ИЗОЛИРУЮЩИЙ ПЕРЕХОДНИК Российский патент 1999 года по МПК E21B17/02 E21B47/01 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к оборудованию для электроконтактного подогрева нефти в скважине, и может быть использовано в устройствах для оснащения нефтяных скважин при добыче нефти.

Известна конструкция изолирующего переходника установки "Паратрол", фирмы США [I], в которой устройство, называемое "E -Sub", является изолирующим переходником и служит для изолирования устья скважины и установочного патрубка от остальной части НКТ.

Переходник содержит два металлических наконечника с резьбовыми присоединительными элементами, соединенных между собой на определенном расстоянии с помощью стеклопластиковой трубы в единую целую конструкцию.

Благодаря стеклопластиковой трубе такая конструкция позволяет получить при помощи одной детали - трубы расположенные на определенном расстоянии электрически изолированные наконечники и элемент, подвергающийся воздействию рабочей нагрузки на растяжение.

Недостатком известной конструкции является то, что при повреждении стеклопластиковой трубы, вызванном неосторожной установкой переходника на скважину или во время эксплуатации, а также при наличии скрытых дефектов в стеклопластике возможно снижение механической прочности, приводящее к разрыву переходника при эксплуатации под действием веса колонны труб, их падение в скважину с последующим дорогостоящим извлечением на поверхность.

Кроме этого, прочность такой конструкции сильно зависит от применяемых материалов, технологии изготовления и конструкция является ремонтопригодной.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является конструкция электрически изолированного переходника для электротермошарошечной проходки скважин в горных породах, содержащих два наконечника с резьбовыми присоединительными элементами [2].

Конические части наконечников образуют коническую полость, в которой установлена изолирующая прокладка.

Однако при приложении рабочего усилия нагрузка распределяется на изолирующую коническую прокладку, которая может разрушиться.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности переходника при сохранении его изолирующих возможностей.

Технический результат достигается тем, что известный изолирующий переходник, содержащий два наконечника с резьбовыми присоединительными элементами и изолирующую прокладку, снабжен изолирующим элементом, выполненным в виде изоляционного блока, состоящего из чередующихся между собой изолирующих прокладок, например из тонкой пленки, и металлических электрически изолированных от наконечников шайб и изолятора, выполненного, например, в виде трубы, залитой быстротвердеющим материалом и расположенного на внутренней поверхности переходника, при этом изоляционный блок упирается одной стороной на выполненный на одном из наконечников уступ, а другой стороной взаимодействует чрез промежуточные элементы, например резьбовую втулку и трубу, с другим наконечником, причем оба наконечника выполнены с коническими поверхностями, вдоль образующих которых выполнены плавные выемки, образующие вместе с конической поверхностью коническую полость, в которой размещена изолирующая прокладка, выполненная, например, из быстротвердеющего армированного материала.

Сущность изобретения заключается в том, что выполнение изолирующего элемента в виде изоляционного блока, содержащего чередующиеся между собой изолирующие прокладки и металлические шайбы с выполнением на одном из наконечников уступа, взаимодействующего через изоляционный блок, резьбовую втулку и трубку с другим наконечником, и изолятора, обеспечивающего изоляцию наконечников на определенном расстоянии друг от друга, выполненного, например, в виде трубы, залитой быстротвердеющим материалом, позволяет при больших нагрузках на растяжение выполнить изолирующий элемент из изоляционного блока, нагруженного только сжимающей нагрузкой, и изолятора, не подвергающегося действию нагрузки, что повышает надежность изоляционного элемента, а выполнение наконечников с коническими поверхностями, в которых расположены плавные выемки, обеспечивает более надежное сцепление изолирующей прокладки с коническими поверхностями наконечников.

На прилагаемых чертежах представлен предлагаемый изолирующий переходник: на фиг. 1 - общий вид переходника, на фиг. 2 - изоляционный блок, на фиг. 3 - разрез А-А, где приведены следующие обозначения:
1 - наконечник, соединяющий переходник с устьем скважины;
2 - уступ на наконечнике 1
3 - изоляционный блок
4 - резьбовая втулка
5 - труба
6 - наконечник, соединяющий переходник с колонной насосных труб
7 - изолирующие прокладки
8 - металлические шайбы
9 - изолированная поверхность
10 - конусная поверхность наконечника 6
11 - выемки на конусной поверхности 10
12 - конусная поверхность наконечника 1
13 - выемки на конусной поверхности 12
14 - изоляционная прокладка
15 - изолятор.

Переходник содержит наконечник 1, на котором выполнен уступ 2, взаимодействующий через изоляционный блок 3 с резьбовой втулкой 4, соединенный через трубу 5 с наконечником 6. Изоляционный блок 3 состоит из изолирующих прокладок 7 и металлических шайб 8, изолированных от наконечника 1 поверхностью 9. Конусная поверхность 10 наконечника 6 с выполненными на ней плавными выемками 11 и конусная поверхность 12 наконечника 1 с выполненными на ней плавными выемками 13 образуют коническую полость, заполненную изолирующей прокладкой 14, выполненной, например, из быстротвердеющего армированного материала.

Изолятор 15 расположен на внутренней поверхности переходника, например в его углублении, равном толщине изолятора, и залит быстротвердеющим армированным материалом, включая и возможные образовавшиеся полости.

Переходник работает следующим образом. Наконечник 1 крепится к устью скважины, а к наконечнику 6 навинчивается колонна труб, уходящая вниз на глубину. Электрический ток от прикрепленной к резьбовой втулке 4 кабеля через трубку 5 и наконечник 6 проходит по колонне насосных труб и на определенной глубине замыкается при помощи устройства - контактора на обсадную колонну, соединенную со вторым полюсом источника тока.

Осевое усилие от веса колонны труб, достигающее величины 30-40 тс, прилагается к переходнику через наконечник 1 и 6. Распределение растягивающей нагрузки происходит от наконечника 6 через трубу 5 и резьбовую втулку 4 на изоляционный блок 3 и далее через уступ 2 на наконечник 1.

Таким образом, находящиеся в изоляционном блоке 3 изолирующие прокладки и металлические шайбы испытывают нагрузку на сжатие и могут быть выбраны в любом количестве, обеспечивающем защиту от замыкания и электрического пробоя изоляции при нагрузке.

Изолятор 15, находящийся на внутренней поверхности переходника, обеспечивает изоляционный промежуток между наконечниками 1 и 6, необходимый для устранения протекания тока между наконечниками по раствору, находящемуся внутри переходника. Выемки 11 и 13 на конических поверхностях наконечников 1 и 6 с заходящей в них изолирующей прокладкой 14 препятствуют провороту наконечников относительно друг друга, а следовательно, и отрыву изолирующей прокладки от конусных поверхностей 11 и 12 наконечников 1 и 6.

Таким образом, в предлагаемой конструкции осевое растягивающее усилие воспринимается изоляционным блоком с изолирующими прокладками и шайбами, испытывающими нагрузку на сжатие, а необходимый изоляционный зазор выполняет изолятор в виде изоляционной трубы, не испытывающей никаких нагрузок, что позволяет увеличить надежность конструкции, исключить возможные непрогнозируемые разрывы и обеспечивает ремонтопригодность переходника.

Проведены опытные испытания, которые дали положительный результат и подтвердили работоспособность заявляемого решения.

Источники информации:
1. "Paratrol" 18 TU, Production Technologies Jnternational, Jn
2. А.с. N 962579, кл. E 21 B 17/02, E 21 C 37/18, БИ N 36, 1982.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а именно к оборудованию для электроконтактного подогрева нефти в скважине, и может быть использовано в устройствах для оснащения нефтяных скважин при добыче нефти. Техническим результатом изобретения является повышение надежности переходника при сохранении его изолирующих возможностей. Для этого в известном изолирующем переходнике, содержащем два наконечника с резьбовыми присоединительными элементами и изолирующий элемент, последний выполнен в виде изоляционного блока. Изоляционный блок выполнен из чередующихся между собой изолирующих прокладок, например из тонкой пленки, и металлических электрически изолированных от наконечников шайб и изолятора. Одной стороной изоляционный блок упирается на уступ, выполненный на одном из наконечников, а другой взаимодействует через промежуточные элементы, например резьбовую втулку и трубу, с другим наконечником. Оба наконечника выполнены с коническими поверхностями. Вдоль их образующих выполнены плавные выемки, образующие вместе с конической поверхностью полость для заполнения изолирующей прокладкой, например, из быстротвердеющего армированного материала. На внутренней поверхности переходника расположен изолятор, выполненный в виде трубы, залитой быстротвердеющим материалом. 3 ил.

Изолирующий переходник, содержащий два наконечника с резьбовыми присоединительными элементами и изолирующую прокладку, отличающийся тем, что он снабжен изолирующим элементом, выполненным в виде изоляционного блока, состоящего из чередующихся между собой изолирующих прокладок, например, из тонкой пленки и металлических электрически изолированных от наконечников шайб, и изолятора, выполненного, например, в виде трубы, залитой быстротвердеющим материалом, и расположенного на внутренней поверхности переходника, при этом изоляционной блок упирается одной стороной на выполненный на одном из наконечников уступ, а другой стороной взаимодействует через промежуточные элементы, например резьбовую втулку и трубу, с другим наконечником, причем оба наконечника выполнены с коническими поверхностями, вдоль образующих которых выполнены плавные выемки, образующие вместе с конической поверхностью коническую полость, в которой размещена изолирующая прокладка, выполненная, например, из быстротвердеющего армированного материала.