КОРПУС ТРУБОПРОВОДА, СОДЕРЖАЩИЙ МЕТКУ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ Российский патент 2020 года по МПК E21B17/00 G06K19/06 

Настоящее изобретение относится к трубопроводу или трубной конструкции для использования в нефтяной или газовой среде, причем указанный трубопровод в целях идентификации содержит метку радиочастотной идентификации (RFID).

При буровых работах, например, обычных в нефтедобыче, используется относительно большое число труб, причем эти трубы свинчиваются друг с другом в бурильную колонну. Бурильная колонна может также содержать другое оборудование, например, контрольные и клапанные секции. Скважина такого типа обычно крепится обсадными трубами для защиты ствола.

Для того чтобы отслеживать множество деталей оборудования и их состояние, было признано полезным контролировать продолжительность эксплуатации и напряжения в отдельных трубах и связанном с ними оборудовании, а также следить за количеством труб и местонахождением каждой из труб в бурильной колонне.

Известен способ размещения на трубе или оборудовании электронной идентификационной метки, которая считывается вручную с помощью соответствующего оборудования при введении трубы в скважину и при ее вытягивании из скважины. В патенте US 5142128 раскрыто устройство для идентификации оборудования, связанного с добычей нефти, которое также предназначено для отслеживания времени эксплуатации оборудования. В этом документе раскрыто ручное считывающее устройство для идентификационной метки.

Такого типа электронные идентификационные метки устанавливаются на наружной стороне труб рядом со средствами соединения труб. Таким образом, идентификационные метки могут считываться при прохождении мимо антенны. Такое положение приводит к износу идентификационной метки при движении трубы в стволе скважины и ее повреждению от, например, гидроприводных ключей, при свинчивании и развинчивании. Также оказалось, что на прикрепление идентификационных меток к трубам негативно влияют относительно большие колебания давления в скважине.

Недостатки оборудования, известного из уровня техники, связаны с применимостью и/или надежностью, поскольку, помимо прочего, диапазон сигналов от идентификационных меток является относительно маленьким, идентификационные метки подвергаются износу и могут повреждаться при сборке труб.

В патентном документе WO 2006/041306 A1, относящемся к семейству патентов-аналогов, принадлежащему автору настоящей заявки, раскрыта RFID-система, установленная на участке трубы для идентификации. Этот документ целиком включен в настоящую заявку путем ссылки. В настоящей заявке сама по себе RFID-технология рассматривается как широко известная и, соответственно, не будет подробно раскрыта ниже. На рынке имеются RFID-метки различных размеров. Задачей настоящего изобретения не является усовершенствование таких меток или системы для считывания таких меток, установленных на трубопроводе или трубной конструкции.

Целью настоящего изобретение является устранение или уменьшение по меньшей мере одного из недостатков уровня техники или по меньшей мере обеспечение приемлемой альтернативы.

Достижение этой задачи обеспечивается за счет признаков, которые будут раскрыты в нижеследующем описании и в прилагаемой формуле изобретения.

Настоящее изобретение раскрыто в независимых пунктах прилагаемой формулы изобретения. В зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Настоящее изобретение в первом своем аспекте относится к трубопроводу для использования в нефтяной или газовой среде. Указанный трубопровод содержит RFID-метку для его идентификации. Указанный трубопровод содержит первую концевую часть, подлежащую соединению со вторым трубопроводом, и вторую концевую часть, причем указанный трубопровод также содержит среднюю часть между этими концевыми участками. RFID-метка предусмотрена в удлиненной выемке, выполненной в трубопроводе, причем эта выемка проходит в касательном направлении параллельно поверхности средней части трубопровода.

Сочетание признаков настоящего изобретения обеспечивает следующие эффекты. Вследствие размещения RFID-метки в выемке, проходящей в касательном направлении параллельно поверхности средней части трубопровода, эта выемка мало влияет на прочность трубопровода. Напротив, решение из уровня техники включает в себя обеспечение выемки, проходящей ортогонально к указанной поверхности, что значительно снижает прочность трубы, и, следовательно, накладывает жесткие ограничения на осуществимость прикрепления метки к трубопроводу.

В одном из вариантов осуществления трубопровода согласно изобретению, выемка имеет вид мелкой удлиненной выемки. Преимущество мелкой удлиненной выемки, т.е. выемки, вытянутой в направлении, параллельном поверхности, в которой она расположена, состоит в том, что целостность и прочность трубопровода сохраняется насколько это возможно в том случае, если RFID-метка расположена на наружной поверхности трубопровода.

В одном из вариантов осуществления трубопровода согласно изобретению, выемка выполнена в резьбовой части по меньшей мере одной из концевых частей. Этот вариант осуществления составляет первый вариант осуществления изобретения по пункту 2 формулы изобретения. При изготовлении выемки в резьбовой части есть два предпочтительных варианта. В первом варианте выемка изготавливается в вершине резьбы. Во втором варианте выемка изготавливается между соответствующими вершинами резьбы.

В одном из вариантов осуществления трубопровода согласно изобретению, выемка выполнена в средней части трубопровода. Этот вариант осуществления составляет второй вариант осуществления по пункту 2 формулы изобретения. Из всех вариантов осуществления изобретения этот вариант является наиболее парадоксальным. Иными словами, в данной области техники имеется общее предубеждение против затрагивания средней части трубопровода. Авторы настоящего изобретения первыми обнаружили и установили, что это можно сделать без снижения целостности и прочности трубопровода до опасных уровней. В частности потому, что авторы изобретения выбрали мелкую выемку, вытянутую в направлении, параллельном поверхности, в которой находится выемка. В настоящее время на рынке имеются удлиненные и тонкие RFID-метки, особенно подходящие для этого варианта осуществления изобретения.

В одном из вариантов осуществления трубопровода согласно изобретению, выемка выполнена в виде отверстия в кромке указанного трубопровода, причем это отверстие проходит в касательном направлении параллельно поверхности средней части трубопровода. Неожиданно этот вариант осуществления позволяет свести к минимуму снижение целостности и прочности трубопровода.

Ниже будут раскрыты некоторые предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

на фиг. 1 представлено соединение двух трубопроводов для использования в нефтяной или газовой промышленности;

на фиг. 2a-2c представлен трубопровод в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 3a-3c представлен трубопровод в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 4a представлена возможность дополнительного варианта осуществления изобретения;

на фиг. 4b представлен вид по фиг. 4а в увеличенном масштабе;

на фиг. 4c представлен вид по фиг. 4b в увеличенном масштабе;

на фиг. 5а представлена трубопровод в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения, и

на фиг. 5b представлен вид по фиг. 5а в увеличенном масштабе.

Все рассмотренные выше варианты осуществления изобретения, которые будут раскрыты ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрируют, но не ограничивают настоящее изобретение, и специалисты в данной области техники смогут разработать множество альтернативных вариантов осуществления без отклонения от сущности настоящего изобретения, ограниченной прилагаемой формулой изобретения. В прилагаемой формуле изобретение никакие помещенные в скобки ссылочные позиции не должны рассматриваться как ограничивающие. Глагол «содержит» и его производные не исключают присутствия элементов или этапов, отличающихся от описанных в пункте формулы изобретения. Описание элемента в единственном числе не исключает присутствия множества таких элементов. Изобретение может осуществляться с помощью технических средств, содержащих несколько отдельных элементов. В устройстве, требующем перечисления нескольких средств, несколько из этих средств могут быть выполнены с помощью одного и того же технического средства. Тот факт, что некоторые признаки раскрыты в разных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что нельзя эффективно использовать сочетание этих признаков.

На фиг. 1 представлено соединение двух трубопроводов, предназначенных для использования в нефтяной или газовой промышленности. На чертеже представлен первый трубопровод 10, соединенный со вторым или дополнительным трубопроводом 10'. В соответствии с этим вариантом осуществления, соединение осуществляется с помощью отдельной соединительной муфты 20. Однако соединительная муфта 20 может быть также выполнена как одно целое с одним из трубопроводов 10, 10'. В соответствии с этим вариантом осуществления, первый трубопровод 10 содержит среднюю часть 10-1 и две концевые части 10-2 (лишь одна из которых представлена на чертеже). Аналогично, второй трубопровод 10' содержит среднюю часть 10'-1 и две концевые части 10'-2. Соответствующие концевые части 10-2 первого трубопровода 10 содержат резьбовые части 11, подходящие к резьбовым частям соединительной муфты 20. Аналогично, соответствующие концевые части 10-2 второго трубопровода 10' содержат резьбовые части 11', подходящие к резьбовым частям соединительной муфты 20.

Следует заметить, что в примере по фиг. 1 трубопроводы имеют две охватываемые концевые части, а соединительная муфта имеет две охватывающие концевые части. Однако изобретение применимо также к соединению типа выступ-впадина без отдельных соединительных муфт или трубопроводам с двумя охватывающими концами с охватываемыми соединительными муфтами.

На фиг. 2а-2c представлен трубопровод в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. В соответствии с этим вариантом осуществления полая удлиненная выемка 50 (фиг. 2b) вытянута в касательном направлении DT относительно наружной поверхности S средней части трубопровода 10, как показано на фиг. 2c. RFID-метка 99 может быть установлена в выемке 50 различными способами, например путем формования или приклеивания. Альтернативно, она может быть установлена механически с помощью резьбы, прорезей и т.п. Предполагается, что в обычную компетенцию специалиста в данной области техники входит понимание того, как установить или закрепить RFID-метку в выемке, так чтобы она оставалась там при эксплуатации трубопровода.

На фиг. 3a-3c представлен трубопровод в соответствии со вторым вариантом осуществления. В соответствии с этим вариантом осуществления, полая удлиненная выемка 50' расположена в концевой части 10-2 трубопровода 10, более конкретно - в резьбовой части 11 концевой части 10-2. RFID-метка 99' малого размера расположена в мелкой удлиненной выемке 50'. Когда RFID-метка 99' расположена в резьбовой части 11, существует два предпочтительных варианта, оба из которых представлены на фиг. 3c. Первый вариант состоит в размещении RFID-метки 99' в выемке 50' в вершине резьбы 11-1, а вторая возможность состоит в размещении RFID-метки 99' в выемке 50' между соответствующими вершинами резьбы 11-1.

На фиг. 4а представлена возможность дополнительного варианта осуществления изобретения. На чертеже представлено трубопроводное соединение по фиг. 1. На фиг. 4b представлен вид по фиг. 4а в увеличенном масштабе. На фиг. 4c представлен вид по фиг. 4b в увеличенном масштабе. На фиг. 4c можно видеть «естественные впадины» 51 между соответствующей резьбой соединительной муфты и трубопровода 10. Эти естественные впадины 51 также подходят для размещения RFID-метки. Это означает, что для размещения RFID-метки не обязательно использовать впадину или можно использовать впадину меньшего размера. Иными словами, RFID-метка может немного выступать от резьбовой поверхности.

На фиг. 5а представлен третий вариант осуществления трубопровода согласно изобретению, а на фиг. 5b представлен вид по фиг. 5а в увеличенном масштабе. Основной идеей этого варианта осуществления является размещение RFID-метки 99ʺ в глубокой удлиненной выемке 50ʺ (или отверстии) в кромке трубопровода 10, как лучше всего видно на фиг. 5b.

Следует заметить, что настоящее изобретение не ограничено трубопроводами для транспортировки нефти или газа. Такие трубопроводы могут также являться секциями бурильной колонны, райзерами или трубопроводами для транспортировки бурового шлама, воды или других веществ.

Изобретение относится к трубопроводу или трубной конструкции для использования в нефтяной или газовой среде. Технический результат – защита метки и увеличение прочности трубопровода. Трубопровод оснащен меткой радиочастотной идентификации (RFID) для идентификации указанного трубопровода. Причем трубопровод имеет наружную поверхность и содержит первую концевую часть для соединения со вторым трубопроводом, вторую концевую часть и среднюю часть между указанными концевыми частями. При этом указанная RFID-метка расположена в удлиненной выемке, выполненной в трубопроводе. Причем указанная выемка выполнена в наружной поверхности (S) и проходит в касательном направлении или аксиальном направлении (DT), причем эта выемка вытянута в направлении, параллельном поверхности (S), в которой она выполнена. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Трубопровод (10) для применения в нефтяной или газовой среде, оснащенный меткой (99, 99') радиочастотной идентификации (RFID) для идентификации указанного трубопровода (10), причем трубопровод (10) имеет наружную поверхность (S) и содержит первую концевую часть (10-2) для соединения со вторым трубопроводом (10'), вторую концевую часть (10-2) и среднюю часть (10-1) между указанными концевыми частями (10-2), при этом указанная RFID-метка (99, 99') расположена в удлиненной выемке (50, 50'), выполненной в трубопроводе (10), причем указанная выемка (50, 50') выполнена в наружной поверхности (S) и проходит в касательном направлении или аксиальном направлении (DT), причем эта выемка (50, 50') вытянута в направлении, параллельном поверхности (S), в которой она выполнена.

2. Трубопровод (10) по п. 1, в котором выемка (50') выполнена в резьбовой части (11) в по меньшей мере одной из указанных концевых частей (10-2).

3. Трубопровод (10) по п. 2, в котором выемка (50') выполнена в вершине резьбы (11-1).

4. Трубопровод (10) по п. 2, в котором выемка (50') выполнена между двумя вершинами резьбы (11-1).

5. Трубопровод (10) по п. 1, в котором выемка (50) выполнена в поверхности средней части (10-1) трубы (10).