РОЛИКОВАЯ МУФТА И СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ В СКВАЖИНАХ С ПОМОЩЬЮ МУФТЫ Российский патент 2025 года по МПК E21B17/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Группа изобретений относится к технике добычи полезных ископаемых, в частности нефти или газа, и относится к устройствам для соединения обсадных и насосно-компрессорных труб.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Известна соединительная муфта насосных штанг, содержащая корпус из нескольких частей, связанных между собой шарнирным соединением и резьбовыми концами, причем корпус выполнен из двух частей, каждая из которых снабжена двумя роликами, расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях, а шарнирное соединение выполнено в виде шарового пальца (RU 2017930 С1 15.08.94).

[0003] Кроме того, известна муфта для бурильных и насосно-компрессорных труб, содержащая корпус и шариковые элементы в каналах, отличающаяся тем, что каналы выполнены в виде внешних радиальных кольцевых проточек в концевых частях корпуса, а шариковые элементы установлены с возможностью их выступа не менее чем на 1/3 часть их диаметра (RU 2209293 С1 27.07.2003).

[0004] Данные изделия имеют существенные недостатки при проведении работ в колоннах насосно-компрессорных труб (НКТ) и в колоннах обсадных труб при проведении спуско-подъемных операций инструмента и приборов на гибкой насосно-компрессорной трубе (ГНКТ), поскольку внутренняя поверхность муфт и труб при соприкосновении с транспортируемыми изделиями создает дополнительное трение, что затрудняет процесс технических работ в части создания дополнительных нагрузок, а также может привести к повреждению инструментов и приборов, спускаемых в ствол скважины.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Заявленное изобретение направлено на решение технической проблемы, заключающейся в снижении коэффициента трения в обсадных и НКТ наклонных горизонтальных участках скважин, а также в интервалах набора кривизны скважин, что также приводит к снижению нагрузок на спускоподъемное оборудование - инжектор колтюбинговой установки, и исключении или снижении вероятности заклинивания - возникновения прихватов гибкой насосно-компрессорной трубы (ГНКТ) и скважинного инструмента внутри НКТ и обсадных труб при проведении спускоподъемных операций.

[0006] Технический результат заключается в снижении коэффициента трения в наклонных горизонтальных участках скважин, а также в интервалах набора кривизны скважин, при проведении работ в НКТ и в колоннах обсадных труб при проведении спускоподъемных операций инструмента и приборов на ГНКТ.

[0007] Дополнительный технический результат заключается в снижении нагрузок на спускоподъемное оборудование, а также уменьшение вероятности заклинивания возникновения прихватов в ГНКТ.

[0008] Заявленный технический результат достигается за счет конструкции муфты для соединения насосно-компрессорных или обсадных труб, которая содержит цилиндрический корпус, сформированный соединенными между собой через резьбовое соединение верхним и нижним корпусами, при этом на внутренней поверхности по меньшей мере одного из корпусов расположены ролики, закрепленные на осях, причем на концах каждого из корпусов выполнена резьба для соединения с трубами.

[0009] В одном из частных примеров реализации ролики выполнены из полимерного материала, стали или сплава.

[0010] В другом частном примере реализации ролики расположены рядами по окружности или в шахматном порядке.

[0011] В другом частном примере реализации ролики размещены равноудаленно друг от друга.

[0012] В другом частном примере реализации при шахматном порядке размещения роликов они размещаются с различным шагом друг от друга.

[0013] В другом частном примере реализации ролики выступают внутрь муфты от 1,5 до 5 мм.

[0014] В другом частном примере реализации резьба на концах корпусов является внутренней или наружной.

[0015] В другом частном примере реализации резьба на одном конце корпуса является внутренней, а на другом конце корпуса - наружной.

[0016] В другом частном примере реализации резьбовое соединение является загерметизированным.

[0017] В другом частном примере реализации герметизация выполнена с помощью уплотнительного кольца или герметика.

[0018] Заявленный технический результат также достигается за счет реализации способа проведения работ в колоннах насосно-компрессорных или обсадных труб при проведении спускоподъемных операций инструмента и/или приборов на гибкой насосно-компрессорной трубе (ГНКТ), при котором формируют колонну насосно-компрессорных или обсадных труб путем соединения по меньшей мере двух труб с помощью вышеуказанной муфты, и направления инструмента и/или приборов на ГНКТ через сформированную колонну.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0019] Фиг. 1 иллюстрирует конструкцию заявленной муфты в разрезе.

[0020] Фиг. 2 иллюстрирует пример прохождения ГНКТ через колонну труб, соединенных муфтой.

[0021] Фиг. 3 иллюстрирует фронтальный вид муфты с ГНКТ.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0022] На Фиг. 1 представлена конструкция заявленной муфты (10), которая применяется для соединения насосно-компрессорных или обсадных труб. Муфта (10) содержит цилиндрический корпус, сформированный соединенными между собой через резьбовое соединение верхним (1) и нижним корпусами (2), выполняемыми из стали или сплава (например, Инконель 625, Хестелой С276 и др.). Корпуса (1, 2) соединяются через метрическую, коническую или трапецеидальную резьбу и дополнительно могут иметь герметизацию соединения, например, с помощью герметика или уплотнительного кольца (5). Герметизация позволяет дополнительно повысить эффективность работы муфты (10) в части исключения пропускания через ее корпус протекающей через муфту (10) среды при добыче полезных ископаемых.

[0023] На внутренней поверхности по меньшей одного из корпусов (1, 2) расположены ролики (3), закрепленные на осях (4). Ролики (3) могут выполняться как на поверхности только верхнего (1) или нижнего (2) корпуса, так и на обеих корпусах (1, 2). Материал для изготовления роликов (3) выбирается из группы: полимерный материал, сталь или сплав (например, Инконель 625, Хестелой С276 и др.). Ролики, как правило, выступают внутрь муфты (10) от 1,5 до 5 мм, что является достаточным для эффективного прилегания к проходящим через муфту (10) элементам, обеспечивая плотный контакт с их поверхность, для снижения силы трения.

[0024] Ролики (3) могут располагаться рядами по окружности или в шахматном порядке. Удаленность роликов (3) друг от друга может выбираться исходя их типоразмеров муфты (10) и быть как равной для всех роликов в одном или нескольких направлениях, так и различной. Количество рядов роликов (3) определяется в зависимости от группы прочности роликовой муфты (10) и спускаемых через нее труб ГНКТ или НКТ.

[0025] Расположение роликов (3) осуществляется таким образом, чтобы при проведении работ в части пропускания через муфту (10) инструмента или ГНКТ, происходило опирания транспортируемого через муфту (10) устройства по меньшей мере на два ролика (3) одновременно, что позволит эффективно снижать трение и избегать вероятности застревания или заклинивания. [0026] На концах каждого корпуса (1, 2) выполняется коническая резьба (6, 7) для соединения с трубами НКТ или обсадными трубами. Резьба (6, 7) может быть одного типа на обоих концах корпусов (1, 2), например, внешняя или внутренняя, так и различная, в частности, на верхнем корпусе (1) внешняя, на нижнем корпусе (2) внутренняя, и наоборот.

[0027] Как показано на Фиг. 2 роликовые муфты (10) навинчиваются на заданный тип эксплуатационных труб (12, 13), соединяя две трубы между собой. Трубы (12, 13) представляют собой насосно-компрессорные трубы или обсадные трубы. Соединение может выполняться как непосредственно на заводе изготовителе муфт, или заводе изготовителе насосно-компрессорных, или обсадных труб, так и навинчиваться непосредственно перед спуском эксплуатационных труб в нефтяную или газовую скважину.

[0028] Муфты (10) при формировании колонны эксплуатационных труб предпочтительно располагать на удалении 10 м друг от друга, что позволяет эффективно снижать до 40% силы трения при проведении работ в обсадной колонне или колонне НКТ.

[0029] Как показано на Фиг. 2 и Фиг. 3 при спуске ГНКТ (11) в колонну труб с роликовыми муфтами (10), ГНКТ (11), контактируя с роликами (3), не касается стенок колонны труб или касается частично, но недостаточно для возникновения ее заклинивания или застревания, тем самым уменьшая силы трения, возникающие при спуске или подъеме ГНКТ (11) в колонне НКТ или обсадных труб.

[0030] Применение муфт (10) заключается в их соединении двух и более труб (12, 13) при формировании колонн НКТ или обсадных колонн для последующего проведения работ в указанных колоннах. Такие работы включают в себя проведении спускоподъемных операций инструмента и/или приборов на ГНКТ или, например, инжектора колтюбинговой установки, что за счет контакта ГНКТ с роликами (3) разительно снижает нагрузки на спускоподъемное оборудование и снижает вероятности заклинивания - возникновения прихватов ГНКТ и скважинного инструмента внутри колонны, за счет снижения коэффициента трения, обеспечиваемого контактом поверхности ГНКТ с роликами (3) внутри муфты (10).

Группа изобретений относится к технике добычи полезных ископаемых, в частности нефти или газа, и относится к устройствам для соединения обсадных и насосно-компрессорных труб. Технический результат заключается в снижении коэффициента трения в наклонных горизонтальных участках скважин, а также в интервалах набора кривизны скважин, при проведении работ в НКТ и в колоннах обсадных труб при проведении спускоподъемных операций инструмента и приборов на ГНКТ. Муфта для соединения насосно-компрессорных или обсадных труб содержит цилиндрический корпус, сформированный соединенными между собой через резьбовое соединение верхним и нижним корпусами. На внутренней поверхности по меньшей мере одного из корпусов расположены ролики, закрепленные на осях. На концах каждого из корпусов выполнена резьба для соединения с трубами. Расположение роликов выполнено с возможностью одновременного опирания поверхности транспортируемой внутри муфты гибкой насосно-компрессорной трубы по меньшей мере на два ролика. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Муфта для соединения насосно-компрессорных или обсадных труб, содержащая цилиндрический корпус, сформированный соединенными между собой через резьбовое соединение верхним и нижним корпусами, при этом на внутренней поверхности по меньшей мере одного из корпусов расположены ролики, закрепленные на осях, причем на концах каждого из корпусов выполнена резьба для соединения с трубами, и расположение роликов выполнено с возможностью одновременного опирания поверхности транспортируемой внутри муфты гибкой насосно-компрессорной трубы по меньшей мере на два ролика.

2. Муфта по п.1, характеризующаяся тем, что ролики выполнены из полимерного материала, стали или сплава.

3. Муфта по п.1, характеризующаяся тем, что ролики расположены рядами по окружности или в шахматном порядке.

4. Муфта по п.3, характеризующаяся тем, что ролики размещены равноудаленно друг от друга.

5. Муфта по п.3, характеризующаяся тем, что при шахматном порядке размещения роликов они размещаются с различным шагом друг от друга.

6. Муфта по п.1, характеризующаяся тем, что ролики выступают внутрь муфты от 1,5 до 5 мм.

7. Муфта по п.1, характеризующаяся тем, что резьба на концах корпусов является внутренней или наружной.

8. Муфта по п.1, характеризующаяся тем, что резьба на одном конце корпуса является внутренней, а на другом конце корпуса – наружной.

9. Муфта по п.1, характеризующаяся тем, что резьбовое соединение является загерметизированным.

10. Муфта по п.9, характеризующаяся тем, что герметизация выполнена с помощью уплотнительного кольца или герметика.

11. Способ проведения работ в колоннах насосно-компрессорных или обсадных труб при проведении спускоподъемных операций инструмента и/или приборов на гибкой насосно-компрессорной трубе (ГНКТ), при котором формируют колонну насосно-компрессорных или обсадных труб путем соединения по меньшей мере двух труб с помощью муфты по любому из пп.1-10, содержащей цилиндрический корпус, сформированный соединенными между собой через резьбовое соединение верхним и нижним корпусами, при этом на внутренней поверхности по меньшей мере одного из корпусов расположены ролики, закрепленные на осях, причем на концах каждого из корпусов выполнена резьба для соединения с трубами, и осуществляют направление инструмента и/или приборов на ГНКТ через сформированную колонну, при этом ролики располагают таким образом, чтобы поверхность транспортируемой внутри муфты гибкой насосно-компрессорной трубы опиралась одновременно по меньшей мере на два ролика.