Стопорное устройство для крепления технологической оснастки на стеклопластиковой обсадной трубе
LOCKING DEVICE FOR FASTENING OF TOOLING ON FIBERGLASS CASING PIPE

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для закрепления технологических средств наружной оснастки на стеклопластиковых обсадных трубах, спускаемых в скважину.
Известен стопорный элемент для закрепления центраторов к обсадной колонне (см. руководящий документ АО "Татнефть", РД 39-0147585-152-97, введенный в действие с 01.01.98 г.), представляющий из себя болт с заостренным концом, ввинчиваемый в отверстие с резьбовой нарезкой в стопорной муфте или муфтовой части спускаемого в скважину оборудования.
Недостатком является недостаточная надежность фиксирования технологической оснастки, поскольку фиксирующие ребра имеют ограниченную сопрягаемую поверхность с телом трубы колонны, вследствие чего на практике имеются случаи сползания с места установки фиксируемого оборудования в процессе спуска колонны труб в скважину, а также невозможность применения на стеклопластиковых трубах.
Также известно стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (Патент RU № 2190079, МПК E21B 19/00, Е21В 17/10, опубл. 27.09.2002 г., бюл. № 27), содержащее муфту в виде кольца с внутренней кольцевой проточкой и радиальными отверстиями для ввода в проточку стопорного элемента с выполненными на нем фиксирующими ребрами, при этом корпус стопорного элемента выполнен в виде одностороннего клина, а его фиксирующие ребра - в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму, выполненных в продольном направлении со стороны наклонной плоскости, при этом стопорный элемент изготовлен из гибкого металла с фиксирующими ребрами по твердости большими, чем материал труб.
Недостатками известного устройства являются недостаточная надежность фиксирования стопорного устройства при больших нагрузках, а также невозможность его применения на стеклопластиковых трубах.
Наиболее близким является стопорное устройство для скважинного оборудования, спускаемого на колонне труб (Патент RU № 2383711, МПК E21B 17/10, опубл. 10.03.2010 г., бюл. № 7), содержащее муфту в виде кольца с внутренней кольцевой проточкой и радиальными отверстиями для ввода в проточку стопорного элемента, выполненного в виде одностороннего клина с фиксирующими ребрами в виде канавок и выступов, имеющих в сечении треугольную форму, выполненных в продольном направлении со стороны наклонной плоскости, при этом кольцевая проточка муфты выполнена в сечении в виде дуги и превышает по ширине радиальное отверстие, расположенное в середине проточки, причем поверхность, обратная наклонной плоскости клина, выполнена в поперечном сечении в виде дуги с радиусом меньшим, чем радиус кольцевой проточки муфты на величину от 2 до 5%.
Недостатками устройства являются недостаточная надежность фиксирования и его применимость только для стальных труб. При использовании известных стопорных колец и устройств на стеклопластиковой трубе неизбежно происходит повреждение гладкой поверхности стеклопластиковой трубы, что в свою очередь снижает прочностные характеристики самой трубы, и в конечном итоге может привести к потере герметичности тела стеклопластиковой трубы в месте крепления стопорного кольца на трубе.
Технической задачей является надежная и бережная фиксация стопорного устройства на стеклопластиковой трубе путем увеличения площади фиксирующего элемента и равномерного его распределения по периметру трубы без ее повреждения.
Техническая задача решается стопорным устройством для крепления технологической оснастки на стеклопластиковой обсадной трубе, содержащим муфту с внутренней кольцевой проточкой.
Новым является то, что муфта выполнена в виде двух полуколец, образующих разъемное кольцо и соединенных между собой осью с одной стороны и фиксирующим замком с другой стороны, во внутренней кольцевой проточке последовательно установлены четыре стальных сектора с резиновым покрытием, на поверхность которых с внутренней стороны нанесен мелкий абразивный материал или наждачная  лента с крупной абразивной крошкой на тканевой основе и которые закреплены на поверхности разъемного кольца через каждые 45° поджимными болтами, при этом максимальный наружный диаметр стопорного устройства  с учетом оси, фиксирующего замка и поджимных болтов в рабочем положении не превышает значений наружного диаметра муфты обсадной трубы.
На фиг. 1 изображено стопорное устройство в транспортном положении в процессе монтажа на обсадную трубу с частичным разрезом в местах установки поджимных болтов.
На фиг. 2 изображено сечение А-А с внутренней проточкой.
На фиг. 3 изображено стопорное устройство в рабочем положении с прижатием четырех секторов к телу обсадной трубы.
Стопорное устройство для крепления технологической оснастки содержит муфту 1 (фиг. 1) с внутренней кольцевой проточкой 2. Муфта 1 выполнена в виде двух полуколец, образующих разъемное кольцо 3 и соединенных между собой осью 4 с одной стороны и фиксирующим замком 5, образованным наружной резьбой (на фиг. 1-3 не показано) с поджимной гайкой 6 с другой стороны. Такая конструкция стопорного устройства позволяет быстро устанавливать его на любом участке обсадной трубы 7 за счет того, что при установке полукольца разъемного кольца 3 устройства открываются и закрываются, когда это необходимо.
Во внутренней кольцевой проточке 2 последовательно установлены четыре стальных сектора 8 с резиновым покрытием 9 (фиг. 1, 2), на поверхность которых с внутренней стороны нанесен (например, наклеен) мелкий абразивный материал 10 или нанесена (например, приклеена) наждачная  лента 10 с крупной абразивной крошкой на тканевой основе. В качестве мелкого абразивного материала используется мелкозернистый абразивный материал (природный и синтетический). Например, кварц (кварцевый песок) – природный минерал, кристаллический диоксид кремния, один из наиболее доступных абразивных материалов или техническое стекло (стекло) – абразивный материал, получаемый путем механической обработки после боя оконного, витринного стекла или стеклянной посуды. В качестве
наждачной  ленты с крупной абразивной крошкой на тканевой основе применяется, например,  наждачная бумага 50-Н по ГОСТ 3647-80 или Р36 по ISO 6344.
Четыре стальных сектора 8 (фиг. 1) позволяют обжать тело обсадной трубы 7 равномерно по всему периметру, тем самым максимально увеличить силу обжатия и крепления разъемного кольца 3 к обсадной трубе 7. За счет наличия абразивного материала 10 (фиг. 1, 2) или  наждачной  ленты 10 с крупной абразивной крошкой на тканевой основе на внутренней поверхности четырех секторов 8 (фиг. 1) с резиновым покрытием 9 (фиг. 1, 2) происходит закрепление и удержание разъемного кольца 3 (фиг. 1) на стеклопластиковой трубе без нанесения видимых повреждений на поверхности стеклопластиковой трубы. Стальные секторы 8 с резиновым покрытием 9  (фиг. 1, 2) закреплены на поверхности разъемного кольца 3 (фиг. 1) через каждые 45° поджимными болтами 11 по окружности разъемного кольца 3. Фиксирование разъемного кольца 3 (стопорного устройства в целом) на стеклопластиковой трубе происходит на 90 % внутренней площади (фиг. 3), за счет плотного прижатия каждого сектора 8 (фиг. 1)  поджимными болтами 11 после его фиксации на теле обсадной трубы 7 с помощью фиксирующего замка 5. При этом максимальный наружный диаметр стопорного устройства с учетом оси 4, фиксирующего замка 5 и поджимных болтов 11 в рабочем положении не превышает значений наружного диаметра муфты 1 обсадной трубы 7. Например, для обсадной трубы 7 диаметром 114 мм, диаметр муфты составляет 140 мм, а максимальный диаметр стопорного устройства равен 138 мм.
Стопорное устройство для крепления технологической оснастки на стеклопластиковой обсадной трубе работает следующим образом.
Стопорное устройство для технологической оснастки устанавливают на обсадной трубе 7, которое содержит муфту 1 (корпус) в виде двух полуколец, образующих разъемное кольцо 3 с осью 4 с одной стороны и фиксирующим замком 5 с наружной резьбой и поджимной гайкой 6 с другой стороны. Муфта 1 имеет четыре отверстия с внутренней резьбой, расположенные через 45° по всей окружности разъемного кольца 3 устройства, для установки поджимных болтов 11. Стопорное кольцо выполнено из стали шириной 5-10 см (фиг. 2, вид А-А), с внутренней кольцевой проточкой 2 (фиг. 1), в которую устанавливаются четыре стальных сектора 8 с резиновым покрытием 9. На резиновые покрытия 9 с внутренней стороны в свою очередь нанесен мелкий абразивный материал 10 (например, кварцевый песок, стекло и т.д.) или наклеена наждачная лента 10 с крупной абразивной крошкой на тканевой основе (например, наждачная бумага 50-Н по ГОСТ 3647-80 или Р36 по ISO 6344). Стальные секторы 8, расположенные во внутренней кольцевой проточке 2 внутри полуколец корпуса устройства,  закреплены поджимными болтами 11, путем заклепки с внутренней стороны секторов 8.
Предлагаемое стопорное устройство для крепления технологической оснастки на стеклопластиковой обсадной трубе позволяет надежно и бережно фиксировать стопорное устройство на стеклопластиковой трубе путем увеличения площади фиксирующего элемента и равномерного его распределения по периметру трубы без ее повреждения. В результате чего повышается надежность установки стопорного устройства, исключаются аварийные ситуации, повышается технологичность и мобильность устройства.