Конструкция соединителя телескопического Российский патент 2021 года по МПК E21B17/02 E21B17/07 E21B47/00 E21B47/17 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оборудованию для исследования скважин, в частности, к приборам, осуществляющих оперативную передачу данных, между скважиной и наземной частями комплекса, измеренных скважинной частью комплекса на поверхность, модуляцией потока промывочной жидкости импульсами положительного давления, а более конкретно, - к конструкции соединителя телескопического, предназначенного для электрической и механической стыковки модулей скважиной части комплекса.

Уровень техники

Известны различные соединители телескопические. Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является соединитель телескопический фирмы APS Technology (US 10184301 В2, 22.01.2019). Известный соединитель телескопический состоит из нижнего неподвижного и верхнего подвижного стыковочных узлов, предназначенных для скручивания с нижним и верхним модулями, соответственно (нижние и верхние модули могут меняться местами). Нижний стыковочный узел скручивается с внешним корпусом соединителя телескопического, верхний стыковочный узел скручивается с внутренним корпусом. Данные внешний и внутренний корпуса перемещаются друг в друге, что позволяет изменять длину соединителя телескопического. Внутренняя полость нижнего корпуса заполнена газом либо жидкостью (например, машинным маслом), находящимся под предварительно созданным давлением, которое воздействует на внутренний корпус. Благодаря этому давлению соединитель телескопический находится всегда в выдвинутом положении. При стыковки верхнего модуля, происходит сжатие газа либо жидкости, в результате повышается давление во внутренней полости, что обеспечивает жесткую фиксацию в осевом направлении нижней и верхней частей соединителя телескопического. Избыток давления стравливается клапаном. Для герметизации внутренней полости имеются уплотнительные элементы. Провода, от верхней головки к нижней, проходят через внутреннюю полость верхнего и внутреннего корпусов, где изогнуты по винтовой линии, для компенсации длины провода при изменении длины соединителя телескопического. Недостатками указанного ближайшего технического решения являются:

- постоянная необходимость наличия на складе большого количества запасных частей, особенно уплотнительных элементов, так как при работе, буровой раствор, движущийся с большой скоростью, изнашивает поверхности элементов конструкции;

- сложность обслуживания из-за наличия полости, залитой газом либо жидкостью;

- возможные утечки газа либо жидкости из-за повреждений самих уплотнений, либо уплотнительных поверхностей;

- большие затраты времени на обслуживание данного изделия после каждого спуска-подъема аппаратуры;

- сложность процесса сборки аппаратуры на устье и увеличение времени простоя. Заявленное изобретение устраняет указанные недостатки и позволяет достичь заявленный технический результат.

Раскрытие изобретения

Технической задачей, которую решает предлагаемое решение, является создание герметичного телескопического соединителя для электрической стыковки между собой модулей телесистемы, обеспечивающего значительное упрощение и сокращение времени обслуживания соединителя после каждого спуска-подъема телесистемы, исключение утечек газа либо жидкости, упрощение и сокращение времени электрической стыковки модулей телесистемы между собой, а также облегчающего процесс монтажа/демонтажа телесистемы на устье и уменьшающего время простоя телесистемы, повышая надежность и удобство использования телесистемы в целом.

Технический результат заключается в упрощении и сокращении времени обслуживания соединителя после каждого спуска-подъема телесистемы, исключении утечек, упрощении и сокращении времени электрической стыковки модулей телесистемы между собой, а также облегчении процесса монтажа/демонтажа телесистемы на устье и уменьшении времени простоя телесистемы, повышении надежности и удобства использования телесистемы в целом.

Для решения поставленной задачи с достижением заявленного технического результата соединитель телескопический для электрической стыковки модулей телесистемы содержит верхний и нижний стыковочный узлы, выполненные для стыковки к верхнему и нижнему модулям соответственно, внешний кожух, соединенный с верхним стыковочным узлом, внутренний кожух, соединенный с нижним стыковочным узлом, при этом внешний и внутренний кожухи сориентированы между собой и выполнены с возможностью перемещения друг в друге и изменения длины соединителя телескопического, по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу, причем внутри указанных кожухов расположена по меньшей мере одна трубка, изогнутая по винтовой линии, одним концом герметично зафиксированная к верхнему стыковочному узлу, а другим концом герметично зафиксированная к нижнему стыковочному узлу, причем в указанной по меньшей мере одной трубке расположен по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу.

В верхнем и нижнем стыковочных узлах установлены верхний и нижний герметичные вводы соответственно, причем верхний герметичный ввод расположен сверху трубки, а нижний герметичный ввод расположен снизу трубки, при этом по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу и расположенный в трубке, одним своим концом соединен с верхним герметичным вводом, а другим концом соединен с нижним герметичным вводом.

По меньшей мере одна трубка частично или полностью заполнена изоляционным материалом.

Стенки по меньшей мере одной трубки выполнены с возможностью выдерживания внешнего гидростатического давления бурового раствора.

По меньшей мере одна трубка выполнена металлической.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - известный из уровня техники аналог соединителя телескопического;

Фиг. 2 - соединитель телескопический в сдвинутом положении (продольный разрез), согласно изобретению;

Фиг. 3 - соединитель телескопический в раздвинутом положении (продольный разрез), согласно изобретению.

Осуществление изобретения

Соединитель телескопический предназначен для электрической стыковки между собой модулей (верхнего и нижнего) скважинной телесистемы, когда невозможна их непосредственно прямая стыковка.

Соединитель телескопический состоит из верхнего стыковочного узла, в который установлен разъем для подключения к верхнему модулю. К разъему стыкуется по меньшей мере один провод, второй конец которого фиксируется на верхнем герметичном вводе, предназначенном для аварийной защиты разъема и верхних модулей от внешнего гидростатического давления бурового раствора. К другому концу верхнего герметичного ввода стыкуется по меньшей мере один провод, который соединяется с нижним герметичным вводом, предназначенным для аварийной защиты нижних модулей от внешнего гидростатического давления бурового раствора.

По меньшей мере один провод расположен внутри трубки, например, металлической, изогнутой по винтовой линии (спирали), стенки которой выдерживают либо не выдерживают внешнее гидростатическое давление бурового раствора (таких трубок может быть несколько, и в каждой могут находиться по меньшей мере один провод). Трубка (трубки) одним концом герметично фиксируется к верхнему стыковочному узлу, а другим концом герметично фиксируется к нижнему стыковочному узлу. Такая конструкция трубки позволяет изменять длину соединителя в требуемом диапазоне.

Нижний стыковочный узел непосредственно стыкуется механически и электрически (через разъем) с нижним модулем. К разъему нижнего стыковочного узла стыкуется по меньшей мере один провод, второй конец которого фиксируется на нижнем герметичном вводе, предназначенном для аварийной защиты разъема и нижних модулей от внешнего гидростатического давления бурового раствора.

К верхнему стыковочному узлу стыкуется внешний защитный кожух трубки (трубок), а к нижнему стыковочному узлу стыкуется внутренний защитный кожух трубки (трубок). Данные внешний и внутренний кожухи сориентированы друг относительно друга, что не позволяет верхнему и нижнему стыковочным узлам вращаться друг относительно друга, что предотвращает закручивание трубки, а также защищает ее от возможных внешних механических повреждений. Трубка, путем своего удлинения и сжатия, позволяет стыковать модули, расположенные на расстоянии друг от друга. Трубка может быть частично или полностью заполнена какими-либо защитными материалами, например, маслом, компаундом, либо другим изоляционным материалом.

На фиг. 1 показан известный из уровня техники аналог соединителя телескопического. Известный соединитель телескопический состоит из нижнего неподвижного и верхнего подвижного стыковочных узлов, предназначенных для скручивания с нижним и верхним модулями, соответственно (нижние и верхние модули могут меняться местами). Нижний стыковочный узел скручивается с внешним корпусом соединителя телескопического, верхний стыковочный узел скручивается с внутренним корпусом. Данные внешний и внутренний корпуса перемещаются друг в друге, что позволяет изменять длину соединителя телескопического. Внутренняя полость нижнего корпуса заполнена газом либо жидкостью (например, машинным маслом), находящимся под предварительно созданным давлением, которое воздействует на внутренний корпус. Благодаря этому давлению соединитель телескопический находится всегда в выдвинутом положении. При стыковки верхнего модуля, происходит сжатие газа либо жидкости, в результате повышается давление во внутренней полости, что обеспечивает жесткую фиксацию в осевом направлении нижней и верхней частей соединителя телескопического. Избыток давления стравливается клапаном. Для герметизации внутренней полости имеются уплотнительные элементы. Провода, от верхней головки к нижней, проходят через внутреннюю полость верхнего и внутреннего корпусов, где изогнуты по винтовой линии, для компенсации длины провода при изменении длины соединителя телескопического. Недостатками указанного ближайшего технического решения являются:

- постоянная необходимость наличия на складе большого количества запасных частей, особенно уплотнительных элементов, так как при работе, буровой раствор, движущийся с большой скоростью, изнашивает поверхности элементов конструкции;

- сложность обслуживания из-за наличия полости, залитой газом либо жидкостью;

- возможные утечки газа либо жидкости из-за повреждений самих уплотнений, либо уплотнительных поверхностей;

- большие затраты времени на обслуживание данного изделия после каждого спуска-подъема аппаратуры.

Наличие по крайней мере одной трубки, изогнутой по винтовой линии (спирали), в которой проходит по меньшей мере один провод, защищенной от внешних механических повреждений защитными кожухами, не требующей проведения технического обслуживания после каждого цикла работ, является отличительной особенностью заявленного изобретения. При наличии данной трубки в конструкции соединителя, нет необходимости в заполнении внутренней полости кожухов газом либо жидкостью, соответственно исключаются утечки газа либо жидкости из-за повреждений самих уплотнений, либо уплотнительных поверхностей, а также отсутствует необходимость в использовании большого количества уплотнительных элементов.

На фиг. 2 показан продольный разрез соединителя телескопического согласно настоящему изобретению. Соединитель телескопический состоит из верхнего стыковочного узла 1, в который установлен разъем 2 для подключения к верхнему модулю. К разъему (с внутренней его стороны) стыкуется по меньшей мере один провод 3, второй конец которого фиксируется на верхнем герметичном вводе 4 (на внешнем его конце), предназначенном для аварийной защиты разъема и верхних модулей от внешнего гидростатического давления бурового раствора. К другому концу (внутреннему) верхнего герметичного ввода стыкуется по меньшей мере один провод 5, который соединяется с нижним герметичным вводом 6, предназначенным для аварийной защиты нижних модулей от внешнего гидростатического давления бурового раствора.

По меньшей мере один провод 5 расположен внутри трубки 7, например, металлической, изогнутой по винтовой линии (спирали), стенки которой выдерживают либо не выдерживают внешнее гидростатическое давление бурового раствора (таких трубок 7 может быть несколько, и в каждой могут находиться по крайней мере один провод 5). Трубка 7 одним концом герметично фиксируется к верхнему стыковочному узлу 1, а другим концом герметично фиксируется к нижнему стыковочному узлу 8. Такая конструкция трубки позволяет изменять длину соединителя в требуемом диапазоне.

Нижний стыковочный узел 8 непосредственно стыкуется механически и электрически (через разъем) с нижним модулем. К разъему (с внутренней его стороны) нижнего стыковочного узла стыкуется по меньшей мере один провод, второй конец которого фиксируется на нижнем герметичном вводе (на внешнем его конце), предназначенном для аварийной защиты разъема и нижних модулей от внешнего гидростатического давления бурового раствора.

К верхнему стыковочному узлу 1 стыкуется внешний защитный кожух 9 трубки (трубок) 7, а к нижнему стыковочному узлу стыкуется внутренний защитный кожух 10 трубки (трубок) 7. Данные внешний 9 и внутренний 10 кожухи сориентированы друг относительно друга, что не позволяет верхнему 1 и нижнему стыковочным узлам 8 вращаться друг относительно друга, что предотвращает закручивание трубки 7, а также защищают ее от возможных внешних механических повреждений. Одна или несколько трубок 7, путем своего удлинения и сжатия, позволяет стыковать модули, расположенные на расстоянии друг от друга (фиг. 3). Трубка может быть выполнена как металлической, так и из другого материала, способного выдерживать или не выдерживать внешнее гидростатическое давление бурового раствора. Трубка может быть частично или полностью заполнена какими-либо защитными материалами, например, маслом, компаундом, либо другим изоляционным материалом. Нижние и верхние модули могут меняться местами. У соединителя телескопического нижний и верхний стыковочные узлы с внешним и внутренним кожухами могут меняться местами.

Выполнение соединителя вышеуказанным образом обеспечивает упрощение и сокращение времени обслуживания соединителя после каждого спуска-подъема телесистемы, исключение утечек, упрощение и сокращение времени электрической стыковки модулей телесистемы между собой, а также облегчение процесса монтажа/демонтажа телесистемы на устье и уменьшение времени простоя телесистемы, повышение надежности и удобства использования телесистемы в целом.

Изобретение относится к оборудованию для исследования скважин, в частности к приборам, осуществляющим оперативную передачу данных между скважиной и наземной частями комплекса. Технический результат - упрощение и сокращение времени обслуживания соединителя после каждого спуска-подъема телесистемы, исключение утечек, упрощение и сокращение времени электрической стыковки модулей телесистемы между собой, а также облегчение процесса монтажа/демонтажа телесистемы на устье и уменьшение времени простоя телесистемы, повышение надежности и удобства использования телесистемы в целом. Соединитель телескопический для электрической стыковки модулей телесистемы содержит верхний и нижний стыковочные узлы, выполненные для стыковки к верхнему и нижнему модулям соответственно, внешний кожух, соединенный с верхним стыковочным узлом, внутренний кожух, соединенный с нижним стыковочным узлом, по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу. При этом внешний и внутренний кожухи сориентированы между собой и выполнены с возможностью перемещения друг в друге и изменения длины соединителя телескопического. Внутри указанных кожухов расположена по меньшей мере одна трубка, изогнутая по винтовой линии, одним концом герметично зафиксированная к верхнему стыковочному узлу, а другим концом герметично зафиксированная к нижнему стыковочному узлу. Причем в указанной по меньшей мере одной трубке расположен по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Соединитель телескопический для электрической стыковки модулей телесистемы, содержащий верхний и нижний стыковочные узлы, выполненные для стыковки к верхнему и нижнему модулям соответственно, внешний кожух, соединенный с верхним стыковочным узлом, внутренний кожух, соединенный с нижним стыковочным узлом, при этом внешний и внутренний кожухи сориентированы между собой и выполнены с возможностью перемещения друг в друге и изменения длины соединителя телескопического, по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу, отличающийся тем, что внутри указанных кожухов расположена по меньшей мере одна трубка, изогнутая по винтовой линии, одним концом герметично зафиксированная к верхнему стыковочному узлу, а другим концом герметично зафиксированная к нижнему стыковочному узлу, причем в указанной по меньшей мере одной трубке расположен по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу.

2. Соединитель по п. 1, отличающийся тем, что в верхнем и нижнем стыковочных узлах установлены верхний и нижний герметичные вводы соответственно, причем верхний герметичный ввод расположен сверху трубки, а нижний герметичный ввод расположен снизу трубки, при этом по меньшей мере один провод, проходящий от верхнего стыковочного узла к нижнему стыковочному узлу и расположенный в трубке, одним своим концом соединен с верхним герметичным вводом, а другим концом соединен с нижним герметичным вводом.

3. Соединитель по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна трубка частично или полностью заполнена изоляционным материалом.

4. Соединитель по п. 1, отличающийся тем, что стенки по меньшей мере одной трубки выполнены с возможностью выдерживания внешнего гидростатического давления бурового раствора.

5. Соединитель по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна трубка выполнена металлической.