НОВАЯ СПЕЦИАЛЬНАЯ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНАЯ ТРУБА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОГРУЖНОГО НАСОСА ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК E21B43/12 H01B13/26 H01B7/17 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области нефтепромысловых насосно-компрессорных труб, в частности к новой специальной насосно-компрессорной трубе для электрического погружного насоса (ЭПН) для добычи нефти, а также к способу ее изготовления.

Уровень техники

В настоящее время на местных и зарубежных нефтяных месторождениях широко используется традиционный способ добычи нефти посредством погружного насоса и транспортировки нефти по стальной трубе. Тем не менее, погружной насос необходимо регулярно поднимать для очистки, при этом процесс опускания нефтяной трубы вниз по скважине, соединение трубопровода и обеспечение поворота трубопровода является трудоемким. Между тем, вместе с гибкой насосно-компрессорной трубой (ГНКТ) необходимо спускать в скважину кабель, при этом он должен быть зафиксирован на ГНКТ во время процесса спуска, что усложняет операцию и увеличивает стоимость рабочей силы. Кроме того, кабель трется об обсадную колонну, расположенную снаружи ГНКТ, в результате чего зафиксированный кабель вызывает смещение общего центра ГНКТ и кабеля. В результате в процессе эксплуатации и намотки насосно-компрессорная труба повреждается, а эффективность использования пространства между ГНКТ и обсадной колонной остается низкой.

Раскрытие сущности изобретения

Для решения вышеуказанных проблем, существующих в известном уровне техники, настоящее изобретение предлагает новую специальную насосно-компрессорную трубу для электрического погружного насоса (ЭПН) для добычи нефти и способ ее изготовления.

Для решения вышеуказанной задачи настоящее изобретение предлагает следующие технические решения.

Новая специальная насосно-компрессорная труба для ЭПН для добычи нефти включает в себя внутреннюю трубу, причем вокруг внутренней трубы по спирали обмотана первая стальная лента, при этом внутренняя труба и первая стальная лента снаружи покрыты первой наружной оболочкой, причем снаружи первой наружной оболочки с равными интервалами расположены кабели, при этом внутренняя сторона кабеля покрыта изолирующим слоем, внутренняя сторона изолирующего слоя покрыта алюминиевой лентой, а внутрь алюминиевой ленты помещен проводник,

причем кабели снаружи покрыты кабельной оболочкой, при этом снаружи кабельной оболочки спирально обмотана вторая стальная лента, причем кабельная оболочка и вторая стальная лента снаружи покрыты второй наружной оболочкой.

Предпочтительно, чтобы вокруг второй наружной оболочки была обмотана фиксирующая стальная проволочная сетка, а фиксирующая стальная проволочная сетка была защищена предохранительным кожухом.

Предпочтительно, чтобы к наружной стороне предохранительного кожуха на равных углах были прикреплены износостойкие полосы.

Предпочтительно, чтобы первая стальная лента и вторая стальная лента были обмотаны вокруг внутренней трубы и кабельной оболочки соответственно с помощью обмоточной машины, а внутренняя труба и кабельная оболочка были покрыты снаружи первой наружной оболочкой и второй наружной оболочкой соответственно с помощью экструзионного устройства.

Предпочтительно, чтобы были предусмотрены четыре проводника, причем все четыре проводника были проводниками из отожженной меди, при этом три проводника из этих проводников были предназначены для передачи электроэнергии, а один проводник был предназначен для заземления, причем четыре проводника были равномерно обмотаны снаружи первой наружной оболочки.

Предпочтительно, чтобы как предохранительный кожух, так и износостойкие полосы были выполнены из износостойкой резины.

Способ изготовления новой специальной насосно-компрессорной трубы для ЭПН для добычи нефти включает следующие этапы:

S1) выпрямление внутренней трубы с помощью секции выпрямления и покрытие внутренней трубы снаружи стальной лентой;

S2) пропускание через матрицу и выдавливание покрытия для оболочки снаружи с помощью экструзионного устройства;

S3) наматывание на катушку после водяного охлаждения;

S4) скручивание кабеля на внутренней трубе с покрытием для оболочки с помощью машины для скручивания кабеля;

S5) обматывание стальной ленты снаружи кабельной оболочки и выдавливание наружной оболочки с помощью экструдера; и

S6) плетение стальной проволочной сетки, выдавливание предохранительного кожуха снаружи стальной проволочной сетки, охлаждение и наматывание на катушку.

На этапе S1 намотанную внутреннюю трубу выпрямляют с помощью секции выпрямления, а после выпрямления внутреннюю трубу с помощью обмоточной машины снаружи обматывают стальной лентой, при этом на этапе S2, после выпрямления внутренней трубы и обмотки стальной ленты, внутреннюю трубу пропускают через матрицу для ввода в экструзионное устройство для выдавливания оболочки снаружи внутренней трубы и стальной ленты.

На этапе S3, после выдавливания оболочки, внутреннюю трубу охлаждают с помощью охлаждающей воды, а после охлаждения внутреннюю трубу наматывают на катушку, при этом на этапе S4 покрытую оболочкой намотанную на катушку внутреннюю трубу выпускают, а затем обматывают оболочку с помощью машины для скручивания кабеля.

На этапе S5 поверхность кабеля обматывают стальной лентой с помощью обмоточной машины, а после обмотки снаружи кабеля и стальной ленты выдавливают наружную оболочку с помощью экструзионного устройства, при этом на этапе S6, после выдавливания наружной оболочки, с помощью сплетающего устройства снаружи наружной оболочки сплетают стальную проволочную сетку, причем снаружи стальной проволочной сетки с помощью экструзионного устройства для резины выдавливают предохранительный кожух, а в конце насосно-компрессорную трубу охлаждают и наматывают на катушку.

По сравнению с известным уровнем техники настоящее изобретение обеспечивает научно обоснованную конструкцию, а также безопасное и удобное использование.

1. Внутренняя труба и кабель объединены, чтобы удовлетворять требованиям добычи нефти для гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ) и решить проблему передачи электроэнергии для погружного насоса. Первая наружная оболочка и вторая наружная оболочка обеспечивают высокую несущую способность и внутреннюю стабильность насосно-компрессорной трубы. Первая стальная лента и вторая стальная лента обеспечивают высокую сопротивляемость к растяжению и деформации внутри насосно-компрессорной трубы во время использования. Между тем, благодаря теплопроводности первой стальной ленты, тепло, выделяемое во время работы кабеля, равномерно передается во внутреннюю трубу. Таким образом, электрическая мощность или электромагнетизм, генерируемые при подаче напряжения на кабель, обеспечивают функции сохранения тепла и нагрева для нефти во внутренней трубе.

2. Четыре кабеля расположены вокруг внутренней трубы на равных углах. Таким образом, внутреннее пространство ГНКТ и обсадной колонны используется полностью, в результате чего общая площадь сечения кабелей внутри насосно-компрессорной трубы увеличивается для обеспечения передачи большой мощности. Из четырех кабелей три предназначены для передачи электроэнергии, а один используется в качестве заземляющего провода, при этом они обеспечивают передачу электроэнергии, а также передачу индуцированного тока на землю для обеспечения безопасности.

3. Фиксирующая стальная проволочная сетка, предохранительный кожух и износостойкая полоса защищают периферию насосно-компрессорной трубы на основе первой стальной ленты и второй стальной ленты. Фиксирующая стальная проволочная сетка обладает высоким сопротивлением изгибу и высокой жесткостью, защищая насосно-компрессорную трубу от изгиба внутри сетки. Предохранительный кожух и износостойкая полоса имеют высокую износостойкость при практическом применении. Они предотвращают повреждение периферии насосно-компрессорной трубы и стенки скважины вследствие износа, улучшая способность самозащиты периферии насосно-компрессорной трубы и продлевая срок службы насосно-компрессорной трубы.

4. В процессе выдавливания оболочки характеристики выдавленной оболочки ограничены матрицей, в результате чего оболочка равномерно покрывается с наружной стороны внутренней трубы и кабельной оболочки, при этом улучшается эффект от выдавливания оболочки.

5. После выдавливания оболочки выдавленную оболочку быстро и равномерно охлаждают с помощью охлаждающей воды. Таким образом, оболочка плотно покрывает снаружи внутреннюю трубу и внутреннюю оболочку, время формования оболочки при естественном охлаждении уменьшается, а эффективность формования с помощью выдавливания оболочки повышается.

Краткое описание чертежей

Для большего понимания настоящего изобретения приложены чертежи, которые составляют часть описания. Приведенные примеры осуществления настоящего изобретения и их иллюстрации предназначены для пояснения настоящего изобретения и не направлены на его ограничение.

На фиг. 1 показана схематическая структурная схема настоящего изобретения;

на фиг. 2 – схема настоящего изобретения в разрезе;

на фиг. 3 – блок-схема процесса выдавливания первой наружной оболочки в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 4 – блок-схема процесса скручивания кабеля в соответствии с настоящим изобретением.

Ссылочные позиции: 1 – внутренняя труба; 2 – первая стальная лента; 3 – первая наружная оболочка; 4 – кабель; 5 – изоляционный слой; 6 – алюминиевая лента; 7 – проводник; 8 – кабельная оболочка; 9 – вторая стальная лента; 10 – вторая наружная оболочка; 11 – фиксирующая проволочная сетка; 12 – предохранительный кожух; и 13 – износостойкая полоса.

Осуществление изобретения

Предпочтительные примеры настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Следует принимать во внимание, что предпочтительные примеры, описанные в данном документе, используются только для иллюстрации и объяснения настоящего изобретения, но не предполагают его ограничение.

Пример 1. Как показано на фиг. 1 и 2, техническим решением, предлагаемым настоящим изобретением, является новая специальная насосно-компрессорная труба для электрического погружного насоса (ЭПН) для добычи нефти. Насосно-компрессорная труба включает в себя внутреннюю трубу 1. Вокруг внутренней трубы 1 спирально обмотана первая стальная лента 2. Внутренняя труба 1 и первая стальная лента 2 покрыты снаружи первой наружной оболочкой 3. Вокруг первой наружной оболочки 3 с равными интервалами расположены кабели 4. Внутренняя сторона кабеля 4 покрыта изолирующим слоем 5. Внутренняя сторона изолирующего слоя 5 покрыта алюминиевой лентой 6. Внутрь алюминиевой ленты 6 помещен проводник 7. Предусмотрено четыре проводника 7, причем все четыре проводника 7 являются проводниками из отожженной меди. Три проводника 7 из этих проводников используются для передачи электроэнергии, а один проводник 7 используется для заземления. Четыре проводника 7 равномерно расположены вокруг первой наружной оболочки 3, причем эти проводники предназначены для передачи электроэнергии, а также для передачи индуцированного тока на землю для обеспечения безопасности.

Кабели 4 снаружи покрыты кабельной оболочкой 8. Снаружи кабельной оболочки 8 спирально обмотана вторая стальная лента 9. Кабельная оболочка 8 и вторая стальная лента 9 снаружи покрыты второй наружной оболочкой 10. Первая стальная лента 2 и вторая стальная лента 9 обмотаны вокруг внутренней трубы 1 и кабельной оболочки 8 соответственно с помощью обмоточной машины. Внутренняя труба 1 и кабельная оболочка 8 покрыты снаружи первой наружной оболочкой 3 и второй наружной оболочкой 10 соответственно с помощью экструзионного устройства. Первая стальная лента 2 и вторая стальная лента 9, а также первая наружная оболочка 3 и вторая наружная оболочка 10 повышают стабильность насосно-компрессорной трубы.

Вокруг второй наружной оболочки 10 обмотана фиксирующая стальная проволочная сетка 11, при этом фиксирующая стальная проволочная сетка 11 защищена предохранительным кожухом 12.

К наружной стороне предохранительного кожуха 12 на равных углах прикреплены износостойкие полосы 13. Как предохранительный кожух 12, так и износостойкие полосы 13 выполнены из износостойкой резины, чтобы предохранительный кожух 12 и износостойкие полосы 13 имели высокую износостойкость при практическом применении.

Пример 2. Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, способ изготовления новой специальной насосно-компрессорной трубы для ЭПН для добычи нефти включает следующие этапы:

S1. Выпрямление внутренней трубы с помощью секции выпрямления и покрытие наружной части внутренней трубы стальной лентой.

S2. Пропускание через матрицу и выдавливание покрытия для оболочки снаружи с помощью экструзионного устройства.

S3. Наматывание на катушку после водяного охлаждения.

S4. Скручивание кабеля на внутренней трубе с покрытием для оболочки с помощью машины для скручивания кабеля.

S5. Обматывание стальной ленты снаружи кабельной оболочки и выдавливание наружной оболочки с помощью экструдера.

S6. Плетение стальной проволочной сетки, выдавливание предохранительного кожуха снаружи стальной проволочной сетки, охлаждение и наматывание на катушку.

На этапе S1 намотанную внутреннюю трубу выпрямляют с помощью секции выпрямления, а после выпрямления трубы ее снаружи обматывают стальной лентой с помощью обмоточной машины. На этапе S2, после выпрямления внутренней трубы и обмотки стальной ленты вокруг внутренней трубы, внутреннюю трубу пропускают через матрицу для ввода в экструзионное устройство для выдавливания оболочки снаружи внутренней трубы и стальной ленты.

На этапе S3, после выдавливания оболочки, внутреннюю трубу охлаждают с помощью охлаждающей воды, а после охлаждения внутреннюю трубу наматывают на катушку. На этапе S4 покрытую оболочкой намотанную на катушку внутреннюю трубу выпускают, а затем обматывают оболочку с помощью машины для скручивания кабеля.

На этапе S5 с помощью обмоточной машины поверхность кабеля обматывают стальной лентой, а после обмотки снаружи кабеля и стальной ленты с помощью экструзионного устройства выдавливают наружную оболочку. На этапе S6, после выдавливания наружной оболочки, с помощью сплетающего устройства снаружи наружной оболочки сплетают стальную проволочную сетку, с помощью экструзионного устройства для резины снаружи стальной проволочной сетки выдавливают предохранительный кожух, а в конце охлаждают и наматывают насосно-компрессорную трубу на катушку.

Данные насосно-компрессорных труб из приведенных выше примеров приведены ниже.

Данные стальной трубы:

Данные по выдавливанию изоляции:

Данные по обматыванию нейлоновой лентой:

Данные по наматыванию внутренней части:

Данные сравнения:

Труба, изготовленная с указанными выше данными, соответствует требованию шага, при этом самое тонкое место экструдированной наружной оболочки имеет толщину не менее толщины, требуемой процессом для поддержания наружного диаметра. Контроль процесса относится к стандарту контроля процесса производства пластмасс. Проверка готовой продукции относится к характеристике контроля готовой продукции. Новая специальная насосно-компрессорная труба подходит для продвижения.

В реальном производственном процессе сначала внутренняя труба выпрямляется с помощью секции выпрямления и обматывается снаружи стальной полосой с помощью обмоточной машины. После выпрямления внутренней трубы и обмотки стальной ленты вокруг внутренней трубы внутреннюю трубу пропускают через матрицу для ввода в экструзионное устройство для выдавливания оболочки снаружи внутренней трубы и стальной ленты.

После выдавливания оболочки внутреннюю трубу охлаждают с помощью охлаждающей воды, а после охлаждения внутреннюю трубу наматывают на катушку. Затем покрытую оболочкой намотанную на катушку внутреннюю трубу выпускают и обматывают оболочку с помощью машины для скручивания кабеля.

Поверхность кабеля с помощью обмоточной машины обматывают стальной лентой. После обмотки снаружи кабеля и стальной ленты с помощью экструзионного устройства выдавливают наружную оболочку. После выдавливания наружной оболочки снаружи наружной оболочки с помощью сплетающего устройства сплетают стальную проволочную сетку. Снаружи стальной проволочной сетки с помощью экструзионного устройства для резины выдавливают предохранительный кожух. В конце насосно-компрессорную трубу охлаждают и наматывают на катушку.

Следует отметить, что приведенные выше примеры являются только предпочтительными примерами настоящего изобретения и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение описано подробно со ссылкой на вышеприведенные примеры, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что в технических решениях, описанных в вышеприведенных примерах, могут быть выполнены изменения или некоторые из технических признаков могут быть эквивалентно заменены. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и т.д., выполненные в пределах сущности и объема настоящего изобретения, должны быть включены в объем защиты настоящего изобретения.

Настоящее изобретение предлагает насосно-компрессорную трубу для электрического погружного насоса (ЭПН) для добычи нефти и способ ее изготовления. Техническим результатом является улучшение передачи электроэнергии для погружного насоса путем обеспечения сохранения тепла и нагрева нефти во внутренней трубе. Насосно-компрессорная труба для электрического погружного насоса содержит внутреннюю трубу. Вокруг внутренней трубы спирально обмотана первая стальная лента. Внутренняя труба и первая стальная лента снаружи покрыты первой наружной оболочкой. Снаружи первой наружной оболочки с равными интервалами расположены кабели. Внутренняя сторона кабеля покрыта изолирующим слоем, внутренняя сторона изолирующего слоя покрыта алюминиевой лентой, а внутрь алюминиевой ленты помещен проводник. Кабели снаружи покрыты кабельной оболочкой. Снаружи кабельной оболочки спирально обмотана вторая стальная лента. Кабельная оболочка и вторая стальная лента снаружи покрыты второй наружной оболочкой. Способ изготовления насосно-компрессорной трубы включает выпрямление внутренней трубы и покрытие внутренней трубы снаружи стальной лентой. Пропускание через матрицу и выдавливание покрытия для оболочки снаружи. Наматывание на катушку после водяного охлаждения. Скручивание кабеля на внутренней трубе с покрытием для оболочки. Обматывание стальной ленты снаружи кабельной оболочки и выдавливание наружной оболочки. Плетение стальной проволочной сетки, выдавливание предохранительного кожуха снаружи стальной проволочной сетки, охлаждение и наматывание на катушку. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Насосно-компрессорная труба для электрического погружного насоса (ЭПН) для добычи нефти, содержащая внутреннюю трубу (1), причем вокруг внутренней трубы (1) спирально обмотана первая стальная лента (2), при этом внутренняя труба (1) и первая стальная лента (2) снаружи покрыты первой наружной оболочкой (3), причем снаружи первой наружной оболочки (3) с равными интервалами обмотаны кабели (4), при этом внутренняя сторона кабеля (4) покрыта изолирующим слоем (5), внутренняя сторона изолирующего слоя (5) покрыта алюминиевой лентой (6), а внутрь алюминиевой ленты (6) помещен проводник (7),

причем кабели (4) снаружи покрыты кабельной оболочкой (8), при этом снаружи кабельной оболочки (8) спирально обмотана вторая стальная лента (9), причем кабельная оболочка (8) и вторая стальная лента (9) снаружи покрыты второй наружной оболочкой (10).

2. Насосно-компрессорная труба для ЭПН для добычи нефти по п. 1, в которой вокруг второй наружной оболочки (10) обмотана фиксирующая стальная проволочная сетка (11), при этом фиксирующая стальная проволочная сетка (11) защищена предохранительным кожухом (12).

3. Насосно-компрессорная труба для ЭПН для добычи нефти по п. 2, в которой к наружной стороне предохранительного кожуха (12) на равных углах прикреплены износостойкие полосы (13).

4. Насосно-компрессорная труба для ЭПН для добычи нефти по п. 1, в которой первая стальная лента (2) и вторая стальная лента (9) обмотаны вокруг внутренней трубы (1) и кабельной оболочки (8) соответственно с помощью обмоточной машины, при этом внутренняя труба (1) и кабельная оболочка (8) покрыты снаружи первой наружной оболочкой (3) и второй наружной оболочкой (10) соответственно с помощью экструзионного устройства.

5. Насосно-компрессорная труба для ЭПН для добычи нефти по п. 1, которая содержит четыре проводника (7), причем все четыре проводника (7) являются проводниками из отожженной меди, при этом три проводника (7) из этих проводников предназначены для передачи электроэнергии, а один проводник (7) предназначен для заземления, причем четыре проводника (7) равномерно обмотаны снаружи первой наружной оболочки (3).

6. Насосно-компрессорная труба для ЭПН для добычи нефти по п. 3, в которой как предохранительный кожух (12), так и износостойкие полосы (13) выполнены из износостойкой резины.

7. Способ изготовления насосно-компрессорной трубы для ЭПН для добычи нефти по любому из пп. 1–6, включающий следующие этапы:

S1) выпрямление внутренней трубы с помощью секции выпрямления и покрытие внутренней трубы снаружи стальной лентой;

S2) пропускание через матрицу и выдавливание покрытия для оболочки снаружи с помощью экструзионного устройства;

S3) наматывание на катушку после водяного охлаждения;

S4) скручивание кабеля на внутренней трубе с покрытием для оболочки с помощью машины для скручивания кабеля;

S5) обматывание стальной ленты снаружи кабельной оболочки и выдавливание наружной оболочки с помощью экструдера; и

S6) плетение стальной проволочной сетки, выдавливание предохранительного кожуха снаружи стальной проволочной сетки, охлаждение и наматывание на катушку.

8. Способ изготовления насосно-компрессорной трубы для ЭПН для добычи нефти по п. 7, в котором на этапе S1 намотанную внутреннюю трубу выпрямляют с помощью секции выпрямления, а после выпрямления внутреннюю трубу с помощью обмоточной машины снаружи обматывают стальной лентой, при этом на этапе S2, после выпрямления внутренней трубы и обмотки стальной ленты, внутреннюю трубу пропускают через матрицу для ввода в экструзионное устройство для выдавливания оболочки снаружи внутренней трубы и стальной ленты.

9. Способ изготовления насосно-компрессорной трубы для ЭПН для добычи нефти по п. 7, в котором на этапе S3, после выдавливания оболочки, внутреннюю трубу охлаждают с помощью охлаждающей воды, а после охлаждения внутреннюю трубу наматывают на катушку, при этом на этапе S4 покрытую оболочкой намотанную на катушку внутреннюю трубу выпускают, а затем обматывают оболочку с помощью машины для скручивания кабеля.

10. Способ изготовления насосно-компрессорной трубы для ЭПН для добычи нефти по п. 7, в котором на этапе S5 поверхность кабеля обматывают стальной лентой с помощью обмоточной машины, а после обмотки снаружи кабеля и стальной ленты выдавливают наружную оболочку с помощью экструзионного устройства, при этом на этапе S6, после выдавливания наружной оболочки, с помощью сплетающего устройства снаружи наружной оболочки сплетают стальную проволочную сетку, причем снаружи стальной проволочной сетки с помощью экструзионного устройства для резины выдавливают предохранительный кожух, а в конце насосно-компрессорную трубу охлаждают и наматывают на катушку.