НЕМЕТАЛЛИЧЕСКАЯ НЕПРЕРЫВНАЯ НЕФТЯНАЯ ТРУБА С КАБЕЛЯМИ Российский патент 2020 года по МПК F16L9/12 F16L9/16 F16L11/12 F16L11/127 

Перекрестная ссылка на родственную заявку

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент Китая с номером заявки 201810323257.9, поданной в Государственное ведомство по интеллектуальной собственности (SIPO) Китайской Народной Республики 11 апреля 2018 г. и озаглавленной «Non-metallic Cabling Continuous Oil Pipe», содержание которой полностью включено в этот документ посредством ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к области нефтедобычи в нефтяных месторождениях и, в частности, к неметаллической непрерывной нефтяной трубе с кабелями.

Уровень техники

Как часть национальной экономики нефть является важным источником энергии, и, по сравнению с углем, она обладает такими преимуществами, как высокая плотность энергии (при равном весе нефть при сгорании выделяет на 50% больше тепла, чем обычный уголь), удобство транспортировки и хранения, а также меньшая степень загрязнения атмосферы после сгорания. Нефтяное топливо, получаемое путем переработки сырой нефти, является основным видом топлива для транспортных средств, котлов электростанций и различных печей в металлургической промышленности и в области строительных материалов. Сжиженный газ и газ из сети трубопроводов, для которых в качестве сырья используют нефть, являются качественными видами топлива, применяемыми в быту городскими жителями. Воздушные суда, танки, морские суда, ракеты и другие космические аппараты также потребляют много топлива, получаемого из нефти. Следовательно, много стран причисляют нефть к стратегическим материалам.

В традиционном процессе нефтедобычи в большинстве случаев кабели прокладывают отдельно снаружи нефтяных труб для подачи питания на скважинное оборудование или для передачи сигналов скважинному оборудованию, при этом кабели должны быть обеспечены отдельной защитой, поэтому затраты являются высокими. Более того, во время горных работ кабели необходимо закреплять отдельно, и, таким образом, эффективность работы является низкой и существует большой риск повреждения кабелей. Поскольку внутреннее пространство скважины является узким, когда кабели проложены и выступают наружу для подземной работы, кабели легко истираются, при этом такая ситуация особенно заметна в наклонно-направленных скважинах, и всегда происходит так, что после подземной работы кабели повреждаются и больше не могут быть использованы.

Краткое описание

Цели настоящего изобретения включают предоставление неметаллической непрерывной нефтяной трубы с кабелями для устранения недостатка, который заключается в необходимости отдельного армирования кабелей в нефтедобывающей системе, известной из уровня техники, и для увеличения срока службы кабелей.

В первом аспекте в одном варианте осуществления настоящего изобретения представлена неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, содержащая внутреннюю трубу, при этом внутренняя труба выполнена для обеспечения канала для транспортировки среды;

при этом изнутри наружу на внешней стенке внутренней трубы последовательно расположены слой со встроенными кабелями и защитная оболочка, при этом слой со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос, при этом армирующие полосы выполнены для сопротивления деформации при кручении и восприятия осевого растягивающего напряжения;

защитная оболочка выполнена для предотвращения истирания кабелей.

Кроме того, изнутри наружу расположено множество слоев со встроенными кабелями.

Кроме того, материал армирующих полос содержит волокно и смолу.

Кроме того, снаружи армирующих полос расположены U-образные износостойкие полосы, при этом U-образные износостойкие полосы выполнены для разделения соседних армирующих полос.

Кроме того, внешняя стенка внутренней трубы снабжена спиральными канавками, взаимодействующими с U-образными износостойкими полосами.

Кроме того, в слое со встроенными кабелями по меньшей мере две армирующие полосы намотаны по спирали и расположены в осевом направлении вокруг внутренней трубы.

Кроме того, между по меньшей мере двумя соседними армирующими полосами предусмотрен приемный зазор, и этот приемный зазор предназначен для размещения кабелей, так что кабели намотаны по спирали в осевом направлении вокруг внутренней трубы.

Кроме того, кабели встроены в армирующие полосы.

Кроме того, количество слоев со встроенными кабелями равно двум, при этом они являются внутренним слоем и внешним слоем соответственно, при этом внутренний слой расположен снаружи внутренней трубы, а внешний слой расположен снаружи внутреннего слоя.

Кроме того, кабель во внутреннем слое представляет собой сигнальный кабель, при этом сигнальный кабель встроен в армирующую полосу во внутреннем слое;

кабель во внешнем слое представляет собой кабель питания, и между по меньшей мере двумя соседними армирующими полосами во внешнем слое предусмотрен приемный зазор, при этом приемный зазор выполнен для размещения кабеля питания, так что кабель питания намотан по спирали в осевом направлении вокруг внутренней трубы.

Кроме того, горизонтальное поперечное сечение кабеля питания имеет овальную форму, а горизонтальное поперечное сечение сигнального кабеля имеет круглую форму.

Кроме того, направления по спирали армирующей полосы во внутреннем слое и армирующей полосы во внешнем слое являются противоположными.

Кроме того, кабель питания и сигнальный кабель расположены со смещением в радиальном направлении для уменьшения взаимных помех между кабелем питания и сигнальным кабелем.

Кроме того, между внутренней трубой и слоем со встроенными кабелями расположен круговой армирующий слой;

круговой армирующий слой содержит первый пучок волокон и второй пучок волокон, при этом первый пучок волокон и второй пучок волокон намотаны накрест и зафиксированы на внутренней трубе в разных направлениях по спирали.

Кроме того, между круговым армирующим слоем и слоем со встроенными кабелями расположен слой каркаса;

слой каркаса содержит множество волоконных полос, намотанных на круговой армирующий слой.

Кроме того, между множеством волоконных полос расположены разделительные пленки из поливинилхлорида (PVC).

Кроме того, внутренняя труба и круговой армирующий слой, круговой армирующий слой и слой каркаса, слой каркаса и слой со встроенными кабелями и слой со встроенными кабелями и защитная оболочка соответственно расположены с возможностью скольжения относительно друг друга, так что любые два соседних элемента из внутренней трубы, кругового армирующего слоя, слоя каркаса, слоя со встроенными кабелями и защитной оболочки не сцеплены друг с другом.

Кроме того, волокна в армирующих полосах, круговом армирующем слое и слое каркаса формованы с применением мокрой намотки.

Кроме того, материал защитной оболочки содержит высокополимерный материал.

Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями содержит внутреннюю трубу, слой со встроенными кабелями и защитную оболочку, соединенные последовательно изнутри наружу;

при этом слой со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос; множество армирующих полос намотано по спирали на внешнюю стенку внутренней трубы; и кабели расположены в армирующих полосах или между множеством армирующих полос.

Преимущества, обеспечиваемые вариантами осуществления настоящего изобретения, следующие.

Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, представленная в вариантах осуществления настоящего изобретения, содержит внутреннюю трубу, при этом внутренняя труба выполнена для обеспечения канала для транспортировки среды, предназначенного для транспортировки неочищенной нефти. Изнутри наружу на внешней стенке внутренней трубы последовательно размещены слой со встроенными кабелями и защитная оболочка, при этом слой со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос, при этом армирующие полосы предназначены для обеспечения сопротивления деформации при кручении и восприятия осевого растягивающего напряжения; при этом защитная оболочка предназначена для предотвращения истирания кабелей. В неметаллическую непрерывную нефтяную трубу с кабелями, представленную в вариантах осуществления настоящего изобретения, кабели встроены вместо прокладки кабелей снаружи, как в существующих решениях, что устраняет недостатки, связанные с тем, что отдельное армирование проложенных снаружи отдельных кабелей для традиционной нефтяной трубы, изготовленной из стали, требует длительной и трудоемкой работы с высокой стоимостью, и тем, что кабели легко повреждаются; значительно уменьшает интенсивность истирания кабелей; увеличивает срок службы кабелей; повышает эффективность нефтедобычи и уменьшает затраты на нефтедобычу.

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут рассмотрены в нижеследующем описании и частично станут очевидны из описания или станут понятны после осуществления настоящего изобретения. Цель и другие преимущества настоящего изобретения достигаются и обеспечиваются с помощью элементов, в частности, указанных в описании, формуле изобретения и графических материалах.

Для того чтобы сделать вышеуказанные цель, признаки и преимущества настоящего изобретения более ясными и понятными, ниже для обеспечения подробного описания подробно рассмотрены предпочтительные варианты осуществления в сочетании с прилагаемыми графическими материалами.

Краткое описание графических материалов

Для более понятного объяснения технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения или аналогам, известным из уровня техники, ниже будут кратко описаны фигуры, необходимые для использования в описании вариантов осуществления или аналогов, известных из уровня техники. Разумеется, фигуры в нижеследующем описании относятся к некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Специалист в данной области техники на основании этих фигур также может получить другие фигуры, не прикладывая изобретательских усилий.

На фиг. 1 показано схематическое изображение неметаллической непрерывной нефтяной трубы с кабелями, представленной в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 показано изображение в поперечном сечении неметаллической непрерывной нефтяной трубы с кабелями, представленной в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 показано частичное увеличенное изображение области A на фиг. 2.

Перечень номеров ссылочных позиций: 100 — внутренняя труба; 200 — слой со встроенными кабелями; 210 — армирующая полоса; 220 — сигнальный кабель; 230 — кабель питания; 300 — защитная оболочка; 400 — круговой армирующий слой; 500 — слой каркаса.

Подробное описание вариантов осуществления

Технические решения согласно настоящему изобретению будут ясно и полностью описаны ниже в сочетании с фигурами. Разумеется, описанные варианты осуществления представляют собой некоторые, но не все варианты осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистом в данной области техники без приложения изобретательских усилий и основанные на вариантах осуществления настоящего изобретения, должны относиться к объему защиты настоящего изобретения.

В описании настоящего изобретения следует отметить, что направление и положение, обозначенные такими терминами как «центральный», «верхний», «нижний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «внутренний» и «внешний», основаны на направлении и положении, показанных на фигурах, и предназначены лишь для облегчения описания настоящего изобретения и упрощения описания и не означают или подразумевают то, что соответствующие устройства или элементы должны иметь конкретное направление или должны быть выполнены и работать в конкретном направлении, и, следовательно, не должны расцениваться как ограничивающие настоящее изобретение. Кроме того, такие термины, как «первый», «второй» и «третий», используются лишь в целях описания и не должны расцениваться как обозначающие или подразумевающие относительную важность.

Кроме того, в описании настоящего изобретения, если не указано и определено иначе, термины «объединять» и «соединять» должны пониматься в широком смысле. Например, это может быть неразъемное соединение, разъемное соединение или интегрированное соединение; это может быть механическое соединение или электрическое соединение; это может быть прямое соединение или непрямое соединение посредством промежуточного элемента; это также может быть внутренняя связь между двумя элементами. Специалисту в данной области будут понятны конкретные значения вышеупомянутых терминов в настоящем описании в зависимости от конкретных обстоятельств.

Первый вариант осуществления

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, представленная в одном варианте осуществления настоящего изобретения, содержит внутреннюю трубу 100, при этом внутренняя труба 100 выполнена для обеспечения канала для транспортировки среды, предназначенного для транспортировки неочищенной нефти. Изнутри наружу на внешней стенке внутренней трубы 100 последовательно размещены слой 200 со встроенными кабелями и защитная оболочка 300, при этом слой 200 со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос 210, при этом армирующие полосы 200 предназначены для обеспечения сопротивления деформации при кручении и восприятия осевого растягивающего напряжения; при этом защитная оболочка 300 предназначена для предотвращения истирания кабелей. В неметаллическую непрерывную нефтяную трубу с кабелями, представленную в варианте осуществления настоящего изобретения, кабели встроены вместо прокладки кабелей снаружи, как в существующих решениях, что устраняет недостатки, связанные с тем, что отдельное армирование проложенных снаружи отдельных кабелей для традиционной нефтяной трубы, изготовленной из стали, требует длительной и трудоемкой работы с высокой стоимостью, и тем, что кабели легко повреждаются; значительно уменьшает интенсивность истирания кабелей; увеличивает срок службы кабелей; повышает эффективность нефтедобычи и уменьшает затраты на нефтедобычу.

Поскольку рабочая среда, в которой неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями применяется, является особенной, защитная оболочка должна обладать характеристиками устойчивости к изнашиванию и устойчивости к коррозии. В этом варианте осуществления материал защитной оболочки 300 может представлять собой высокополимерный материал. Высокополимерный материал обладает отличными характеристиками устойчивости к изнашиванию и устойчивости к коррозии. В других вариантах осуществления защитная оболочка может быть выполнена из других материалов, обладающих устойчивостью к изнашиванию и устойчивостью к коррозии.

В соответствии с необходимым типом и количеством кабелей слоев 200 со встроенными кабелями может быть множество. Например, кабели, встроенные в каждый слой 200 со встроенными кабелями, могут относиться к одному и тому же типу, и в соответствии с разными типами изнутри наружу расположено множество слоев 200 со встроенными кабелями, которые обрабатываются послойно без влияния друг на друга.

В частности, материал армирующих полос 210 содержит волокно и смолу. В частности, в процессе непосредственного изготовления армирующие полосы 210 получают путем смешивания и пропитывания волокон и смолы в определенной пропорции, а затем их наматывают на некоторую область снаружи внутренней трубы 100, после чего они затвердевают. Термин «область», использованный выше, относится к спиральной канавке снаружи внутренней трубы 100, которая выполнена для обеспечения отвердевшей формы армирующей полосы 210; после затвердевания армирующих полос 210 спиральные канавки взаимодействуют с U-образными износостойкими полосами, при этом U-образные износостойкие полосы предназначены для разделения соседних армирующих полос 210 и для облегчения формирования армирующих полос 210. Диапазон ширины армирующей полосы 210 составляет 8–15 мм. В этом варианте осуществления ширина армирующих полос составляет 12 мм. В других вариантах осуществления ширина армирующих полос также может составлять 10 мм, 14 мм и так далее.

Также следует отметить, что слои из множества слоев 200 со встроенными кабелями не связаны с армирующими полосами 210, и, соответственно, они могут скользить относительно друг друга, при этом слои и полосы могут скользить относительно друг друга; взаимодействие между спиральными канавками и U-образными износостойкими полосами предотвращает истирание армирующих полос 210 о внутреннюю трубу 100 при скольжении.

В каждом слое 200 со встроенными кабелями множество армирующих полос 210 намотано по спирали и расположено в осевом направлении, вокруг внутренней трубы 100, при этом такая спиральная намотка значительно улучшает прочность при растяжении неметаллической непрерывной нефтяной трубы с кабелями.

Как показано на фиг. 3, по мере надобности кабели могут быть предусмотрены между множеством армирующих полос или в одной армирующей полосе. В одном варианте осуществления между по меньшей мере двумя соседними армирующими полосами 210 предусмотрен приемный зазор, и этот приемный зазор предназначен для размещения кабелей, так что кабели намотаны по спирали в осевом направлении вокруг внутренней трубы 100. Что касается намотки кабелей, то кабели намотаны на внутреннюю трубу 100 так, что занимают место исходной волоконной армирующей полосы 210, и, таким образом, кабели хорошо закреплены. В другом варианте осуществления кабели также могут быть непосредственно встроены в армирующие полосы 210.

Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, представленная в вариантах осуществления настоящего изобретения, может иметь два вышеуказанных варианта осуществления, и в соответствии с толщиной кабелей, которые необходимо закрепить, могут использоваться разные способы крепления. В частности, когда кабели относительно толстые, кабели могут быть зафиксированы вставкой, то есть две армирующие полосы 210 зажимают и фиксируют один кабель; а когда кабели относительно тонкие, то кабели могут быть непосредственно выполнены в армирующих полосах 210 во время изготовления. Таким образом, защита кабелей улучшается.

В частности, количество слоев 200 со встроенными кабелями, предусмотренных в одном варианте осуществления настоящего изобретения, может равняться двум, т. е. внутренний слой и внешний слой соответственно, при этом внутренний слой расположен снаружи внутренней трубы 100, а внешний слой расположен снаружи внутреннего слоя. Кабель во внутреннем слое является сигнальным кабелем 220, и поскольку сигнальный кабель 220 относительно тонкий, то сигнальный кабель 220 встроен в армирующую полосу 210 во внутреннем слое. Кабель во внешнем слое является кабелем 230 питания, и поскольку кабель 230 питания относительно толстый, то между по меньшей мере двумя соседними армирующими полосами 210 во внешнем слое предусмотрен приемный зазор, и приемный зазор предназначен для размещения кабеля 230 питания, так что кабель 230 питания намотан по спирали в осевом направлении вокруг внутренней трубы 100.

Поскольку расположение кабеля 230 питания и сигнального кабеля 220 разное, то для намотки кабеля 230 питания и сигнального кабеля 220 применяются разные способы намотки; для намотки кабеля 230 питания, кабель 230 питания наматывают на внутреннюю трубу 100 так, чтобы он занимал место исходной армирующей полосы 210, и, таким образом, кабель 230 питания хорошо зафиксирован. Для намотки сигнального кабеля 220 сигнальный кабель 220 завернут в волокна и намотан вместе с армирующей полосой 210 на основную часть трубы, и, таким образом, армирующая полоса 210 фиксирует и защищает сигнальный кабель 220, и предотвращается его истирание.

В частности, горизонтальное поперечное сечение кабеля 230 питания имеет овальную форму, а горизонтальное поперечное сечение сигнального кабеля 220 имеет круглую форму, и поскольку снаружи сердечника кабеля предусмотрен спеченный слой и защитный слой, то овальная форма и круглая форма могут обеспечить равномерное присоединение внешнего слоя к спеченному слою путем спекания, и, таким образом, обеспечивается качество спекания и улучшаются рабочие характеристики кабелей.

При необходимости внутренняя труба 100 может представлять собой неметаллическую трубу или металлическую трубу. В этом варианте осуществления внутренняя труба 100 является неметаллической трубой; помимо кабеля 230 питания и сигнального кабеля 220, неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями также может быть проложена вместе с другими кабелями, оптическими волокнами и т. д., что обеспечивает широкий диапазон применений. В других вариантах осуществления внутренняя труба 100 также может быть металлической трубой.

Направления по спирали армирующей полосы 210 во внутреннем слое и армирующей полосы 210 во внешнем слое являются противоположными. Противоположные направления по спирали могут обеспечивать сопротивление деформации при кручении.

Кабель 230 питания и сигнальный кабель 220 расположены со смещением в радиальном направлении для уменьшения взаимных помех между кабелем 230 питания и сигнальным кабелем 220. Кабель 230 питания и сигнальный кабель 220 соответственно встроены в два, внутренний и внешний, слоя 200 со встроенными кабелями, с перекрестным распределением по спирали, и, таким образом, кабель 230 питания не может создавать помех сигнальному кабелю 220, как когда два кабеля встроены в один и тот же слой и расположены параллельно.

Следует отметить, что в других вариантах осуществления количество слоев 200 со встроенными кабелями может равняться трем или четырем и направления по спирали армирующих полос в любых двух соседних слоях 200 со встроенными кабелями являются противоположными; горизонтальные поперечные сечения кабеля 230 питания и сигнального кабеля 220 также могут иметь другие формы, например как круглую форму, так и квадратную форму.

Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, представленная в одном варианте осуществления настоящего изобретения, содержит внутреннюю трубу 100, защитную оболочку 300 и слой 200 со встроенными кабелями; при этом слой 200 со встроенными кабелями содержит армирующую полосу 210, кабель 230 питания и сигнальный кабель 220; при этом слой 200 со встроенными кабелями разделен на два слоя, а именно на левый слой и правый слой, и в слой 200 со встроенными кабелями встроен кабель 230 питания и сигнальный кабель 220; кабель 230 питания предназначен для подачи питания на электрическое оборудование в нефтяной скважине, а сигнальный кабель 220 обеспечивает канал для передачи сигналов скважинному оборудованию; кабель 230 питания и сигнальный кабель 220 соответственно встроены в два, левый и правый, слоя 200 со встроенными кабелями с перекрестным распределением по спирали. Защитная оболочка 300 выполнена из высокополимерного материала.

В частности, кабель 230 питания расположен на слое 200 со встроенными кабелями (слева), имеет такую же ширину, что и волоконная армирующая полоса 210, и равномерно намотан на слой 200 со встроенными кабелями; сигнальный кабель 220 расположен на слое 200 со встроенными кабелями (справа) и расположен в средней области армирующей полосы 210 в слое 200 со встроенными кабелями.

В неметаллической непрерывной нефтяной трубе с кабелями, представленной в вариантах осуществления настоящего изобретения, в слой 200 со встроенными кабелями встроены различные кабели разной формы, что не только защищает кабели от истирания, в результате чего кабели имеют такой же срок службы, что и внутренняя труба 100, но и одновременно улучшает прочность при растяжении внутренней трубы 100.

При необходимости между внутренней трубой 100 и слоем 200 со встроенными кабелями расположен круговой армирующий слой 400; круговой армирующий слой 400 содержит первый пучок волокон и второй пучок волокон; первый пучок волокон и второй пучок волокон намотаны накрест и зафиксированы на внутренней трубе 100 в разных направлениях по спирали. В частности, во время изготовления после пропитывания пучки волокон непосредственно наматывают на область с регулированием натяжения; первый пучок волокон и второй пучок волокон соответственно наматывают накрест по спирали в направлении влево и вправо, и затем они затвердевают и приобретают форму. Конструктивное выполнение с намоткой накрест может эффективно улучшать механические свойства кругового армирующего слоя и, таким образом, улучшать характеристики сопротивления скручиванию всей непрерывной нефтяной трубы.

Для дополнительного улучшения характеристик сопротивления скручиванию всей непрерывной нефтяной трубы между круговым армирующим слоем 400 и слоем 200 со встроенными кабелями расположен слой 500 каркаса. Слой 500 каркаса содержит множество волоконных полос, намотанных на круговой армирующий слой 400. В частности, во время изготовления после пропитывания две волоконные полосы могут быть одновременно намотаны на области внутренней трубы 100 под большим углом. В то же время между волоконными полосами может размещаться L-образная разделительная тонкая пленка из PVC, чтобы обеспечивалось отсутствие сцепления между волоконными полосами после их затвердения и одновременно обеспечивалось предотвращение истирания множества волоконных полос.

Внутренняя труба 100 и круговой армирующий слой 400, круговой армирующий слой 400 и слой 500 каркаса, слой 500 каркаса и слой 200 со встроенными кабелями и слой 200 со встроенными кабелями и защитная оболочка 300 расположены с возможностью скольжения относительно друг друга. То есть слои в неметаллической непрерывной нефтяной трубе с кабелями не сцеплены друг с другом и могут скользить относительно друг друга, что может быть достигнуто с помощью износостойких полос, обернутых снаружи. Изгибание материала трубы обеспечено так, что слои неметаллической непрерывной нефтяной трубы с кабелями могут скользить относительно друг друга, и вместе с тем изгибание не обеспечено посредством упругой деформации материала, и, таким образом, улучшается прочность материала трубы и уменьшается степень растяжения.

Волокна в армирующих полосах 210, круговом армирующем слое 400 и слое 500 каркаса формованы с применением мокрой намотки. Мокрая намотка обладает следующими преимуществами: a) существенно уменьшенная стоимость по сравнению с сухой намоткой; b) хорошая воздухонепроницаемость изделия, поскольку натяжение намотки позволяет излишку раствора смолы вытеснять пузырьки и заполнять зазоры; c) хорошее параллельное расположение волокон; d) уменьшенное истирание волокон из-за раствора смолы на волокнах при мокрой намотке; e) высокая эффективность производства; f) реализация производства длинной непрерывной трубы; g) возможность изменение содержания смолы и волокон в любое время согласно требованиям к изделию.

Второй вариант осуществления

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, в одном варианте осуществления настоящего изобретения представлена неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, содержащая внутреннюю трубу 100, слой 200 со встроенными кабелями и защитную оболочку 300, соединенные последовательно изнутри наружу.

Вышеуказанный слой со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос 210; множество армирующих полос 210 намотаны по спирали на внешнюю стенку внутренней трубы 100, и кабели расположены в армирующих полосах 210 или между множеством армирующих полос 210.

В настоящем изобретении кабели встроены в неметаллическую непрерывную нефтяную трубу с кабелями вместо прокладки кабелей снаружи, как в существующих решениях, что устраняет недостатки, связанные с тем, что отдельное армирование проложенных снаружи отдельных кабелей для традиционной нефтяной трубы, изготовленной из стали, требует длительной и трудоемкой работы с высокой стоимостью, и тем, что кабели легко повреждаются; значительно уменьшает интенсивность истирания кабелей; увеличивает срок службы кабелей; повышает эффективность нефтедобычи и уменьшает затраты на нефтедобычу.

Третий вариант осуществления

Как показано на фиг. 1, в одном варианте осуществления настоящего изобретения представлена неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, содержащая внутреннюю трубу 100, круговой армирующий слой 400, слой 500 каркаса, слой 200 со встроенными кабелями и защитную оболочку 300, гибко соединенные последовательно изнутри наружу. Поперечное сечение каждого из внутренней трубы 100, кругового армирующего слоя 400, слоя 500 каркаса, слоя 200 со встроенными кабелями и защитной оболочки 300 имеет по существу кольцевую форму, при этом вышеупомянутое «поперечное сечение» относится к плоскости, перпендикулярной осевому направлению непрерывной нефтяной трубы.

Вышеупомянутые слои 200 со встроенными кабелями предоставлены в виде двух слоев, а именно внутреннего слоя и внешнего слоя соответственно; внутренняя труба 100, круговой армирующий слой 400, слой 500 каркаса, внутренний слой, внешний слой и защитная оболочка 300 гибко соединены последовательно изнутри наружу. В частности, внутренний слой содержит два сигнальных кабеля 220 и множество армирующих полос 210; множество армирующих полос 210 намотано по спирали на внешнюю стенку внутренней трубы 100 вокруг оси внутренней трубы 100; два сигнальных кабеля 220 соответственно встроены внутрь двух армирующих полос 210 для обеспечения канала для передачи сигналов скважинному оборудованию.

Внешний слой содержит два кабеля 230 питания и множество армирующих полос 210; множество армирующих полос 210 намотано по спирали на внешнюю стенку внутренней трубы 100 вокруг оси внутренней трубы 100, и направление по спирали армирующих полос 210 во внешнем слое противоположно направлению по спирали армирующих полос 210 во внутреннем слое. Два приемных зазора расположены между множеством армирующих полос 210, при этом один приемный зазор образован двумя соседними армирующими полосами 210, а другой приемный зазор образован другими двумя соседними армирующими полосами 210, и два кабеля 230 питания соответственно расположены в двух приемных зазорах для подачи питания на электрическое оборудование в нефтяной скважине. Благодаря наличию сигнальных кабелей 220 и кабелей 230 питания с разными функциями в разных слоях 200 со встроенными кабелями, кабели можно лучше защитить, и одновременно это облегчает изготовление.

Любые два элемента из внутренней трубы 100, кругового армирующего слоя 400, слоя 500 каркаса, слоя 200 со встроенными кабелями и защитной оболочки 300 гибко соединены между собой, то есть они не сцеплены друг с другом и могут двигаться относительно друг друга, и, таким образом, изгибание нефтяной трубы может быть обеспечено с одновременным обеспечением увеличения прочности нефтяной трубы и уменьшения степени растяжения, а также эффективно устраняется недостаток, заключающийся в том, что существующие нефтяные трубы могут сгибаться лишь посредством упругой деформации.

Наконец, следует отметить, что все вышеупомянутые варианты осуществления являются лишь конкретными вариантами осуществления настоящего изобретения, предназначенными для объяснения технических решений согласно настоящему изобретению, а не для ограничения настоящего изобретения, и объем защиты настоящего изобретения ими не ограничен. Хотя подробное описание настоящего изобретения было выполнено со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления, специалисту в данной области техники будет понятно, что в пределах технического объема, раскрытого в этой заявке, любой специалист в данной области техники может модифицировать технические решения, раскрытые в представленных выше вариантах осуществления, или может легко придумать варианты, или внести эквивалентные замены применительно к части технических признаков, описанных в этой заявке. Эти модификации, варианты или замены не приводят к тому, что соответствующие технические решения по существу выходят за пределы сути и идеи технических решений согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, и все они входят в объем защиты настоящего изобретения. Следовательно, объем защиты настоящего изобретения должен определяться объемом защиты формулы изобретения.

Промышленная применимость

Общие эффекты

В неметаллическую непрерывную нефтяную трубу с кабелями, представленную согласно настоящему изобретению, кабели непосредственно встроены в нефтяную трубу, что устраняет недостатки, связанные с тем, что отдельное армирование проложенных снаружи отдельных кабелей для традиционной нефтяной трубы, изготовленной из стали, требует длительной и трудоемкой работы с высокой стоимостью, и тем, что кабели легко повреждаются; значительно уменьшает интенсивность истирания кабелей; увеличивает срок службы кабелей; повышает эффективность нефтедобычи и уменьшает затраты на нефтедобычу.

Изобретение относится к области нефтедобычи в нефтяных месторождениях. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями содержит внутреннюю трубу. Внутренняя труба выполнена для обеспечения канала для транспортировки среды. Изнутри наружу на внешней стенке внутренней трубы последовательно расположены по меньшей мере один слой со встроенными кабелями и защитная оболочка, при этом слой со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос. Армирующие полосы выполнены для сопротивления деформации при кручении и восприятия осевого растягивающего напряжения. Защитная оболочка выполнена для предотвращения истирания кабелей. Снаружи армирующих полос расположены U-образные износостойкие полосы. U-образные износостойкие полосы выполнены для разделения соседних армирующих полос, внешняя стенка внутренней трубы снабжена спиральными канавками, взаимодействующими с U-образными износостойкими полосами. В неметаллическую непрерывную нефтяную трубу с кабелями, представленную в вариантах осуществления настоящего изобретения, кабели встроены вместо прокладки кабелей снаружи, как в существующих решениях. Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы кабелей и повышение эффективности нефтедобычи. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, отличающаяся тем, что содержит внутреннюю трубу, при этом внутренняя труба выполнена для обеспечения канала для транспортировки среды; при этом изнутри наружу на внешней стенке внутренней трубы последовательно расположены по меньшей мере один слой со встроенными кабелями и защитная оболочка, при этом слой со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос, при этом армирующие полосы выполнены для сопротивления деформации при кручении и восприятия осевого растягивающего напряжения; и защитная оболочка выполнена для предотвращения истирания кабелей, и снаружи армирующих полос расположены U-образные износостойкие полосы, при этом U-образные износостойкие полосы выполнены для разделения соседних армирующих полос, внешняя стенка внутренней трубы снабжена спиральными канавками, взаимодействующими с U-образными износостойкими полосами.

2. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 1, отличающаяся тем, что изнутри наружу расположено множество слоев со встроенными кабелями.

3. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 2, отличающаяся тем, что материал армирующих полос содержит волокно и смолу.

4. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 3, отличающаяся тем, что в одном из слоев со встроенными кабелями по меньшей мере две армирующие полосы намотаны по спирали и расположены в осевом направлении вокруг внутренней трубы.

5. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 1, отличающаяся тем, что между по меньшей мере двумя соседними армирующими полосами предусмотрен приемный зазор, при этом приемный зазор выполнен для размещения кабелей, так что кабели намотаны по спирали в осевом направлении вокруг внутренней трубы.

6. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 1, отличающаяся тем, что кабели встроены в армирующие полосы.

7. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 3, отличающаяся тем, что количество слоев со встроенными кабелями равно двум, при этом они являются внутренним слоем и внешним слоем соответственно, при этом внутренний слой расположен снаружи внутренней трубы, а внешний слой расположен снаружи внутреннего слоя.

8. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 7, отличающаяся тем, что кабель во внутреннем слое представляет собой сигнальный кабель, при этом сигнальный кабель встроен в армирующую полосу во внутреннем слое; и кабель во внешнем слое представляет собой кабель питания; между по меньшей мере двумя соседними армирующими полосами во внешнем слое предусмотрен приемный зазор, при этом приемный зазор выполнен для размещения кабеля питания, так что кабель питания намотан по спирали в осевом направлении вокруг внутренней трубы.

9. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 8, отличающаяся тем, что горизонтальное поперечное сечение кабеля питания имеет овальную форму, а горизонтальное поперечное сечение сигнального кабеля имеет круглую форму.

10. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 8, отличающаяся тем, что направления по спирали армирующей полосы во внутреннем слое и армирующей полосы во внешнем слое являются противоположными.

11. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 8, отличающаяся тем, что кабель питания и сигнальный кабель расположены со смещением в радиальном направлении для уменьшения взаимных помех между кабелем питания и сигнальным кабелем.

12. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 2, отличающаяся тем, что между внутренней трубой и слоем со встроенными кабелями расположен круговой армирующий слой; и круговой армирующий слой содержит первый пучок волокон и второй пучок волокон, при этом первый пучок волокон и второй пучок волокон намотаны накрест и зафиксированы на внутренней трубе в разных направлениях по спирали.

13. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 12, отличающаяся тем, что между круговым армирующим слоем и слоем со встроенными кабелями расположен слой каркаса; и слой каркаса содержит множество волоконных полос, намотанных на круговой армирующий слой.

14. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 13, отличающаяся тем, что между множеством волоконных полос расположены разделительные пленки из поливинилхлорида (PVC).

15. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 13, отличающаяся тем, что внутренняя труба и круговой армирующий слой, круговой армирующий слой и слой каркаса, слой каркаса и слой со встроенными кабелями и слой со встроенными кабелями и защитная оболочка соответственно расположены с возможностью скольжения поверх друг друга, так что любые два соседних элемента из внутренней трубы, кругового армирующего слоя, слоя каркаса, слоя со встроенными кабелями и защитной оболочки не сцеплены друг с другом.

16. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по п. 13, отличающаяся тем, что волокна в армирующих полосах, круговом армирующем слое и слое каркаса формованы с применением мокрой намотки.

17. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями по любому из пп. 1–16, отличающаяся тем, что материал защитной оболочки содержит высокополимерный материал.

18. Неметаллическая непрерывная нефтяная труба с кабелями, отличающаяся тем, что содержит внутреннюю трубу, слой со встроенными кабелями и защитную оболочку, соединенные последовательно изнутри наружу, при этом слой со встроенными кабелями содержит кабели и множество армирующих полос; множество армирующих полос намотано по спирали на внешнюю стенку внутренней трубы; и кабели расположены в армирующих полосах или между множеством армирующих полос, и снаружи армирующих полос расположены U-образные износостойкие полосы, при этом U-образные износостойкие полосы выполнены для разделения соседних армирующих полос, внешняя стенка внутренней трубы снабжена спиральными канавками, взаимодействующими с U-образными износостойкими полосами.