ПРОТЕКТОЛАЙЗЕР КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ Российский патент 2014 года по МПК E21B17/10 

Изобретение относится к области добычи нефти и газа, и может быть использовано для предохранения колонны насосно-компрессорных труб от изнашивания в процессе эксплуатации, а также для крепления силового кабеля к колонне насосно-компрессорных труб и его защите при спускоподъемных операциях.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является патент RU №2107145 от 20.03.1998 «Протектор для обсадной колонны». В патенте описано устройство, на корпусе которого выполнены углубления в виде продольных пазов (например, четырех), расположенных по периметру окружности корпуса и направленных вдоль его оси с возможностью размещения в них изнашиваемых (заменяемых) элементов. При этом как в корпусе, так и в изнашиваемых элементах предусмотрены симметричные канавки в направлении периметра окружности корпуса с возможностью размещения в них напряженных колец. Кроме того, наружная поверхность изнашиваемых (заменяемых) элементов выполнена по радиусу, соответствующему радиусу обсадной колонны, при этом изнашиваемые (заменяемые) элементы выполнены из антифрикционного материала (например, текстолит, бронза, полиуретан и т.п.).

Таким образом, углубления в корпусе, необходимые для размещения заменяемых изнашивающих элементов, выполнены в виде продольных пазов и расположены по окружности корпуса. Изнашиваемые элементы закреплены предварительно напряженными кольцами, уложенными в канавках изнашиваемых элементов и корпуса. Наружная поверхность изнашиваемых элементов имеет кривизну, радиус которой соответствует радиусу обсадной колонны.

Основными недостатками известного устройства являются сложность при проведении операции по замене изнашиваемых элементов, а также невозможности компенсирования вибраций скважинного оборудования при насосной добычи нефти.

Задачей изобретения является создание устройства, которое предохраняет внешнюю поверхность колонны насосно-компрессорных труб и силовой кабель от ударов об внутреннюю поверхность обсадной трубы, и снижает вибрации и колебания, создаваемые скважинным оборудованием при его работе.

Техническим результатом, получаемым при использовании предлагаемого изобретения, является защита от механического взаимодействия колонны насосно-компрессорных труб и обсадной трубы при спускоподъемных операциях и защита силового кабеля от внешних повреждений, а также снижение вибрации колонны насосно-компрессорных труб, возникающих при работе скважинного оборудования.

Поставленная задача решается тем, что протектолайзер колонны насосно-компрессорных труб выполнен в виде двух кольцевых секторов. Указанные кольцевые сектора с одной стороны имеют шарнирное соединение, а с другой стороны имеют разъемное соединение. С внутренней стороны первого кольцевого сектора выполнен сквозной паз для силового кабеля. С наружной стороны первого кольцевого сектора выполнена, по меньшей мере, одна прорезь, перпендикулярная сквозному пазу для силового кабеля, в которой установлена прижимная планка для фиксации силового кабеля. При этом, по меньшей мере, на одном кольцевом секторе, установлены, по меньшей мере, два узла демпфирования, выполненные в виде выемки на внешней поверхности кольцевого сектора, в которой установлен стержень с загнутыми концами для крепления в выемке. Свободное пространство выемки заполнено упругим материалом. Причем часть поверхности стержня выступает над наружной поверхностью кольцевого сектора.

В частном случае на внутренней поверхности второго кольцевого сектора выполнен дополнительный сквозной паз.

В частном случае в качестве упругого материала в узле демпфирования использован каучук.

В частном случае сечение стержня узла демпфирования выполнено круглым.

В частном случае сечение стержня узла демпфирования выполнено в прямоугольным.

В дальнейшем изобретение иллюстрируется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых изображено:

на фиг.1 - вид спереди протектолайзера с местным разрезом;

на фиг.2 - вид спереди варианта исполнения протектолайзера с местным разрезом;

на фиг.3 - представлен вид сбоку протектолайзера в сборе на насосно-компрессорной трубе;

на фиг.4 - вид спереди варианта исполнения первого кольцевого сектора;

на фиг.5 - узел демпфирования в разрезе, повернуто.

Протектолайзер колонны насосно-компрессорных труб, как это изображено на фиг.1 и фиг.2, включает в себя первый кольцевой сектор 1 и второй кольцевой сектор 2, соединяемые посредством разъемного соединения 3 и цилиндрического шарнира 4. Первый кольцевой сектор 1 и второй кольцевой сектор 2 устанавливаются на насосно-компрессорной трубе 5 (см. фиг.3). Силовой кабель 6 проходит через сквозной паз 7. Прорезь 8 (см. фиг.3), расположена на внешней поверхности первого кольцевого сектора 1 и выполнена перпендикулярно сквозному пазу 7. Прорезь 8 предназначена для установки прижимной планки 9 и фиксации силового кабеля 6 посредством болтов 10.

В вариантах исполнения протектолайзера, приведенной на фиг.2, во втором кольцевом секторе 2 выполнен дополнительный сквозной паз 11. В этом варианте дополнительный сквозной паз 11 может быть использован для прокладки или дополнительного кабеля, или трубки для подачи ингибитора (на фигурах не показаны). Также дополнительный сквозной паз 11 предотвращает эффект «поршенирования», возникающий вследствие взаимодействия колонны насосно-компрессорных труб со скважинной жидкостью в процессе спускоподъемных работ.

На фиг.4 показан вариант выполнения первого кольцевого сектора 1 с установленными на нем узлами 12 демпфирования. Узел 12 демпфирования, как это показано на фиг.5, выполнен в виде выемки 13 на внешней поверхности первого кольцевого сектора 1. В выемке 13 установлен стержень 14 с загнутыми концами для крепления в выемке 13. Свободное пространство выемки 13 заполнено упругим материалом 15. При этом часть поверхности стержня 14 выступает над наружной поверхностью первого кольцевого сектора 1. Аналогично узел 12 демпфирования может быть выполнен и на втором кольцевом секторе 2.

Предлагаемое изобретение работает следующим образом.

Для установки заявляемого протектолайзера на колонну насосно-компрессорных труб выкручивают крепежные элементы, в приведенном примере это болты 16, разъемных соединений 3 из первого кольцевого сектора 1. Ослабляют болты 10, крепящие прижимную планку 9.

В сквозной паз 7 заводят силовой кабель 6. Первый кольцевой сектор 1 прижимают к поверхности насосно-компрессорной трубы 5. После чего, вторым кольцевым сектором 2 обжимают поверхность насосно-компрессорной трубы 5 и затягивают болты 16 разъемного соединения 3. Силовой кабель 6 плотно прижимают к поверхности трубы 5 путем перемещения прижимной планки 9, что производят затягивая болты 10.

В случае использования дополнительного сквозного паза 11 в него вводят, по необходимости, или дополнительный кабель, или трубку для подачи ингибитора. В этом случае фиксация дополнительного кабеля, или трубки для подачи ингибитора осуществляется дном дополнительного сквозного паза 11.

Предлагаемый в изобретении протектолайзер колонны насосно-компрессорных труб предназначен для установки на насосно-компрессорных трубах, проходящих максимальные углы кривизны скважины. Использование изобретения позволяет защитить от механического воздействия на внешнюю поверхность колонны насосно-компрессорных труб и силовой кабель внутренней поверхности обсадной трубы при спускоподъемных операциях, и закрепить силовой кабель на насосно-компрессорной трубе. Также применение в изобретении узла демпфирования позволяет снизить вредные воздействия вибраций и колебаний, передающихся от работающего скважинного оборудования по колонне насосно-компрессорных труб.

Изобретение относится к области добычи нефти и газа. Протектолайзер колонны насосно-компрессорных труб включает в себя первый кольцевой сектор и второй кольцевой сектор. Сектора соединяются посредством разъемного соединения и цилиндрического шарнира на насосно-компрессорной трубе. Силовой кабель проходит через сквозной паз. Прорезь, расположенная на внешней поверхности первого кольцевого сектора, предназначена для установки прижимной планки посредством, например, болтов. Во втором кольцевом секторе выполнен дополнительный паз для прокладки или дополнительного кабеля, или трубки для подачи ингибитора. Узел демпфирования выполнен в виде выемки на внешней поверхности кольцевого сектора. В выемке установлен стержень с загнутыми концами для крепления в выемке. Свободное пространство выемки заполнено упругим материалом. При этом часть поверхности удлиненного элемента выступает над наружной поверхностью первого кольцевого сектора или второго кольцевого сектора. Технический результат заключается в защите от механического воздействия внешней поверхности колонны насосно-компрессорных труб. Также для крепления силового кабеля к колонне насосно-компрессорных труб и его защиты при спускоподъемных операциях. Применение узла демпфирования позволяет снизить воздействия вибраций и колебаний, передающихся от работающего скважинного оборудования. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Протектолайзер колонны насосно-компрессорных труб, выполненный в виде двух кольцевых секторов, отличающийся тем, что указанные кольцевые сектора с одной стороны имеют шарнирное соединение, а с другой стороны имеют разъемное соединение, с внутренней стороны первого кольцевого сектора выполнен сквозной паз для силового кабеля, а с наружной стороны выполнена, по меньшей мере, одна прорезь, перпендикулярная пазу для силового кабеля, в которой установлена прижимная планка для фиксации силового кабеля, при этом, по меньшей мере, на одном кольцевом секторе установлены, по меньшей мере, два узла демпфирования, выполненные в виде выемки на внешней поверхности кольцевого сектора, в которой установлен стержень с загнутыми концами для крепления в выемке, а свободное пространство выемки заполнено упругим материалом, при этом часть поверхности стержня выступает над наружной поверхностью кольцевого сектора.

2. Протектолайзер по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности второго кольцевого сектора выполнен дополнительный сквозной паз.

3. Протектолайзер по п.1, отличающийся тем, что в качестве упругого материала в узле демпфирования использован каучук.

4. Протектолайзер по п.1, отличающийся тем, что сечение стержня узла демпфирования выполнено круглым.

5. Протектолайзер по п.1, отличающийся тем, что сечение стержня узла демпфирования выполнено прямоугольным.