensured between the bit plug 10 and the pipeline/channel of the wellhead equipment.

Конструкция для закрепления содержит зажимную конструкцию 50, с помощью которого создается направленное внутрь радиальное усилие для деформации (отклонения/сжатия) наружного элемента 30 вовнутрь для захвата компонента, расположенного внутри наружного элемента 30. Наружный элемент 30 упруго деформируется таким образом, что наружный элемент 30 возвращается в высвобожденное положение после отпускания/снятия зажимного усилия. В предпочтительном варианте осуществления две концентрические противоположно расположенные конические поверхности выполнены с возможностью перемещения в осевом направлении друг над другом для создания направленного внутрь усилия. Примеры такой зажимной конструкции будут описаны ниже.The fastening structure comprises a clamping structure 50, by means of which an inwardly directed radial force is created for deforming (deflecting/compressing) the outer member 30 inwardly to grip a component located inside the outer member 30. The outer member 30 is elastically deformed in such a way that the outer member 30 returns to the released position after releasing/removing the clamping force. In a preferred embodiment, two concentric oppositely located conical surfaces are designed with the possibility of moving in the axial direction one above the other to create an inwardly directed force. Examples of such a clamping structure will be described below.

Как показано на фиг. 1, заглушка 10 коронки содержит основной корпус 12, который имеет наружную уплотняющую поверхность 14, которая при установке/закреплении выполнена с возможностью создания уплотнения типа «металл-металл» внутри добычного канала (подводного или поверхностного) горизонтального фонтанного устьевого оборудования. Участок 14а с уплотняющей поверхностью (или его осевая протяженность) показан (показана) на фиг. 1. При использовании заглушка 10 коронки выполнена с возможностью ее размещения внутри наружного элемента 30 устьевого оборудования. Этот наружный элемент 30 может представлять собой горловину подвески насосно-компрессорной трубы, колпак фонтанного устьевого оборудования или корпус фонтанного устьевого оборудования.As shown in Fig. 1, the crown plug 10 comprises a main body 12 which has an outer sealing surface 14 which, when installed/fastened, is configured to create a metal-to-metal seal inside the production channel (underwater or surface) of the horizontal wellhead equipment. The section 14a with the sealing surface (or its axial extent) is shown in Fig. 1. When used, the crown plug 10 is configured to be placed inside an outer element 30 of the wellhead equipment. This outer element 30 may be a neck of a tubing hanger, a cap of the wellhead equipment or a housing of the wellhead equipment.

Наружный элемент 30 содержит трубу, которая проходит вниз, т.е. от поверхности моря по направлению к уровню дна моря (или за его пределы) и образует часть добычного канала горизонтального фонтанного устьевого оборудования. Наружный элемент 30 имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность 32.The outer element 30 comprises a pipe which extends downwards, i.e. from the sea surface towards the sea bottom level (or beyond) and forms part of the production channel of the horizontal fountain wellhead equipment. The outer element 30 has an internal cylindrical surface 32.

Заглушка 10 коронки выполнена с возможностью перемещения в положение закрепления путем перемещения заглушки 10 коронки в осевом направлении внутри наружного элемента 30. Аналогично, заглушка 10 коронки выполнена с возможностью извлечения путем перемещения заглушки 10 коронки в осевом направлении вверх внутри наружного элемента 30 в выходное положение. Соответственно, наружный профиль заглушки 10 коронки соответствует внутреннему диаметру наружного элемента 30. Таким образом, обеспечивается свободное перемещение заглушки 10 коронки вверх и вниз внутри наружного элемента 30. Это свободное перемещение предотвращает повреждение наружной поверхности заглушки 10 коронки, а также сохраняет целостность заглушки 10 коронки и соответствующей уплотняющей поверхности 14 во время перемещения.The crown plug 10 is configured to move into the fastening position by moving the crown plug 10 in the axial direction inside the outer element 30. Similarly, the crown plug 10 is configured to be removed by moving the crown plug 10 in the axial direction upward inside the outer element 30 to the output position. Accordingly, the outer profile of the crown plug 10 corresponds to the inner diameter of the outer element 30. Thus, free movement of the crown plug 10 up and down inside the outer element 30 is ensured. This free movement prevents damage to the outer surface of the crown plug 10, and also maintains the integrity of the crown plug 10 and the corresponding sealing surface 14 during movement.

Перемещением заглушки 10 коронки управляют путем зацепления заглушки 10 коронки с удлиненной линией, к которой прикрепляют заглушку 10 коронки. В частности, инструмент для спуска выполнен взаимодействует с заглушкой 10 коронки, и при этом инструмент для спуска содержит тросовую проволоку (расположен на ней) для позиционирования и извлечения заглушки 10 коронки.The movement of the crown plug 10 is controlled by engaging the crown plug 10 with an extended line to which the crown plug 10 is attached. In particular, the descent tool is made to interact with the crown plug 10, and the descent tool contains a cable wire (located on it) for positioning and extracting the crown plug 10.

Заглушка 10 коронки имеет элемент 16 для прикрепления, к которому может быть прикреплен инструмент для спуска. Элемент 16 для прикрепления образован на верхней поверхности заглушки 10 коронки. Этот элемент 16 для прикрепления содержит горловинную часть 17 и головную часть 18.The crown plug 10 has an element 16 for fastening, to which a tool for lowering can be fastened. The element 16 for fastening is formed on the upper surface of the crown plug 10. This element 16 for fastening comprises a neck portion 17 and a head portion 18.

Элемент 16 для прикрепления может быть выполнен в виде выступа с общей грибовидной формой, что позволяет легко и надежно вводить головной участок 18 в зацепление с инструментом для спуска и высвобождать его. Под увеличенной головной частью 18 и вокруг горловинной части 17 имеется пространство, обеспечивающее надежное зацепление головной части 18. При обеспечении такого зацепления заглушку 10 коронки можно затем извлечь путем подтягивания вверх по тросовой проволоке или можно осуществлять управляемое снижение заглушки 10 коронки, подвешенной на тросовой проволоке, под действием силы тяжести.The element 16 for fastening can be made in the form of a projection with a general mushroom shape, which allows the head section 18 to be easily and reliably engaged with the tool for lowering and to be released. Under the enlarged head part 18 and around the neck part 17 there is a space that ensures a reliable engagement of the head part 18. When such engagement is ensured, the plug 10 of the crown can then be removed by pulling up along the cable wire or a controlled lowering of the plug 10 of the crown, suspended on the cable wire, can be carried out under the action of gravity.

Элемент 16 для прикрепления образован на верхней поверхности основного корпуса 12 заглушки 10 коронки. Основной корпус 12 заглушки 10 коронки содержит твердый корпус для создания барьера внутри добычного канала. Таким образом, твердый корпус создает жесткий, твердый и надежный барьер. В частности, сочетание применения зажимного (сжимающего) усилия закрепления с твердым корпусом обеспечивает усовершенствованную конструкцию заглушки коронки, которая также проста и надежна в эксплуатации.The element 16 for fastening is formed on the upper surface of the main body 12 of the plug 10 of the crown. The main body 12 of the plug 10 of the crown contains a solid body for creating a barrier inside the production channel. Thus, the solid body creates a rigid, solid and reliable barrier. In particular, the combination of using a clamping (compressing) fastening force with a solid body provides an improved design of the crown plug, which is also simple and reliable in operation.

Заглушка 10 коронки удерживается внутри наружного элемента 30 за счет деформации наружного элемента 30 вовнутрь, при которой происходит захват и зажатие заглушки 10 коронки внутри канала. Заглушка коронки, не содержащая твердый корпус, может естественным образом деформироваться из-за такого большого усилия захвата и, таким образом, использование твердого корпуса решает эту потенциальную проблему. Соответственно, основной корпус 12 заглушки 10 коронки выполнен с возможностью выдерживания и использования этого большого и надежного направленного внутрь усилия захвата/закрепления.The crown plug 10 is retained within the outer element 30 by the inward deformation of the outer element 30, which captures and clamps the crown plug 10 within the channel. A crown plug that does not contain a solid body may naturally deform due to such a large gripping force, and thus, the use of a solid body solves this potential problem. Accordingly, the main body 12 of the crown plug 10 is designed to withstand and use this large and reliable inward gripping/fixing force.

Заглушки коронки из известного уровня техники могут включать в себя шарнирные и подвижные элементы для закрепления, непосредственно установленные на них, и при этом эти элементы активируют для закрепления заглушки коронки на месте. Соответственно, требуется их активация внутри канала, когда заглушка коронки находится в требуемом положении. Для этого может потребоваться передача сигнала или усилий вниз по каналу. Такая передача может быть затруднительной и проблематичной. Кроме того, при возникновении проблем с активацией системы для закрепления может быть затруднительно выявить, диагностировать и устранить проблему. В настоящем изобретении используется наружная система активации, которая помогает решить любые из указанных проблем.The crown plugs of the prior art may include hinged and movable elements for fixing, directly mounted thereon, and these elements are activated to fix the crown plug in place. Accordingly, their activation is required inside the canal, when the crown plug is in the desired position. This may require the transmission of a signal or forces down the canal. Such transmission can be difficult and problematic. In addition, if problems arise with the activation of the system for fixing, it can be difficult to identify, diagnose and fix the problem. The present invention uses an external activation system, which helps to solve any of these problems.

Основной корпус 12 заглушки 10 коронки обеспечивает уплотняющую поверхность 14 для заглушки 10 коронки. Эта уплотняющая поверхность 14 расположена вокруг наружной периферии основного корпуса 12. Уплотняющая поверхность 14 создает полностью проходящее в окружном направлении уплотнение типа «металл-металл» между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30.The main body 12 of the crown plug 10 provides a sealing surface 14 for the crown plug 10. This sealing surface 14 is located around the outer periphery of the main body 12. The sealing surface 14 creates a completely circumferentially extending metal-to-metal seal between the crown plug 10 and the outer element 30.

Уплотняющая поверхность 14 образована вокруг всей периферийной поверхности основного корпуса 12 и может проходить в осевом направлении вдоль продольной длины основного корпуса 12. Это позволяет обеспечить уплотняющую поверхность на большой и значительной площади поверхности, а не относительно тонкой уплотняющей поверхности. Уплотняющая поверхность 14 проходит в продольном направлении вдоль наружной поверхности основного корпуса 12 от нижнего конца до верхнего конца. Уплотняющая поверхность 14 образована вокруг основного корпуса 12 и окружает твердый корпус, что обеспечивает усиление уплотняющей поверхности 14 и препятствует значительному перемещению (или сжатию) уплотняющей поверхности внутрь или предотвращает его, что может привести к ослаблению захвата между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30.The sealing surface 14 is formed around the entire peripheral surface of the main body 12 and can extend in the axial direction along the longitudinal length of the main body 12. This makes it possible to provide a sealing surface on a large and significant surface area, rather than a relatively thin sealing surface. The sealing surface 14 extends in the longitudinal direction along the outer surface of the main body 12 from the lower end to the upper end. The sealing surface 14 is formed around the main body 12 and surrounds the solid body, which provides reinforcement of the sealing surface 14 and prevents or prevents significant movement (or compression) of the sealing surface inward, which can lead to weakening of the grip between the crown plug 10 and the outer element 30.

Как упоминалось выше, уплотняющая поверхность 14 включает в себя удерживающую канавку 21 с размещенным в ней эластомерным уплотнением 20. Эта удерживающая канавка 21 расположена между верхним концом и нижним концом уплотняющей поверхности 14.As mentioned above, the sealing surface 14 includes a retaining groove 21 with an elastomeric seal 20 placed therein. This retaining groove 21 is located between the upper end and the lower end of the sealing surface 14.

Наружная поверхность заглушки 10 коронки содержит профилированную/рельефную поверхность. В частности, уплотняющая поверхность 14 может содержать ряд первых профилированных фланцев/выступов/окаемок и ряд вторых профилированных фланцев/выступов/окаемок, все из которых проходят вокруг периферии наружной поверхности. Первый указанный ряд может создавать/усиливать уплотняющие усилия, а второй указанный ряд может создавать/усиливать усилия захвата/трения.The outer surface of the plug 10 of the crown comprises a profiled/embossed surface. In particular, the sealing surface 14 may comprise a series of first profiled flanges/protrusions/edges and a series of second profiled flanges/protrusions/edges, all of which extend around the periphery of the outer surface. The first said series may create/increase sealing forces, and the second said series may create/increase gripping/friction forces.

Первый указанный ряд может содержать ряд (радиальных) выпуклостей 22 или круглых (закругленных/дугообразных) гребней/приподнятых областей (проходящих в окружном направлении упоров/выступов), обеспечивающих уплотнение, а второй указанный ряд может содержать массив (расположенных под углом) зубцов 42 или расположенных под углом гребней, обеспечивающих захват (трение).The first said row may comprise a row of (radial) protrusions 22 or circular (rounded/arcuate) ridges/raised areas (circumferentially extending stops/protrusions) providing sealing, and the second said row may comprise an array of (angled) teeth 42 or angled ridges providing grip (friction).

Как упоминалось выше, уплотняющая поверхность 14 заглушки 10 коронки содержит ряд радиальных выпуклостей 22 (или выступающих наружу радиальных уплотняющих фланцев) для создания и усиления уплотнения. Эти выпуклости или закругленные гребни образуют периферийные (уплотняющие) ребра, проходящие вокруг заглушки 10 коронки. Радиальные выпуклости 22 содержат ряд периферийных уплотняющих поверхностей, выступающих наружу от заглушки 10 коронки и проходящих вокруг наружной поверхности 14 основного корпуса 12 заглушки 10 коронки. Указанные радиальные выпуклости содержат боковую профилированную поверхность с общей синусоидальной формой, включающей в себя плавно образованный (изогнутый) самый наружный участок (или пик), а не острый пик или профиль зубца пилы.As mentioned above, the sealing surface 14 of the plug 10 of the crown contains a number of radial convexities 22 (or outwardly projecting radial sealing flanges) for creating and strengthening the seal. These convexities or rounded ridges form peripheral (sealing) ribs extending around the plug 10 of the crown. The radial convexities 22 contain a number of peripheral sealing surfaces extending outward from the plug 10 of the crown and extending around the outer surface 14 of the main body 12 of the plug 10 of the crown. The said radial convexities contain a lateral profiled surface with a general sinusoidal shape, including a smoothly formed (curved) outermost section (or peak), and not a sharp peak or saw tooth profile.

Радиальные выпуклости 22 разделены желобчатыми областями 24 или периферийными углублениями/канавками. Смежные радиальные выпуклости 22 разделены на равные интервалы, но могут быть разделены на различные интервалы, величина которых может зависеть от их относительного расположения на уплотняющей поверхности 14.The radial protrusions 22 are separated by grooved areas 24 or peripheral depressions/grooves. Adjacent radial protrusions 22 are separated into equal intervals, but may be separated into different intervals, the size of which may depend on their relative location on the sealing surface 14.

Заглушка 10 коронки включает в себя первый массив радиальных уплотняющих выпуклостей, расположенных в осевом направлении над эластомерным уплотняющим элементом 20. Заглушка 10 коронки может содержать одну или более радиальных уплотняющих выпуклостей, расположенных (возможно, во втором массиве) в осевом направлении ниже уплотняющего элемента 20.The crown plug 10 includes a first array of radial sealing protrusions located in the axial direction above the elastomeric sealing element 20. The crown plug 10 may contain one or more radial sealing protrusions located (possibly in a second array) in the axial direction below the sealing element 20.

В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фиг. 1, в первом массиве, расположенном над уплотняющим элементом 20, имеются четыре радиальные выпуклости 22, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга. Эти (четыре) радиальные выпуклости 22 эффективно обеспечивают рифление или рифленую конфигурацию вдоль осевого участка наружной уплотняющей поверхности 14. Кроме того, имеется еще одна радиальная выпуклость 22, расположенная рядом с уплотняющим элементом 20. Расстояние разделения между этой радиальной выпуклостью 22 и следующей радиальной выпуклостью 22, расположенной выше, обеспечивает пространство, в котором расположен массив захватных зубцов 42.In the preferred embodiment shown in Fig. 1, in the first array located above the sealing element 20, there are four radial protrusions 22 located at the same distance from each other. These (four) radial protrusions 22 effectively provide a ribbing or a ribbed configuration along the axial section of the outer sealing surface 14. In addition, there is another radial protrusion 22 located near the sealing element 20. The separation distance between this radial protrusion 22 and the next radial protrusion 22 located above provides a space in which the array of gripping teeth 42 is located.

В этом варианте осуществления (фиг. 1) одна радиальная выпуклость 22 обеспечена ниже уплотняющего элемента 20 и выше другого массива захватных зубцов 42.In this embodiment (Fig. 1) one radial bulge 22 is provided below the sealing element 20 and above the other array of gripping teeth 42.

Радиальные выпуклости 22 выполнены с возможностью выступания наружу и контактирования с внутренней поверхностью 32 наружного элемента 30. Таким образом, конструктивное расположение радиальных выпуклостей 22 будет обеспечивать общее эффективное уплотнение и, в частности, множество уплотнений и/или областей с более высокой прочностью уплотнения могут быть обеспечены отдельными радиальными выпуклостями 22, причем каждая радиальная выпуклость 22 толкается и деформируется внутрь при сжатии наружного элемента.The radial protrusions 22 are designed to project outward and contact the inner surface 32 of the outer element 30. Thus, the structural arrangement of the radial protrusions 22 will ensure a general effective seal and, in particular, a plurality of seals and/or areas with higher sealing strength can be provided by individual radial protrusions 22, wherein each radial protrusion 22 is pushed and deformed inward when the outer element is compressed.

Заглушка 10 коронки также обеспечивает верхнюю область 36 уплотнения и нижнюю область 38 уплотнения/контакта, которые, соответственно, расположены на верхнем конце и нижнем конце заглушки 10 коронки.The crown plug 10 also provides an upper sealing region 36 and a lower sealing/contact region 38, which are respectively located at the upper end and the lower end of the crown plug 10.

Как упоминалось выше, уплотняющая поверхность 14 содержит захватные зубцы 42 для облегчения захвата и фрикционного зацепления между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30. Захватные зубцы 42 содержат расположенные под углом гребни, проходящие вокруг периферии (окружности) заглушки 10 коронки. Эти расположенные под углом гребни образуют периферийные (захватные) ребра, проходящие вокруг заглушки 10 коронки.As mentioned above, the sealing surface 14 comprises gripping teeth 42 for facilitating gripping and frictional engagement between the crown plug 10 and the outer element 30. The gripping teeth 42 comprise ridges arranged at an angle, extending around the periphery (circumference) of the crown plug 10. These ridges arranged at an angle form peripheral (gripping) ribs, extending around the crown plug 10.

В предпочтительном варианте осуществления (показанном на фиг. 1) заглушка 10 коронки содержит первый массив захватных зубцов 42, расположенных выше уплотняющего элемента 20, и второй массив захватных зубцов 42, расположенных ниже уплотняющего элемента 20. Каждый массив захватных зубцов 42 эффективно обеспечивает рифление или рифленую конфигурацию расположенных под углом гребней вдоль осевого участка наружной уплотняющей поверхности 14. Захватные зубцы 42 значительно выступают наружу и обеспечены вокруг всей окружности заглушки 10 коронки. Соответственно, каждый из захватных зубцов 42 образует фланец/кольцо или обод вокруг наружной уплотняющей поверхности заглушки 10 коронки.In a preferred embodiment (shown in Fig. 1), the crown plug 10 comprises a first array of gripping teeth 42 located above the sealing element 20 and a second array of gripping teeth 42 located below the sealing element 20. Each array of gripping teeth 42 effectively provides a knurling or knurled configuration of ridges arranged at an angle along the axial portion of the outer sealing surface 14. The gripping teeth 42 project significantly outwardly and are provided around the entire circumference of the crown plug 10. Accordingly, each of the gripping teeth 42 forms a flange/ring or rim around the outer sealing surface of the crown plug 10.

Захватные зубцы 42 имеют боковой общий профиль пилообразного зубца или остро го/треугольного пика, а не синусоидальную/плавную форму. Заостренный пик усиливает усилие захвата и/или захватную способность захватных зубцов 42.The gripping teeth 42 have a lateral overall profile of a saw-tooth tooth or a sharp/triangular peak, rather than a sinusoidal/smooth shape. The sharpened peak enhances the gripping force and/or gripping ability of the gripping teeth 42.

Как показано на фиг. 1, заглушка 10 коронки в первом массиве захватных зубцов 42, расположенных выше уплотняющего элемента 20, содержит три захватных зубца 42, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и близко друг к другу. Аналогичным образом, во втором массиве захватные зубцы 42, расположенные ниже уплотняющего элемента 20, расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и близко друг к другу. Заглушка 10 коронки также может включать в себя верхнюю уплотняющую поверхность 36 и нижнюю уплотняющую поверхность 38. Они могут быть расположены на верхнем и нижнем участках уплотняющей поверхности или могут образовывать их.As shown in Fig. 1, the crown plug 10 in the first array of gripping teeth 42 located above the sealing element 20 comprises three gripping teeth 42, which are located at the same distance from each other and close to each other. Similarly, in the second array, the gripping teeth 42 located below the sealing element 20 are located at the same distance from each other and close to each other. The crown plug 10 can also include an upper sealing surface 36 and a lower sealing surface 38. They can be located on the upper and lower portions of the sealing surface or can form them.

Захватные зубцы 42, проходящие по направлению к среднему и нижнему участкам (областям) уплотняющей поверхности 14, могут быть расположены ближе друг к другу, чем радиальные выпуклости 22, расположенные в верхней (самой верхней) части уплотняющей поверхности 14.The gripping teeth 42, extending towards the middle and lower sections (regions) of the sealing surface 14, may be located closer to each other than the radial protrusions 22, located in the upper (uppermost) part of the sealing surface 14.

Радиальные выпуклости 22 обеспечивают самую наружную поверхность, с помощью которой создается уплотнение типа «металл-металл», полностью проходящее в окружном направлении, и/или облегчается его создание, когда активируется зажимная конструкция 50, для обеспечения отклонения наружного элемента 30 вовнутрь. Поскольку зажимная конструкция 50 представляет собой кольцевую зажимную конструкцию, наружный элемент 30 отклоняется/деформируется/перемещается вовнутрь равномерно и одинаково, в результате чего внутренний кольцевой канал постепенно уменьшается в диаметре. Это приводит к общему уменьшению канала внутри наружного элемента 30. Затем это уменьшение приводит к тому, что наружный элемент 30 сначала упирается в уплотняющую поверхность 14 (выпуклости 22/зубцы 42/кольцевое уплотнение (уплотнения) 20), обеспечивая уплотнение и захват заглушки 10 коронки внутри наружного элемента 30. Дальнейшее уменьшение внутреннего диаметра приводит к увеличению уплотняющего усилия/усилия захвата и к захвату/фиксации заглушки 10 коронки на месте внутри наружного элемента 30.The radial protrusions 22 provide the outermost surface by which a metal-to-metal seal is created that extends completely in the circumferential direction and/or facilitates its creation when the clamping structure 50 is activated to provide for the inward deflection of the outer member 30. Since the clamping structure 50 is an annular clamping structure, the outer member 30 is deflected/deformed/moved inward uniformly and equally, as a result of which the inner annular channel gradually decreases in diameter. This results in a general reduction of the channel inside the outer element 30. This reduction then results in the outer element 30 initially abutting the sealing surface 14 (the protrusions 22/the teeth 42/the annular seal(s) 20), providing a seal and gripping of the crown plug 10 inside the outer element 30. A further reduction in the inner diameter results in an increase in the sealing force/gripping force and in the gripping/fixing of the crown plug 10 in place inside the outer element 30.

Требуемое отклонение вовнутрь может быть вычислено исходя из материала/размера компонентов (наружного элемента 30, заглушки 10 коронки и т.д.) и, следовательно, уплотняющее усилие и усилие захвата/закрепления также могут быть предварительно заданы и надежно установлены. Зажимная конструкция 50 может быть выполнена с возможностью обеспечения требуемого уплотняющего усилия/усилия захвата без выполнения ручной регулировки во время осуществления процедуры.The required inward deflection can be calculated based on the material/size of the components (outer element 30, crown plug 10, etc.) and, therefore, the sealing force and gripping/fastening force can also be preset and reliably set. The clamping structure 50 can be designed to provide the required sealing/gripping force without performing manual adjustments during the procedure.

Как показано на фиг. 1, уплотняющий элемент 20 расположен на уплотняющей поверхности 14. Уплотняющий элемент 20 содержит эластомерное (упругое) уплотнение 20, расположенное внутри удерживающей канавки 21. В частности, уплотняющий элемент 20 содержит кольцевое уплотнение 20, расположенное на уплотняющей поверхности 14. Это кольцевое уплотнение 20 может быть расположено в средней области уплотняющей поверхности 14 между нижней областью радиальных выпуклостей 22/захватных зубцов 42 и верхней областью радиальных выпуклостей 22/захватных зубцов 42. Следует понимать, что когда наружный элемент 30 отклонен/деформирован/перемещен вовнутрь, создается кольцевая зона уплотнения, которая проходит в продольном/осевом направлении между наружной поверхностью 14 основного корпуса 12 и внутренней поверхностью 32 наружного элемента 30.As shown in Fig. 1, the sealing element 20 is located on the sealing surface 14. The sealing element 20 comprises an elastomeric (elastic) seal 20 located inside the retaining groove 21. In particular, the sealing element 20 comprises an annular seal 20 located on the sealing surface 14. This annular seal 20 can be located in the middle region of the sealing surface 14 between the lower region of the radial protrusions 22/gripping teeth 42 and the upper region of the radial protrusions 22/gripping teeth 42. It should be understood that when the outer element 30 is deflected/deformed/moved inward, an annular sealing zone is created that extends in the longitudinal/axial direction between the outer surface 14 of the main body 12 and the inner surface 32 of the outer element 30.

После снятия зажимного усилия с наружного элемента 30 наружный элемент 30 возвращается в положение по умолчанию и высвобождает уплотнение, созданное вокруг основного корпуса 12 заглушки 10 коронки. После этого заглушка 10 коронки может быть поднята вверх через добычной канал.After the clamping force is released from the outer element 30, the outer element 30 returns to the default position and releases the seal created around the main body 12 of the crown plug 10. After this, the crown plug 10 can be lifted upward through the production channel.

Наружный элемент 30 включает в себя средства для выравнивания, позволяющие надежно устанавливать заглушку 10 коронки в правильное положение уплотнения (для ее выравнивания с зажимной конструкцией 50). Это средство для выравнивания включает в себя проходящий вовнутрь фланец или буртик 34, образованный на внутренней поверхности 32 наружного элемента 30. Это буртик 34 выступает вовнутрь в добычной канал.The outer element 30 includes alignment means that allow the crown plug 10 to be securely installed in the correct sealing position (for its alignment with the clamping structure 50). This alignment means includes an inwardly extending flange or bead 34 formed on the inner surface 32 of the outer element 30. This bead 34 projects inwardly into the production channel.

В предпочтительном варианте осуществления заглушка 10 коронки содержит взаимодействующую выравнивающую поверхность/буртик 26 на нижнем конце или вблизи нижнего конца.In a preferred embodiment, the crown plug 10 comprises an interacting alignment surface/bead 26 at or near the lower end.

Однако в альтернативных вариантах осуществления взаимодействующая выравнивающая поверхность/буртик могут быть обеспечены на верхнем конце или вблизи верхнего конца заглушки 10 коронки. Например, проходящий наружу фланец 27 может быть обеспечен на верхнем конце, который выполнен с возможностью примыкания к буртику 35, как показано на фиг. 3 и фиг. 4. В таком варианте расположения уплотняющая поверхность (поверхности) 14 заглушки 10 коронки будет расположена ниже буртика 35. В альтернативных вариантах осуществления могут быть предложены другие положения и места для взаимодействующей выравнивающей поверхности/буртика 26.However, in alternative embodiments, the cooperating alignment surface/bead may be provided at or near the upper end of the crown plug 10. For example, the outwardly extending flange 27 may be provided at the upper end, which is configured to abut the bead 35, as shown in Fig. 3 and Fig. 4. In such an arrangement, the sealing surface(s) 14 of the crown plug 10 will be located below the bead 35. In alternative embodiments, other positions and locations for the cooperating alignment surface/bead 26 may be proposed.

В предпочтительном варианте осуществления нижний конец основного корпуса 12 заглушки 10 коронки имеет взаимодействующую выравнивающую поверхность 26 (выравнивающий буртик). Эта выравнивающая поверхность 26 содержит нижнюю кромку основного корпуса 12. Нижняя кромка основного корпуса 12 заглушки 10 коронки содержит скошенную или наклонную поверхность (буртик 26), которая входит в зацепление и взаимодействует с соответствующей посадочной поверхностью (буртиком 34), обеспеченной на наружном элементе 30.In a preferred embodiment, the lower end of the main body 12 of the crown plug 10 has an interacting alignment surface 26 (alignment flange). This alignment surface 26 comprises a lower edge of the main body 12. The lower edge of the main body 12 of the crown plug 10 comprises a beveled or inclined surface (flange 26) that engages and interacts with a corresponding seating surface (flange 34) provided on the outer element 30.

Заглушку 10 коронки опускают вниз по добычному каналу до тех пор, пока нижняя кромка (выравнивающая поверхность 26) основного корпуса 12 заглушки 10 коронки не упрется и не будет опираться на выравнивающий буртик 34, обеспеченный на наружном элементе 30. При этом будет обеспечено правильное посадочное положение заглушки 10 коронки. В этом местоположении зажимная конструкция 50 затем может быть активирована для приведения в действие уплотнения заглушки 10 коронки. Зажимное усилие поддерживается до тех пор, пока требуется наличие заглушки 10 коронки. Когда необходимо осуществить доступ дальше вниз по добычному каналу, зажимное усилие может быть отпущено и заглушка 10 коронки может быть извлечена. Это, таким образом, позволит открыть доступ в добычной канал. Впоследствии, когда отпадет необходимость в обеспечении доступа вниз по добычному каналу, зажимная конструкция может быть снова использована для повторного закрепления заглушки 10 коронки внутри добычного канала.The plug 10 of the crown is lowered down the production channel until the lower edge (alignment surface 26) of the main body 12 of the plug 10 of the crown rests and rests on the alignment flange 34 provided on the outer element 30. This ensures the correct seating position of the plug 10 of the crown. In this location, the clamping structure 50 can then be activated to actuate the seal of the plug 10 of the crown. The clamping force is maintained as long as the presence of the plug 10 of the crown is required. When it is necessary to access further down the production channel, the clamping force can be released and the plug 10 of the crown can be removed. This will thus allow access to the production channel. Subsequently, when there is no longer a need to provide access down the production channel, the clamping structure can be used again to re-secure the crown plug 10 inside the production channel.

Наружная поверхность и, в частности, уплотняющая поверхность 14 заглушки 10 коронки может иметь коническую форму. Коническая наружная поверхность выполнена с возможностью зацепления/закрепления внутри соответствующего конического участка наружного элемента 30. В этих вариантах осуществления перед активацией зажимной конструкции 50 начальный зазор между внутренней поверхностью 32 наружного элемента 30 и наружной уплотняющей поверхностью 14 заглушки 10 коронки минимизируют.The outer surface and, in particular, the sealing surface 14 of the crown plug 10 can have a conical shape. The conical outer surface is designed with the possibility of engaging/fastening inside a corresponding conical section of the outer element 30. In these embodiments, before activating the clamping structure 50, the initial gap between the inner surface 32 of the outer element 30 and the outer sealing surface 14 of the crown plug 10 is minimized.

Как объяснялось выше, зажимная конструкция 50 деформирует и отклоняет/сжимает наружный элемент 30 вовнутрь для захвата и закрепления заглушки 10 коронки внутри канала. Наружный элемент 30 упруго деформируется таким образом, что наружный элемент 30 возвращается в исходное положение после снятия зажимного усилия. Соответственно, для обеспечения этих свойств материала наружного элемента 30 расстояние отклонения вовнутрь ограничено и не является бесконечным. В концентрическом осевом канале может потребоваться обеспечить деформацию вовнутрь на первое расстояние, прежде чем наружный элемент 30 фактически вступит в контакт с заглушкой 10 коронки. Соответственно, это зажимное усилие является неэффективным и может не приниматься во внимание. В вариантах осуществления с соответствующими коническими поверхностями обеспечение этого начального расстояния способствует направлению усилия захвата/уплотняющего усилия и, таким образом, максимизирует усилие зажимной конструкции 50 при закреплении заглушки 10 коронки внутри наружного элемента 30.As explained above, the clamping structure 50 deforms and deflects/compresses the outer member 30 inwardly to grip and secure the crown plug 10 within the channel. The outer member 30 is elastically deformed such that the outer member 30 returns to its original position after the clamping force is removed. Accordingly, in order to ensure these material properties of the outer member 30, the distance of the inward deflection is limited and is not infinite. In a concentric axial channel, it may be necessary to provide an inward deformation by a first distance before the outer member 30 actually comes into contact with the crown plug 10. Accordingly, this clamping force is ineffective and can be disregarded. In embodiments with corresponding conical surfaces, providing this initial distance helps to direct the gripping/compressing force and, thus, maximizes the force of the clamping structure 50 when securing the crown plug 10 within the outer member 30.

Такая коническая конфигурация также может способствовать осевому выравниванию заглушки 10 коронки, обеспечивая предварительно заданную посадочную зону внутри наружного элемента 30. Заглушка 10 коронки равномерно сужается вовнутрь (с небольшой конусностью) от верхнего участка к нижнему участку таким образом, что диаметр заглушки 10 коронки является большим на верхнем участке, чем на нижнем участке. Верхний участок может образовывать верхнюю часть уплотняющей поверхности 14, либо располагаться на ней или рядом с ней. Аналогичным образом, нижний участок может образовывать нижнюю часть уплотняющей поверхности 14, либо располагаться на ней или рядом с ней.Such a conical configuration can also facilitate the axial alignment of the crown plug 10, providing a predetermined seating zone inside the outer element 30. The crown plug 10 tapers uniformly inward (with a slight taper) from the upper portion to the lower portion such that the diameter of the crown plug 10 is larger in the upper portion than in the lower portion. The upper portion can form the upper portion of the sealing surface 14, or be located on it or near it. Similarly, the lower portion can form the lower portion of the sealing surface 14, or be located on it or near it.

Соответственно, в настоящем изобретении предложен новый тип заглушки 10 коронки, которая может быть установлена с использованием системы сжатия POS-GRIP, которая работает как зажимная конструкция 50. Заглушка 10 коронки согласно настоящему изобретению содержит цельную твердую заглушку 10 коронки, которая проста в установке и имеет повышенную надежность по сравнению с обычными заглушками коронки.Accordingly, the present invention provides a new type of crown plug 10 that can be installed using the POS-GRIP compression system that operates as a clamping structure 50. The crown plug 10 according to the present invention comprises a solid crown plug 10 that is easy to install and has increased reliability compared to conventional crown plugs.

На фиг. 1 показано поперечное сечение заглушки 10 коронки, приведенной в действие с помощью POS-GRIP. Как упоминалось выше, заглушка 10 коронки представляет собой твердую цельную конструкцию и расположена внутри канала наружного элемента 30, который может представлять собой горловину подвески насосно-компрессорной трубы, колпак фонтанного устьевого оборудования или корпусную часть фонтанного устьевого оборудования. При спуске заглушки 10 коронки не возникает начальных помех, поэтому заглушка 10 коронки защищена и ее извлечение может быть осуществлено непосредственно путем простого вытягивания.Fig. 1 shows a cross-section of the crown plug 10, activated by the POS-GRIP. As mentioned above, the crown plug 10 is a solid, integral structure and is located inside the channel of the outer element 30, which can be a neck of the tubing hanger, a cap of the wellhead equipment or a housing part of the wellhead equipment. When running the crown plug 10, there is no initial interference, so the crown plug 10 is protected and its extraction can be carried out directly by simple pulling.

Заглушку 10 коронки приводят в действие с помощью системы сжатия POS-GRIP, примеры которой показаны на фиг. 2-4. При активации системы сжатия POS-GRIP наружный элемент 30 упруго отклоняется по направлению к заглушке 10 коронки. При этом между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30 создается контактное давление. Заглушка 10 коронки имеет сплошной профиль уплотнения типа «металл-металл» по наружному диаметру заглушки 10 коронки.The crown plug 10 is actuated by means of a POS-GRIP compression system, examples of which are shown in Figs. 2-4. When the POS-GRIP compression system is activated, the outer element 30 is elastically deflected toward the crown plug 10. In this case, contact pressure is created between the crown plug 10 and the outer element 30. The crown plug 10 has a continuous metal-to-metal sealing profile along the outer diameter of the crown plug 10.

Контактное давление, обеспечиваемое системой сжатия, задействует уплотнение типа «металл-металл» и обеспечивает поддержание нагрузки за счет трения и/или прочности на сдвиг радиальных выпуклостей 22 и/или захватных зубцов 42 на захватываемой поверхности 14. Система POS-GRIP является полностью упругой. Соответственно, все компоненты работают в пределах диапазона упругости и когда систему сжатия высвобождают, сквозной канал наружного элемента 30 возвращается в исходное состояние. Таким образом, после высвобождения системы сжатия между заглушкой 10 коронки и наружным элементом 30 нет никаких помех.The contact pressure provided by the compression system operates the metal-to-metal seal and maintains the load by friction and/or shear strength of the radial protrusions 22 and/or gripping teeth 42 on the gripping surface 14. The POS-GRIP system is fully elastic. Accordingly, all components operate within the elastic range and when the compression system is released, the through-channel of the outer element 30 returns to its original state. Thus, after the release of the compression system, there are no obstacles between the crown plug 10 and the outer element 30.

Выпуклости 22 и зубцы 42 могут быть образованы по наружному диаметру заглушки 30 коронки для обеспечения большей осевой нагрузочной способности. Эластомерные уплотнения 20 также могут обеспечивать опору для уплотнения типа «металл-металл».The protrusions 22 and the teeth 42 may be formed along the outer diameter of the crown plug 30 to provide greater axial load capacity. The elastomeric seals 20 may also provide support for a metal-to-metal seal.

Выступающий буртик 34 может быть образован в сквозном канале наружного элемента 30 для обеспечения возможности точной посадки заглушки 10 коронки в оптимальном положении относительно системы 50 сжатия POS-GRIP.A protruding flange 34 can be formed in the through channel of the outer element 30 to ensure the possibility of precise seating of the crown plug 10 in an optimal position relative to the POS-GRIP compression system 50.

Как показано на фиг. 2-4, для задействования заглушки 10 коронки могут быть использованы различные возможные конфигурации системы сжатия POS-GRIP. Во всех трех конфигурациях коническая поверхность сопряжения между твердым компрессионным кольцом 52 и корпусом с соответствующей конусностью используется для обеспечения радиального (вовнутрь) смещения для приведения в действие заглушки 10 коронки. Это достигается, когда компрессионное кольцо 52 смещено в осевом направлении, в результате чего создается радиальная нагрузка на корпусах внутри компрессионного кольца 52. Осевое смещение компрессионного кольца 52 предпочтительно достигается с помощью цельных поршней 60 или штифтовых крепежных элементов, но может достигаться с помощью других средств.As shown in Fig. 2-4, various possible configurations of the POS-GRIP compression system can be used to activate the crown plug 10. In all three configurations, a conical mating surface between a solid compression ring 52 and a housing with a corresponding taper is used to provide a radial (inward) bias for actuating the crown plug 10. This is achieved when the compression ring 52 is biased in the axial direction, resulting in a radial load on the housings inside the compression ring 52. The axial bias of the compression ring 52 is preferably achieved using solid pistons 60 or pin fasteners, but can be achieved by other means.

Профиль инструмента для спуска/извлечения выполнен за одно целое с заглушкой 10 коронки и может быть выполнен с возможностью обеспечения соответствия любому типу инструмента. Два возможных варианта представлены на фиг. 2 и фиг. 4. На фиг. 1 и фиг. 2 элемент 16 для прикрепления выступает вверх с горловинной частью 17 и головной частью 18. Однако элемент для прикрепления, показанный на фиг. 3 и фиг. 4, содержит углубление 90 для прикрепления, в которое может выступать часть инструмента для спуска и, таким образом, обеспечивать зацепление заглушки 10 коронки. В этом углублении 90 может быть образована канавка 92 для зацепления внутри цилиндрического углубления. Опять же, это позволяет исключить использование каких-либо подвижных/шарнирных частей на заглушке 10 коронки.The profile of the running/retrieving tool is formed in one piece with the crown plug 10 and can be designed to accommodate any type of tool. Two possible embodiments are shown in Fig. 2 and Fig. 4. In Fig. 1 and Fig. 2, the attachment element 16 projects upwardly with a neck portion 17 and a head portion 18. However, the attachment element shown in Fig. 3 and Fig. 4 comprises a recess 90 for attachment, into which a part of the running tool can project and thus ensure engagement of the crown plug 10. In this recess 90, a groove 92 for engagement can be formed inside the cylindrical recess. Again, this makes it possible to exclude the use of any movable/hinge parts on the crown plug 10.

На фиг. 2 показана система сжатия POS-GRIP с одним компрессионным кольцом, в которой конусы выполнены за одно целое с компрессионным кольцом 52 и наружным элементом 30. Средства для смещения в осевом направлении компрессионного кольца 52 показаны в виде цельных поршней 60 с гидравлическим приводом. Однако это может быть достигнуто и с помощью других средств. Система сжатия POS-GRIP обеспечивает энергию, необходимую для сжатия наружного элемента 30 для задействования заглушки 10 коронки.Fig. 2 shows a POS-GRIP compression system with one compression ring, in which the cones are formed in one piece with the compression ring 52 and the outer element 30. The means for axially displacing the compression ring 52 are shown in the form of integral pistons 60 with a hydraulic drive. However, this can also be achieved by other means. The POS-GRIP compression system provides the energy necessary to compress the outer element 30 to engage the plug 10 of the crown.

Верхнее противодействующее кольцо 54 используется для предотвращения отскока компрессионного кольца 52 после сброса гидравлического давления. Однако компрессионное кольцо 52 может удерживаться и с помощью других средств.The upper counter ring 54 is used to prevent the compression ring 52 from bouncing back after the hydraulic pressure has been released. However, the compression ring 52 may also be retained by other means.

Закругленные гребни (радиальные выпуклости) 22, показанные на фиг. 2, расположены на верхнем участке уплотняющей поверхности 14. Расположенные под углом гребни (захватные зубцы) 42 расположены на нижнем участке уплотняющей поверхности 14.The rounded ridges (radial protrusions) 22 shown in Fig. 2 are located on the upper section of the sealing surface 14. The angled ridges (gripping teeth) 42 are located on the lower section of the sealing surface 14.

На фиг. 3 показана система сжатия POS-GRIP с одним компрессионным кольцом, в которой коническая поверхность сопряжения на компрессионном кольце 70 плотно прилегает к соответствующей конусной поверхности на разъемной муфте 72, расположенной между компрессионным кольцом 70 и наружным элементом 30. Когда компрессионное кольцо 70 смещают в осевом направлении, разъемная муфта 72 смещается вовнутрь, создавая радиальную нагрузку на наружный элемент 30, который задействует заглушку 10 коронки.Fig. 3 shows a POS-GRIP compression system with a single compression ring, in which a conical mating surface on the compression ring 70 fits tightly against a corresponding conical surface on a split sleeve 72 located between the compression ring 70 and the outer member 30. When the compression ring 70 is displaced in the axial direction, the split sleeve 72 is displaced inwardly, creating a radial load on the outer member 30, which engages the crown plug 10.

Средства для смещения в осевом направлении компрессионного кольца 70 показаны в виде штифтовых крепежных элементов 74, которые могут вкручены с помощью гидравлических натяжителей или динамометрического инструмента. Однако это может быть достигнуто и с помощью других средств. В случае использования штифтовых крепежных элементов 74 для предотвращения отскока компрессионного кольца, как правило, используют гайки 76, как показано на чертеже. Как упоминалось выше, в этом варианте осуществления используют верхний (посадочный/указательный) буртик 35 и указательную/выравнивающую поверхность 27.The means for axially displacing the compression ring 70 are shown in the form of pin fasteners 74, which can be screwed in using hydraulic tensioners or a torque tool. However, this can also be achieved using other means. In the case of using pin fasteners 74, nuts 76 are typically used to prevent the compression ring from bouncing back, as shown in the drawing. As mentioned above, in this embodiment, an upper (seating/indicating) flange 35 and an indicating/aligning surface 27 are used.

Отдельные закругленные гребни (радиальные выпуклости) 22, показанные на фиг. 3, расположены непосредственно рядом с уплотняющими элементами 20 и предпочтительно в самом верхнем и самом нижнем положениях на уплотняющей поверхности 14. Расположенные под углом гребни (захватные зубцы) 42 расположены между закругленными гребнями 22 уплотняющей поверхности 14.The individual rounded ridges (radial protrusions) 22 shown in Fig. 3 are located directly next to the sealing elements 20 and preferably in the uppermost and lowermost positions on the sealing surface 14. The angled ridges (gripping teeth) 42 are located between the rounded ridges 22 of the sealing surface 14.

На фиг. 4 показана система сжатия POS-GRIP с двойным компрессионным кольцом, в которой два компрессионных кольца 80, 82 плотно прилегают к соответствующим конусным поверхностям на разъемной муфте 84, расположенной между компрессионными кольцами 80, 82 и наружным элементом 30. Средства для смещения компрессионного кольца в осевом направлении могут быть обеспечены с помощью гидравлических натяжителей, динамометрического инструмента или других средств. Как упоминалось выше, в этом варианте осуществления используют верхний (посадочный/указательный) буртик 35 и указательную/выравнивающую поверхность 27.Fig. 4 shows a POS-GRIP compression system with a double compression ring, in which two compression rings 80, 82 fit tightly against corresponding conical surfaces on a split sleeve 84 located between the compression rings 80, 82 and the outer member 30. The means for displacing the compression ring in the axial direction can be provided by hydraulic tensioners, a torque tool or other means. As mentioned above, in this embodiment, an upper (seating/indicating) flange 35 and an indicating/aligning surface 27 are used.

В настоящем изобретении используется зажимная конструкция 50 для упругого отклонения наружного элемента 30 с целью фиксации и активации уплотнений на заглушке 10 коронки. В основном варианте применения настоящего изобретения наружный элемент 30 представляет собой корпусную часть фонтанного устьевого оборудования, колпак фонтанного устьевого оборудования или корпусную часть подвески насосно-компрессорной трубы.The present invention uses a clamping structure 50 for elastically deflecting the outer element 30 for the purpose of fixing and activating the seals on the crown plug 10. In the main embodiment of the present invention, the outer element 30 is a body part of a wellhead equipment, a cap of a wellhead equipment or a body part of a tubing hanger.

Заглушка 10 коронки имеет такие же функциональные возможности, что и обычные заглушки, но содержит более надежное средство для ее установки и высвобождения, а также высококачественное уплотнение типа «металл-металл». В отличие от известных заглушек, для установки и высвобождения заглушки 10 коронки не требуется приложение давления или выбивание прихваченной коронки с применением тросовой проволоки. Заглушка 10 коронки представляет собой однокомпонентную конструкцию, в которой устранено сложное взаимодействие подвижных частей внутри ствола скважины, которое может приводить к возникновению проблем при установке или извлечении. Таким образом, для выполнения установки не требуются какие-либо фиксаторы или стопоры. Компоненты, используемые для установки или извлечения заглушки 10 коронки, являются наружными, т.е. все подвижные части, используемые для установки, доступны и ремонтопригодны.The plug 10 of the crown has the same functionality as conventional plugs, but contains a more reliable means for its installation and release, as well as a high-quality metal-to-metal seal. Unlike known plugs, the installation and release of the plug 10 of the crown does not require applying pressure or knocking out the stuck crown using a cable wire. The plug 10 of the crown is a one-piece design, which eliminates the complex interaction of moving parts inside the wellbore, which can lead to problems during installation or extraction. Thus, no locks or stoppers are required to perform the installation. The components used to install or extract the plug 10 of the crown are external, i.e. all moving parts used for installation are accessible and repairable.

Множество экземпляров этой конструкции можно использовать последовательно (верхняя и нижняя заглушки коронки), с тем чтобы обеспечить множество барьеров в стволе скважины.Multiple instances of this design can be used in series (upper and lower bit plugs) to provide multiple barriers in the wellbore.

В целом, настоящее изобретение относится к применению технологии POS-GRIP для задействования заглушки 10 коронки с целью обеспечения поддержания нагрузки и уплотнения внутри наружного элемента 30, такого как подвеска насосно-компрессорной трубы или фонтанное устьевое оборудование. Цельная твердая заглушка коронки повышает надежность установки и высвобождения. Настоящее изобретение обеспечивает высокую способность к фиксации, достигаемой с помощью технологии POS-GRIP. Кроме того, настоящее изобретение содержит высококачественное основное уплотнение типа «металл-металл». Кроме того, эластомерные уплотнения 20 обеспечивают опору для основного уплотнения типа «металл-металл».In general, the present invention relates to the use of POS-GRIP technology for engaging a crown plug 10 to provide load support and sealing within an external element 30, such as a tubing hanger or a wellhead. The solid crown plug increases the reliability of installation and release. The present invention provides the high locking ability achieved by POS-GRIP technology. In addition, the present invention includes a high-quality primary seal of the "metal-to-metal" type. In addition, the elastomer seals 20 provide support for the primary seal of the "metal-to-metal" type.

Claims

1. A system for securing a crown plug, comprising an outer channel element, a crown plug, and a securing means designed to secure the crown plug within said outer element,

wherein said means for securing comprises a clamping structure that is activated to obtain one of the first configuration and the second configuration, wherein

in a first configuration, the clamping element is in an unclamped configuration and allows the crown plug to be moved axially within the outer element to an axial position that is aligned with the clamping element of the clamping structure, and

in a second configuration, the clamping structure exerts a radial force on the outer member sufficient to deform the outer member inward to grip the crown plug and secure it in an axial position within the channel, wherein the crown plug comprises a non-detachable component comprising a single component, and wherein when moving from an unclamped position to a clamped position, only positioning the crown plug in the clamped position is required without the need to perform any manipulations with any fastening elements located on the crown plug, wherein the crown plug is configured to be secured in place solely by means of the clamping structure, and the crown plug is configured to be secured in place solely by moving elements located outside the outer member, wherein the crown plug comprises a main body configured to create a barrier across the outer member, and wherein the main body comprises a solid body, and the solid body provides a plug that fills the outer member within a sealing zone, and wherein the sealing zone extends along the axial length of the outer element.

2. A system for securing a crown plug according to claim 1, wherein the crown plug and the outer element in the second configuration create a metal-to-metal seal.

3. A system for securing a crown plug according to claim 2, wherein the crown plug and the outer element in the second configuration create a metal-to-metal seal that extends completely in the circumferential direction.

4. A system for securing a crown plug according to any preceding claim, wherein the crown plug comprises an outer sealing surface comprising a metal sealing surface and an elastomeric seal.

5. A system for securing a crown plug according to any preceding claim, wherein the crown plug comprises an outer sealing surface comprising a profiled sealing surface,

wherein the profiled sealing surface comprises a series of fully circumferentially extending rounded ridges extending around the outer sealing surface, and

whereby adjacent rounded ridges are separated by depressions extending completely in the circumferential direction.

6. A system for securing a crown plug according to claim 5, wherein the outer sealing surface comprises an upper array of rounded ridges and a lower array of rounded ridges,

wherein the upper array of rounded ridges is located on the upper part of the crown plug and above the sealing element, and the lower array of rounded ridges is located on the lower part of the crown plug and below the sealing element.

7. A system for securing a crown plug according to claim 5 or 6, wherein the profiled sealing surface comprises a second row of axially spaced ridges comprising a number of fully circumferentially extending angled ridges extending around the outer sealing surface, and wherein adjacent angled ridges are separated by fully circumferentially extending recesses.

8. A system for securing a crown plug according to any preceding claim, wherein the outer member comprises an indexing bead that is positioned so that, in use, it interacts with an indexing surface on the crown plug for the purpose of aligning the crown plug relative to the clamping structure.

9. A system for securing a crown plug according to claim 8, wherein the index surface of the crown plug is formed by a lower annular surface that is formed around the lower outer edge of the crown plug.

10. A system for securing a crown plug according to any preceding claim, wherein the outer sealing surface of the crown plug has a conical shape, and wherein the conical outer sealing surface of the crown plug is configured to interact with a corresponding conical section of the outer element.

11. A system for securing a crown plug according to any preceding claim, wherein the crown plug comprises a member for securing an instrument.

12. A system for securing a crown plug according to claim 11, wherein the element for attaching the tool is located on the upper surface of the crown plug.

13. A system for securing a crown plug according to claim 12, wherein the element for attaching the tool comprises a projection extending upward from the upper surface of the main body of the crown plug.

14. A system for securing a crown plug according to claim 12, wherein the element for securing the tool comprises a recess extending inwardly into the crown plug.

15. A system for securing a crown plug according to any preceding claim, in which in the first position the outer sealing surface of the crown plug is designed with the possibility of its placement in a longitudinal position, in which the outer sealing surface is designed with the possibility of movement relative to the inner surface formed on the outer element, to ensure the possibility of movement of the crown plug inside the outer element.

16. A system for securing a crown plug according to any preceding claim, wherein the clamping structure comprises a sleeve with an external conical surface,

wherein the structure may also include an annular component with an internal conical surface, the coupling and the annular component are configured to be relatively movable in the axial direction between a first position in which the conical surface of the annular component does not apply a radial force to the coupling, and a second position in which the conical surface of the annular component applies a radial force sufficient to deform the coupling inwardly to engage the crown plug.

17. A wellhead that includes a securing system configured to secure a bit plug within the wellhead, wherein the securing system is configured in accordance with any one of paragraphs 1-16.

18. A method for securing a crown plug within a wellhead equipment, comprising activating a means for securing in order to secure the crown plug within an outer element of a channel,

wherein the means for fastening comprises a clamping structure, and

the method includes activating the clamping structure to obtain one of the first configuration and the second configuration, wherein

in the second configuration, the clamping structure exerts a radial force on the outer member sufficient to deform the outer member inward to grip the crown plug and secure it in an axial position within the canal, and

wherein the crown plug comprises a non-detachable component comprising a single component, and wherein when moving from the unclamped position to the clamped position, only positioning the crown plug in the clamped position is required without the need to perform any manipulations with any fastening elements located on the crown plug, wherein the crown plug is configured to be secured in place solely by means of a clamping structure, and the crown plug is configured to be secured in place solely by moving elements located outside the outer element, wherein the crown plug comprises a main body configured to create a barrier across the outer element, and wherein the main body comprises a solid body, and the solid body provides a plug that fills the outer element within a sealing zone, and wherein the sealing zone extends along the axial length of the outer element.