БЛОК ГИБКИХ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ И КАНАТНО-ТРОСОВОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2022 года по МПК E21B17/20 E21B17/08 E21B19/22 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к области систем гибких насосно-компрессорных труб. Более конкретно, настоящее изобретение относится к системе гибких насосно-компрессорных труб, в которой компоновка гибких насосно-компрессорных труб расположена смежно с канатно-тросовой установкой в сборе таким образом, что они имеют общую ось вращения.

2. Описание данной области техники содержит информацию, раскрытую в 37 CFR 1.97 и 37 CFR 1.98.

[0002] Системы гибких насосно-компрессорных труб для эксплуатации скважины являются общеизвестными. В таких системах непрерывную насосно-компрессорную трубу, обычно выполненную из металла, опускают в скважину посредством устьевого подающего устройства, которая состоит из пары зажимных клещей с непрерывной цепью в сборе, которые захватывают насосно-компрессорную трубу и опускают ее в скважину с помощью двух моторов. Обратный ход зажимных клещей с цепью в сборе используют для извлечения насосно-компрессорных труб из скважины.

[0003] На поверхности, насосно-компрессорные трубы хранят на большом барабане или большой катушке, с которых насосно-компрессорные трубы снимают посредством тянущего усилия устьевого подающего устройства. Катушка имеет привод от мотора, чтобы обеспечить повторное наматывание насосно-компрессорных труб на барабан при их извлечении из скважины.

[0004] Укладыватель используют для упорядоченного направления колонны насосно-компрессорных труб с барабана / на барабан для доведения до максимума длины насосно-компрессорных труб, которую может вместить барабан.

[0005] Для применений, где операции с гибкими насосно-компрессорными трубами осуществляют на скважинах небольшой глубины и скважины считают «истощенными» (т. е., гидростатическое давление текучей среды в скважине превышает давление пласта), не существует требований к подающему устройству вследствие того, что вес колонны гибких насосно-компрессорных труб в скважине превышает коэффициент потери веса при погружении общего скважинного флюида.

[0006] Базовое оборудование для гибких насосно-компрессорных труб (катушка, насос для текучей среды и направляющая насосно-компрессорных труб) имеют очень похожую конструкцию у всех поставщиков услуг, работающих в сфере геолого-технических мероприятий в отрасли промышленности. Поставщики услуг стремятся поставлять эти единицы оборудования отдельно для доведения до максимума производительности или возможностей каждого блока, учитывая, что могут существовать ограничения по весу при перемещении оборудования кранами.

[0007] Катушки гибких насосно-компрессорных труб стремятся предоставлять отдельно на передвижной грузовой платформе или на автомобильном прицепе. Насосы для текучей среды также стремятся предоставлять на отдельной передвижной грузовой платформе или на автомобильном прицепе.

[0008] В прошлом были выданы различные патенты, относящиеся к блокам гибких насосно-компрессорных труб. Например, в патенте США № 3841407, выданном Bozeman 15 октября 1974 г., описан такой блок гибких насосно-компрессорных труб. В этом патенте устройство и способ раскрыты для применения гибких насосно-компрессорных труб в скважинах, при этом гибкие насосно-компрессорные трубы снимают с катушки посредством блока подачи, который содержит противолежащие роликовые цепи, перемещающиеся вдоль дуговой траектории, образованной каркасом. Одна из роликовых цепей приводится в действие и обеспечена захватывающими элементами для захвата насосно-компрессорных труб, а другая роликовая цепь вводится в зацепление с насосно-компрессорными трубами посредством давления текучей среды в шланге. Шланг обеспечивает равномерное давление вдоль дуговой траектории и труба выравнивается на выходе из дуговой траектории выравнивающим устройством.

[0009] Патент США № 4265304, выданный Baugh 5 мая 1981 г. В этом патенте раскрыто устройство для гибких насосно-компрессорных труб для работы со скважинами, при этом устьевое подающее устройство насосно-компрессорных труб установлено на мачте и выполнено с возможностью перемещения на выбранную высоту вдоль мачты. Мачта содержит нижнюю секцию и верхнюю секцию, которая соединена с возможностью поворота с нижней секцией. Устьевое подающее устройство может быть опущено ниже точки поворота и мачта может быть сложена с целью транспортировки.

[0010] Канатно-тросовая установка является другим важным инструментом для эксплуатации скважин и, в общем, хорошо известна. Канатно-тросовая установка поднимается и опускается в скважине посредством гидравлического наматывания и разматывания троса и обычно требуется в дополнение к блоку гибких насосно-компрессорных труб, поскольку ее намного проще и быстрее развернуть, если требуется выполнение операций, не связанных с работой насоса.

[0011] Канатно-тросовая установка может быть использована для ряда целей внутри скважины, как раскрыто в различных патентах, относящихся к канатно-тросовой установке. Например, в публикации патента США № 2013/0153227, опубликованной 20 июня 2013 г., раскрыто применение канатно-тросовой установки для использования измельчителя с приводом от мотора внутри скважины.

[0012] В патенте США № 8136587, выданном Lynde и соавт. 20 марта 2012 г., раскрыто применение канатно-тросовой установки с системой трубчатых скребков. Скважинный трубчатый скребок из этого патента используют в канатно-тросовой установке со встроенным источником питания и он оснащен вращающимися в противоположные стороны скребками с якорем или якорем со скребками с односторонним вращением.

[0013] В патенте США № 8403048, выданном Laird и соавт. 26 марта 2013 г., описано применение канатно-тросовой установки для управления труборезом для насосно-компрессорных труб. Труборез для насосно-компрессорных труб используют с компоновкой нижней части бурильной колонны, которая содержит уплотнение и опору внутри насосно-компрессорных труб, которые режут.

[0014] В патенте США № 9593573, выданном Ullah 14 марта 2017 г., раскрыта оптоволоконная канатно-тросовая установка и инструменты, связанные с ней. Оптоволоконная канатно-тросовая установка позволяет осуществлять связь с различными скважинными инструментами и инструментами в сборе, выполненными с возможностью связи посредством оптоволоконной канатно-тросовой установки. Эта канатно-тросовая установка может быть использована в геофизическом исследовании скважин и других скважинных операциях и обеспечивает связь в режиме реального времени с поверхностным оборудованием.

[0015] Целью настоящего изобретения является предоставление устройства, в котором гибкие насосно-компрессорные трубы и катушки канатно-тросовой установки комбинируются в одном блоке.

[0016] Другой целью настоящего изобретения является предоставление комбинированного блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, который уменьшает потенциальные опасности, связанные с транспортировкой и подъемом.

[0017] Другой целью настоящего изобретение является предоставление блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, который уменьшает площадь, занимаемую оборудованием на площадке скважины.

[0018] Другой целью настоящего изобретения является предоставление комбинированного блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, который требует меньше персонала на площадке.

[0019] Еще одной целью настоящего изобретения является предоставление комбинированного блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, при этом отсутствуют внешние съемные гидравлические шланги, требуемые для соединения насоса для текучей среды и блока питания с различными катушками.

[0020] Другой целью настоящего изобретения является предоставление комбинированного блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, при этом барабаны как гибких насосно-компрессорных труб, так и канатно-тросовой установки выровнены с устьевым отверстием скважины.

[0021] Другой целью настоящего изобретения является предоставление комбинированного блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, при этом один блок питания обеспечивает питание для обоих блоков, вследствие чего не требуется отсоединение для переключения подачи питания с одного блока на другой.

[0022] Другой целью настоящего изобретения является предоставление комбинированного блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, при этом модуль гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки можно быстро переключать, чтобы изменять размеры гибких насосно-компрессорных труб и/или тросового каната.

[0023] Другой целью настоящего изобретения является предоставление модульной конструкции, которая обеспечивает различные применения барабанов гибких насосно-компрессорных труб и/или канатно-тросовой установки.

[0024] Эти и другие цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидны при прочтении связанного описания и приложенной формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Один вариант осуществления настоящего изобретения является устройством имеющим основание, компоновку гибких насосно-компрессорных труб, прикрепленную к основанию, и канатно-тросовую установку в сборе, прикрепленную к основанию. Компоновка гибких насосно-компрессорных труб имеет катушку гибких насосно-компрессорных труб, установленную на вале. Канатно-тросовая установка в сборе имеет барабан канатно-тросовой установки и по меньшей мере один блок подшипников. Вал компоновки гибких насосно-компрессорных труб размещен в по меньшей мере одном блоке подшипников, чтобы проходить через внутреннюю часть барабана канатно-тросовой установки, вследствие чего барабан гибких насосно-компрессорных труб выполнен с возможностью вращения независимо от барабана канатно-тросовой установки.

[0026] В варианте осуществления настоящего изобретения компоновка гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовая установка в сборе имеют общую ось вращения.

[0027] В варианте осуществления устройство дополнительно содержит передвижную грузовую платформу, при этом основание расположено с возможностью снятия на передвижной грузовой платформе. Передвижная грузовая платформа может иметь силовой блок, расположенный на ней. Силовой блок предпочтительно имеет двигатель и по меньшей мере первый гидравлический насос и второй гидравлический насос. Первый мотор может быть расположен на основании и соединен с компоновкой гибких насосно-компрессорных труб. Первый мотор соединен с первым гидравлическим насосом посредством первого гидравлического шланга. Второй мотор может быть расположен на основании и соединен с канатно-тросовой установкой в сборе. Второй мотор соединен со вторым гидравлическим насосом посредством второго гидравлического шланга.

[0028] Насос для текучей среды может быть расположен на передвижной грузовой платформе. Насос для текучей среды предпочтительно имеет третий мотор, соединенный с ним. Третий мотор соединен с третьим гидравлическим насосом силового блока посредством третьего гидравлического шланга.

[0029] В варианте осуществления вал компоновки гибких насосно-компрессорных труб имеет конец, проходящий наружу относительно барабана канатно-тросовой установки. В этом варианте осуществления соединение для шланга для текучей среды установлено на конце вала и выполнено с возможностью вращения относительно вала. В месте между первым и вторым фланцами катушки барабана гибких насосно-компрессорных труб через вал просверлено отверстие. Предпочтительно вал компоновки гибких насосно-компрессорных труб имеет внутренний проход между отверстием и соединением для шланга для текучей среды.

[0030] В варианте осуществления канатно-тросовая установка в сборе имеет укладыватель в сборе, расположенный смежно с ней.

[0031] Предпочтительно кабина управления расположена на передвижной грузовой платформе.

[0032] Настоящее изобретение является также устройством, имеющим передвижную грузовую платформу с силовым блоком, расположенным на ней, и модулем, расположенным с возможностью снятия на ней. Силовой блок имеет двигатель, первый гидравлический насос и второй гидравлический насос. Модуль имеет первичную катушку в сборе с первым мотором и вторичную катушку в сборе со вторым мотором. Первичная катушка в сборе и вторичная катушка в сборе имеют общую ось вращения и выполнены с возможностью независимого вращения. Первый мотор соединен с первым гидравлическим насосом посредством первого гидравлического шланга. Второй мотор предпочтительно соединен со вторым гидравлическим насосом посредством второго гидравлического шланга.

[0033] В варианте осуществления передвижная грузовая платформа предпочтительно имеет органы управления, расположенные на ней, выполненные с возможностью управления силовым блоком, первичной катушкой в сборе и вторичной катушкой в сборе. Органы управления предпочтительно расположены в кабине управления, расположенной на передвижной грузовой платформе.

[0034] В варианте осуществления первичная катушка в сборе имеет вал и барабан. Вторичная катушка в сборе имеет барабан с по меньшей мере одним блоком подшипников. Вал первичной катушки в сборе размещен в блоке подшипников вторичной катушки в сборе и проходит через внутреннюю часть барабана вторичной катушки в сборе. Предпочтительно соединение для шланга для текучей среды установлено на вале на стороне вторичной катушки в сборе, противоположной первичной катушке в сборе. Соединение для шланга для текучей среды выполнено с возможностью вращения относительно вала. В месте между первым и вторым фланцами катушки барабана первичной катушки в сборе через вал также просверлено отверстие.

[0035] В варианте осуществления передвижная грузовая платформа имеет насос для текучей среды, расположенный на ней, при этом насос для текучей среды выполнен с возможностью подачи текучей среды на первичную катушку в сборе через соединение для шланга для текучей среды и отверстие.

[0036] Предпочтительно первичная катушка в сборе является катушкой гибких насосно-компрессорных труб в сборе, а вторичная катушка в сборе является катушкой канатно-тросовой установки в сборе.

[0037] Настоящее изобретение является также блоком гибких насосно-компрессорных труб, имеющим основание, компоновку гибких насосно-компрессорных труб, прикрепленную к основанию, вторичный барабан, расположенный смежно с компоновкой гибких насосно-компрессорных труб, и поворотный штуцер. Компоновка гибких насосно-компрессорных труб имеет барабан гибких насосно-компрессорных труб с противоположными фланцами и вал. Вал проходит через внутреннюю часть барабана гибких насосно-компрессорных труб и имеет отверстие, просверленное в нем, в месте между противоположными фланцами барабана гибких насосно-компрессорных труб. Вторичный барабан расположен смежно с компоновкой гибких насосно-компрессорных труб, вследствие чего вторичный барабан и барабан гибких насосно-компрессорных труб имеют общую ось вращения. Вторичный барабан имеет по меньшей мере один блок подшипников. Вал компоновки гибких насосно-компрессорных труб размещен в по меньшей мере одном блоке подшипников и проходит через внутреннюю часть вторичного барабана. Поворотный штуцер прикреплен к концу вала смежно со вторичным барабаном. Поворотный штуцер выполнен с возможностью вращения относительно вала и выполнен с возможностью обеспечения ввода текучей среды или кабеля в полую внутреннюю часть вала.

[0038] Предпочтительно каждое из компоновки гибких насосно-компрессорных труб и вторичного барабана имеет соответствующий мотор, соединенный с ним и расположенный на основании. Блок гибких насосно-компрессорных труб также содержит передвижную грузовую платформу, имеющую на себе гидравлический силовой блок. Основание расположено на передвижной грузовой платформе. Гидравлический силовой блок имеет первый гидравлический шланг, соединенный с мотором компоновки гибких насосно-компрессорных труб, а второй гидравлический шланг соединен с мотором вторичного барабана. Предпочтительно основание прикреплено с возможностью снятия к передвижной грузовой платформе.

[0039] Предпочтительно вторичный барабан является барабаном канатно-тросовой установки.

[0040] Эта предшествующая секция предназначена для описания, с особенностями, предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Следует понимать, что модификации этих предпочтительных вариантов осуществления могут быть выполнены в рамках объема настоящей формулы изобретения. Таким образом, эта секция не должна рассматриваться, каким-либо образом, как ограничивающая широкий объем настоящего изобретения. Настоящее изобретение должно быть ограничено только следующей формулой изобретения и ее предусмотренными законодательством эквивалентами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ ВИДОВ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0041] На фиг. 1 изображен вид в перспективе блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0042] На фиг. 2 изображен вид сбоку блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0043] На фиг. 3 изображен изолированный вид, концентрирующий внимание на канатно-тросовой установке в сборе согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

[0044] На фиг. 4 изображен изолированный вид компоновки гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки в сборе блока согласно настоящему изобретению, при этом различные компоненты блока гибких насосно-компрессорных труб были удалены для ясности.

[0045] На фиг. 5 изображен вид спереди блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки согласно настоящему изобретению.

[0046] На фиг. 6 изображен схематический вид, иллюстрирующий различные компоненты блока гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0047] Ссылаясь на фиг. 1 и 2, показан блок 10 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Блок 10 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки содержит передвижную грузовую платформу 12, имеющую в целом прямоугольный каркас. Передвижная грузовая платформа 12 служит опорой для модуля 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб на одном своем конце. Предпочтительно модуль 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб расположен с возможностью снятия на передвижной грузовой платформе 12. Передвижная грузовая платформа 12 и модуль 14 выполнены с возможностью транспортировки обычными средствами, включая вилочные погрузчики и стропы.

[0048] Модуль 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб имеет основание 16, служащее опорой для первичной катушки в сборе 18 и вторичной катушки в сборе 26. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения первичная катушка в сборе 18 имеет вид компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб, тогда как вторичная катушка в сборе 26 имеет вид канатно-тросовой установки в сборе 26, при этом каждая из них называется так далее в настоящем документе. В рамках концепции настоящего изобретения различные компоновки насосно-компрессорных труб или катушки в сборе могут иметь вид разных типов компоновки насосно-компрессорных труб или катушки в сборе, используемых при эксплуатации скважины или в других подобных операциях.

[0049] Компоновка 18 гибких насосно-компрессорных труб показана как имеющая барабан 20 гибких насосно-компрессорных труб с парой фланцев 22 катушки гибких насосно-компрессорных труб. Укладыватель 24 гибких насосно-компрессорных труб показан расположенным перед барабаном 20 гибких насосно-компрессорных труб и служит для помощи в наматывании гибких насосно-компрессорных труб (не показаны) на барабан 20 гибких насосно-компрессорных труб и разматывании с него. Канатно-тросовая установка в сборе 26 показана более подробно ниже в настоящем документе.

[0050] Предпочтительно передвижная грузовая платформа 12 имеет кабину 28 управления с подходящими органами управления в ней для управления компоновкой 18 гибких насосно-компрессорных труб, канатно-тросовой установкой в сборе 26 и соответствующими моторами и насосами. Кабина 28 управления проиллюстрирована как имеющая входную дверь 32 и окна 34. Кабина управления служит в качестве центрального места для органов управления, таким образом требуя меньше персонала для работы по сравнению с известным уровнем техники, в котором гибкие насосно-компрессорные трубы и канатно-тросовая установка предусмотрены в отдельных блоках, имеющих отдельные источники питания.

[0051] Силовой блок 30 показан как расположенный на передвижной грузовой платформе 12, на ее конце, противоположном компоновке 18 и установке в сборе 26. Гидравлический радиатор 36 расположен смежно с силовым блоком 30 для охлаждения гидравлической текучей среды из гидравлических насосов, которые описаны ниже.

[0052] Насос 37 высокого давления для текучей среды проиллюстрирован на фиг. 2, и может быть использован для подачи струи в скважину. Этот насос 37 для текучей среды соединен с компоновкой 18 гибких насосно-компрессорных труб, как описано ниже. Насосы для текучей среды традиционно поставляют отдельно от блоков гибких насосно-компрессорных труб.

[0053] Ссылаясь на фиг. 3, показан изолированный вид, смежный с канатно-тросовой установкой в сборе 26. На фиг. 3 можно увидеть, что на одном конце канатно-тросовой установки в сборе 26 предусмотрен опорный каркас 38, который служит для поддержания барабана 40 канатно-тросовой установки в вертикальном положении над основанием 16 модуля 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб. Барабан 40 канатно-тросовой установки проиллюстрирован как имеющий пару фланцев 42 барабана канатно-тросовой установки. Звездочка 44 цепной передачи проиллюстрирована на одной стороне барабана 40 канатно-тросовой установки. Звездочка 44 цепной передачи принимает цепь (не показана) от специального мотора (описан ниже), который служит для независимого приведения в действие канатно-тросовой установки в сборе 26.

[0054] Вторая звездочка 45 цепной передачи показана на фиг. 3. Вторая звездочка 45 цепной передачи принимает цепь (не показана) и используется для работы укладывателя 24 от поворота барабана 20 гибких насосно-компрессорных труб.

[0055] Важно отметить, что на фиг. 3 проиллюстрированы подшипники 46 катушки канатно-тросовой установки. По меньшей мере один блок 46 подшипников катушки канатно-тросовой установки предусмотрен на барабане 40 канатно-тросовой установки. Однако в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения блок 46 подшипников катушки канатно-тросовой установки предусмотрен на обоих концах барабана 40 канатно-тросовой установки, смежных с фланцами 42 барабана канатно-тросовой установки. Блоки 46 подшипников катушки канатно-тросовой установки вмещают главный вал 54 компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб. Важно отметить, что главный вал 54 проходит через внутреннюю часть барабана 40 канатно-тросовой установки, но не соединен жестко с ним. Это позволяет барабану 20 гибких насосно-компрессорных труб и барабану 40 канатно-тросовой установки вращаться независимо друг от друга.

[0056] На фиг. 3 можно увидеть, что часть вала 54 проходит наружу относительно опоры 50. Также важно отметить, что на фиг. 3 проиллюстрировано шарнирное соединение 48 для шланга для текучей среды. Это соединение 48 может вращаться относительно главного вала 54 и используется для ввода текучей среды или кабеля через него и во внутренний проход главного вала 54 для сообщения с просверленным отверстием (как показано на фиг. 4), просверленным через главный вал 54. Предпочтительно шарнирное соединение 48 для шланга для текучей среды выполнено с возможностью вращения посредством комплекта подшипников, установленного на главном вале 54.

[0057] Ссылаясь на фиг. 4, показан изолированный вид компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки в сборе 26, при этом различные компоненты компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки в сборе 26, прежде всего, поверхность барабана 20 гибких насосно-компрессорных труб, не показаны для лучшей иллюстрации функционирования настоящего изобретения.

[0058] Показанные на фиг. 4 мотор и редуктор 52 катушки гибких насосно-компрессорных труб расположены на одном конце компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб, противоположном канатно-тросовой установке в сборе 26. Мотор и редуктор 52 катушки гибких насосно-компрессорных труб приводятся в действие гидравлическими шлангами (не показаны) и служат для поворота барабана 20 гибких насосно-компрессорных труб с требуемой скоростью.

[0059] На фиг. 4 также проиллюстрировано, что главный вал 54 проходит через внутреннюю часть компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб и размещается в подшипнике 46 катушки канатно-тросовой установки. Хотя главный вал 54 проиллюстрирован как имеющий два разных наружных диаметра, главный вал 54 может иметь постоянный наружный диаметр вдоль всей своей длины. Также показано просверленное отверстие 56 в главном вале 54 между противоположными фланцами 22 катушки компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб. Просверленное отверстие 56 находится в сообщении по текучей среде с внутренней частью главного вала 54 и также с шарнирным соединением 48 для шланга для текучей среды, расположенным на главном вале 54 противоположно канатно-тросовой установке в сборе 26.

[0060] Ссылаясь на фиг. 5, показан вид спереди блока 10 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки согласно настоящему изобретению. На фиг. 5 можно увидеть, что компоновка 18 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовая установка в сборе 26 имеют общую ось 58 вращения. Такая конфигурация позволяет обеим катушкам в сборе 18 и 26 быть выровненными с устьевым отверстием скважины, что является значительным преимуществом по сравнению с известным уровнем техники, в котором компоновка гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовая установка в сборе являются отдельными блоками, которые должны быть расположены на площадке.

[0061] На фиг. 6 показан схематический вид различных компонентов блока 10 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки согласно настоящему изобретению. На фиг. 6, в частности, проиллюстрирован модуль 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб, силовой блок 30 и насос 37 для текучей среды.

[0062] Модуль 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб показан как содержащий компоновку 18 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовую установку в сборе 26. Мотор 52 для компоновки 18 гибких насосно-компрессорных труб показан как имеющий соединение по валу между мотором 52 и компоновкой 18 гибких насосно-компрессорных труб. Подобным образом, показан другой мотор 72, имеющий соединение по цепи с катушкой канатно-тросовой установки в сборе 26.

[0063] Насос 37 высокого давления для текучей среды показан как имеющий мотор 68 с соединением по валу с ним. Насос 37 для текучей среды подает воду или другую текучую среду через шланг к компоновке 18 гибких насосно-компрессорных труб.

[0064] На фиг. 6 показано, что силовой блок 30 имеет двигатель 74 (предпочтительно дизельный), соединенный посредством коробки 76 передач с несколькими гидравлическими насосами. Эти гидравлические насосы содержат гидравлический насос 60, соединенный с мотором 68 насоса 37 высокого давления для текучей среды посредством гидравлического шланга 66a. Подобным образом, гидравлический насос 62 соединен гидравлическим шлангом 66b с мотором 52 гибких насосно-компрессорных труб. Наконец, насос 64 соединен посредством гидравлического шланга 66c с мотором 72 канатно-тросовой установки. Эти гидравлические шланги 66a, 66b и 66c проходят от силового блока 30 через передвижную грузовую платформу 12 для соединения с насосом 37 для текучей среды на передвижной грузовой платформе 12 и с соответствующими моторами на модуле 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб. Гидравлические шланги 66a, 66b и 66c могут быть быстро отсоединены от различных компонентов, вследствие чего модуль 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб может быть заменен на другой блок, если это необходимо или желательно. Гидравлические шланги 66a, 66b и 66c предпочтительно безопасно проходят через передвижную грузовую платформу 12 для предотвращения создания травмоопасных препятствий, связанных с отдельными блоками гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки и их соответствующими моторами и насосами из известного уровня техники.

[0065] Подходящие органы 78 управления, проиллюстрированные на фиг. 6, предпочтительно расположены в кабине 28 управления блока 10 гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки и их используют для управления различными моторами и насосами согласно настоящему изобретению. Объединение этих органов 78 управления представляет значительное улучшение по сравнению с известным уровнем техники, в котором требуются отдельные системы для гибких насосно-компрессорных труб, канатно-тросовой установки и насосов для текучей среды.

[0066] Ввод текучей среды в компоновку гибких насосно-компрессорных труб представляет особые трудности при комбинации компоновки гибких насосно-компрессорных труб с канатно-тросовой установкой в сборе. В обычных барабанах гибких насосно-компрессорных труб существует малое количество проблем, поскольку система передач находится на одной стороне катушки, и текучая среда поступает в катушку с другой стороны посредством шарнирного соединения гибких насосно-компрессорных труб. Шарнирное соединение гибких насосно-компрессорных труб поворачивается на 360° на подшипниках, что позволяет текучей среде поступать в катушку.

[0067] В настоящем изобретении канатно-тросовая установка в сборе расположена на стороне компоновки гибких насосно-компрессорных труб, противоположной системе передач компоновки гибких насосно-компрессорных труб, чтобы достигнуть целей настоящего изобретения, при этом: (1) барабаны гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки выровнены с устьевым отверстием скважины; и (2) компоновка гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовая установка в сборе размещены на одном модуле, который может быть легко заменен на передвижной грузовой платформе. Для обеспечения ввода текучей среды (или электрического кабеля) в компоновку гибких насосно-компрессорных труб главный вал 54 компоновки гибких насосно-компрессорных труб был разработан так, чтобы проходить через центр обеих катушек и проходить мимо катушки канатно-тросовой установки, не влияя на вращение катушки канатно-тросовой установки.

[0068] Одним из уникальных аспектов настоящего изобретения является относительная простота, с которой модуль 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб может быть заменен. Во время эксплуатации скважины появляются различные обстоятельства, из-за которых требуется замена колонны гибких насосно-компрессорных труб. Например, может быть необходимо или желательно заменить используемый размер насосно-компрессорных труб. Часто также необходимо повторно уложить трубы блока гибких насосно-компрессорных труб, что занимает значительное количество времени. В некоторых случаях может быть желательно иметь не уложенный блок гибких насосно-компрессорных труб или канатно-тросовой установки для использования блока для извлечения и повторного наматывания насосно-компрессорных труб или другого кабеля или троса, который поврежден в скважине. С настоящим изобретением для замены блока гибких насосно-компрессорных труб (для смены размера или с другими целями) операторам необходимо просто снять модуль 14 канатно-тросовой установки и гибких насосно-компрессорных труб после отсоединения гидравлических шлангов, соединенных с ним. Модуль затем заменяют другим модулем и гидравлические шланги соединяют.

[0069] Как отмечено выше, в рамках концепции настоящего изобретения катушки могут включать первичную катушку и вторичную катушку. В определенных обстоятельствах катушки канатно-тросовой установки или гибких насосно-компрессорных труб (т. е. первичная и вторичная катушки) могут быть использованы для менее традиционных применений. Например, может быть использован тип модуля с электрическим управлением. В этом применении вместо текучей среды между шарнирным соединением 48 и просверленным отверстием 56 может проходить силовой кабель или кабель передачи данных. В этом примере большая первичная катушка может быть использована для удержания кабеля линии электропередачи или гибких насосно-компрессорных труб линии электропередачи вместо традиционных капиллярных труб.

[0070] Модуль 14 может также быть использован как тяговый блок с канатом. В этом применении тяговый канат добавлен в первичную катушку и может быть использован с целью перемещения оборудования в полевых условиях. Возможное применение включает перемещение предметов через реки или грязевые низкие участки в местах, в которых обычные транспортные средства не могут работать.

[0071] Модуль 14 может также быть использован для извлечения потерянного кабеля в скважине или как блок хранения, когда необходимо извлечь кабель или другие элементы колонны, такие как капиллярные трубы, канаты или тросы и резиновые шланги и т. д. Блок может также быть перемещен на место в поле для перемещения кабелей, насосно-компрессорных труб и т. д. к другим устройствам или блокам с регулируемой скоростью и с регулируемым усилием и натяжением. Блок согласно настоящему изобретению может удерживать встречное давление силового натяжения на кабеле, когда кран наматывает кабель на барабан крана.

[0072] Как может быть понятно из описания и графических материалов модульное исполнение настоящего изобретения может сэкономить как время, так и деньги на площадке скважины, а также уменьшить возможность нанесения ущерба здоровью работников на площадке.

[0073] Предшествующие раскрытие и описание изобретения приведены с целью его иллюстрации и объяснения. Различные изменения в подробностях проиллюстрированной конструкции могут быть выполнены в рамках объема приложенной формулы изобретения без отступления от истинной сущности изобретения. Настоящее изобретение должно быть ограничено только следующей формулой изобретения и ее предусмотренными законодательством эквивалентами.

Группа изобретений относится к системе гибких насосно-компрессорных труб. Технический результат – безопасность, простота применения. Модуль гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки содержит: основание, компоновку гибких насосно-компрессорных труб, прикрепленную к указанному основанию, и канатно-тросовую установку в сборе, прикрепленную к указанному основанию. При этом указанная компоновка гибких насосно-компрессорных труб имеет барабан гибких насосно-компрессорных труб и вал. Указанная канатно-тросовая установка в сборе имеет барабан канатно-тросовой установки и по меньшей мере один блок подшипников. При этом указанный вал указанной компоновки гибких насосно-компрессорных труб размещен в указанном по меньшей мере одном блоке подшипников для прохождения через внутреннюю часть указанного барабана канатно-тросовой установки, вследствие чего указанный барабан гибких насосно-компрессорных труб выполнен с возможностью вращения независимо от указанного барабана канатно-тросовой установки. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Модуль гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, содержащий:

основание;

компоновку гибких насосно-компрессорных труб, прикрепленную к указанному основанию, при этом указанная компоновка гибких насосно-компрессорных труб имеет барабан гибких насосно-компрессорных труб и вал; и

канатно-тросовую установку в сборе, прикрепленную к указанному основанию, при этом указанная канатно-тросовая установка в сборе имеет барабан канатно-тросовой установки и по меньшей мере один блок подшипников, при этом указанный вал указанной компоновки гибких насосно-компрессорных труб размещен в указанном по меньшей мере одном блоке подшипников для прохождения через внутреннюю часть указанного барабана канатно-тросовой установки, вследствие чего указанный барабан гибких насосно-компрессорных труб выполнен с возможностью вращения независимо от указанного барабана канатно-тросовой установки.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что указанная компоновка гибких насосно-компрессорных труб и указанная канатно-тросовая установка в сборе имеют общую ось вращения.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что указанный вал указанной компоновки гибких насосно-компрессорных труб имеет конец, проходящий наружу относительно указанного барабана канатно-тросовой установки, при этом модуль дополнительно содержит:

соединение для шланга для текучей среды, установленное на указанном конце указанного вала, при этом указанное соединение для шланга для текучей среды выполнено с возможностью вращения относительно указанного вала; и

отверстие, просверленное через указанный вал в месте между первым и вторым фланцами катушки указанного барабана гибких насосно-компрессорных труб.

4. Модуль по п. 3, отличающийся тем, что указанный вал указанной компоновки гибких насосно-компрессорных труб имеет внутренний проход, указанное отверстие и указанное соединение для шланга для текучей среды.

5. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что указанная канатно-тросовая установка в сборе имеет укладыватель в сборе, расположенный смежно с ней.

6. Блок гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, содержащий:

передвижную грузовую платформу, имеющую силовой блок, расположенный на ней, при этом указанный силовой блок имеет двигатель, первый гидравлический насос и второй гидравлический насос;

модуль гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, расположенный с возможностью снятия на указанной передвижной грузовой платформе, при этом указанный модуль имеет первичную катушку в сборе с первым мотором и вторичную катушку в сборе со вторым мотором, при этом указанная первичная катушка в сборе и указанная вторичная катушка в сборе имеют общую ось вращения и выполнены с возможностью независимого вращения, при этом указанный первый мотор соединен с указанным первым гидравлическим насосом посредством первого гидравлического шланга, при этом указанный второй мотор соединен с указанным вторым гидравлическим насосом посредством второго гидравлического шланга.

7. Блок по п. 6, отличающийся тем, что указанная передвижная грузовая платформа имеет органы управления, расположенные на ней, выполненные с возможностью управления указанным силовым блоком, указанной первичной катушкой в сборе и указанной вторичной катушкой в сборе.

8. Блок по п. 7, отличающийся тем, что указанные органы управления расположены в кабине управления, расположенной на указанной передвижной грузовой платформе.

9. Блок по п. 6, отличающийся тем, что указанная первичная катушка в сборе имеет вал и барабан, указанная вторичная катушка в сборе имеет барабан с по меньшей мере одним блоком подшипников, при этом указанный вал указанной первичной катушки в сборе размещен в указанном по меньшей мере одном блоке подшипников указанной вторичной катушки в сборе и проходит через внутреннюю часть указанного барабана указанной вторичной катушки в сборе.

10. Блок по п. 9, отличающийся тем, что дополнительно содержит:

соединение для шланга для текучей среды, установленное на указанный вал на стороне указанной вторичной катушки в сборе, противоположной указанной первичной катушке в сборе, при этом указанное соединение для шланга для текучей среды выполнено с возможностью вращения относительно указанного вала; и

отверстие, просверленное через указанный вал в месте между первым и вторым фланцами катушки указанного барабана указанной первичной катушки в сборе.

11. Блок по п. 10, отличающийся тем, что указанная передвижная грузовая платформа имеет насос, расположенный на ней, при этом указанный насос выполнен с возможностью подачи текучей среды на указанную первичную катушку в сборе через указанное соединение для шланга для текучей среды и указанное отверстие.

12. Блок по п. 6, отличающийся тем, что указанная первичная катушка в сборе является катушкой гибких насосно-компрессорных труб в сборе, при этом указанная вторичная катушка в сборе является катушкой канатно-тросовой установки в сборе.

13. Модуль гибких насосно-компрессорных труб и канатно-тросовой установки, содержащий:

основание;

компоновку гибких насосно-компрессорных труб, прикрепленную к указанному основанию, при этом указанная компоновка гибких насосно-компрессорных труб имеет барабан гибких насосно-компрессорных труб с противоположными фланцами и вал, при этом указанный вал проходит через внутреннюю часть указанного барабана гибких насосно-компрессорных труб и имеет отверстие, просверленное в нем в месте между указанными противоположными фланцами указанного барабана гибких насосно-компрессорных труб;

вторичный барабан, расположенный смежно с указанной компоновкой гибких насосно-компрессорных труб, вследствие чего указанный вторичный барабан и указанный барабан гибких насосно-компрессорных труб имеют общую ось вращения, при этом указанный вторичный барабан имеет по меньшей мере один блок подшипников, при этом указанный вал указанной компоновки гибких насосно-компрессорных труб размещен в указанном по меньшей мере одном блоке подшипников и проходит через внутреннюю часть указанного вторичного барабана; и

поворотный штуцер, прикрепленный к концу указанного вала смежно с указанным вторичным барабаном, при этом указанный поворотный штуцер выполнен с возможностью вращения относительно указанного вала, при этом указанный поворотный штуцер выполнен с возможностью обеспечения ввода текучей среды или кабеля в полую внутреннюю часть указанного вала.

14. Блок по п. 13, отличающийся тем, что указанный вторичный барабан является барабаном канатно-тросовой установки.