ГИБКАЯ ПРОТЯЖЕННАЯ ТРУБА

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано для подъема продукции из скважин и дальнейшего ее транспортирования, для выполнения операций подземного ремонта скважин.
Известны традиционно применяемые стальные трубы для нефтегазовой промышленности, например насосно-компрессорные, монтаж которых осуществляется с помощью резьбовых соединений.
Известны технологии применения гибких протяженных труб для проведения различных операций на скважинах, проводимые в России в основном на зарубежном оборудовании, которые получили название «колтюбинг». Колтюбинговые технологии позволяют ускорить минимум в два-четыре раза процесс ремонта скважин, а также безопасно проводить работы под давлением. Тем не менее, пока остается нерешенной проблема производства на отечественных предприятиях трубы для колтюбинга.
Подробное описание технологий и требований к агрегатам и оборудованию, применяемым для колтюбинга содержится в книге: Вайншток С.М., Молчанов А.Г., Некрасов В.И., Чернобровкин В.И. Подземный ремонт и бурение скважин с применением гибких труб. - М.: Издательство Академии горных наук, 1999. 224 с.
Известно техническое решение в виде трубы, образованной чередующимися концентрическими слоями сыпучего материала и стеклопластика, (Патент №2171416, от 1999.05.13). К достоинствам этого изобретения относятся низкая теплопроводность и малый удельный вес по сравнению с традиционно применяемыми стальными трубами. Однако недостатком изобретения является сложность изготовления достаточно протяженной, непрерывной, 2000-3000 метров, трубы и недостаточная разрывная прочность в осевом направлении.
Целью предлагаемого изобретения являются конструкции достаточно протяженных (до 4000 м) непрерывных гибких труб внутренним диаметром 15-80 мм на рабочее давление до 40 МРа и разрывным усилием до 250 кН для проведения операций колтюбинга.
Поставленная цель достигается путем сочетания в конструкции трубы известных способов исполнения и конструкций непрерывных пластмассовых или тонкостенных металлических труб и грузонесущих бронированных кабелей.
Типовые конструкции возможного исполнения гибкой протяженной трубы представлены на фиг.1-4.
На фиг.1 представлена конструкция гибкой протяженной трубы, состоящей из внутренней металлической тонкостенной трубы 1 с внутренним диаметром 18-80 мм, имеющей дополнительную наружную полимерную оболочку 2, армированную высокопрочным химическим волокном 3 и двухповивную грузонесущую проволочную броню 4 из стальной высокоуглеродистой проволоки диаметром 0,8 -2,8 мм и количеством проволок 24-80 в каждом повиве.
На фиг.2. представлена аналогичная конструкция, но имеющая двухповивную проволочную броню 4, уложенную с зазорами между проволоками, составляющими от 0,5 до 5 диаметров проволоки с заполнением промежутков между проволоками полимерным материалом 5.
На фиг.3. представлена конструкция гибкой протяженной трубы, имеющей в основе полимерную трубу 1, имеющую дополнительную оболочку 2, армированную металлической проволокой 6, поверх которой уложены токопроводящие жилы 7 в изоляции 8 с заполнением промежутков герметизирующим веществом 9, покрытые общей оболочкой 10, поверх которой уложена двухповивная грузонесущая проволочная броня 4 с заполнением промежутков между проволоками брони полимерным материалом 5.
На фиг.4. представлена конструкция гибкой протяженной трубы, состоящей из внутренней металлической тонкостенной трубы 1, имеющей дополнительную наружную полимерную оболочку 2, армированную высокопрочным химическим волокном 3 и двухповивную грузонесущую проволочную броню 4 из стальной высокоуглеродистой проволоки с заполнением промежутков между проволоками полимерным материалом 5, причем сбоку располагаются токопроводящие жилы 7 в изоляции 8, а вся конструкция имеет общую шланговую оболочку 11.
Предлагаемая конструкция гибкой протяженной трубы обладает следующими преимуществами:
- простота применяемых технологических операций, т.к. технологическая цепочка изготовления трубы включает только операции экструдирования полимерных оболочек и нанесение методом оплетки или обмотки армирующих каркасов из стальной проволоки или химических волокон, что обеспечивает возможность изготовления протяженной трубы одной длиной до 3000 - 4000 метров;
- обеспечение высоких прочностных свойств за счет применения армированных оболочек при работе с высоким давлением;
- высокую грузонесущую способность в осевом направлении за счет применения двухповивной внешней брони из высокоуглеродистой стальной проволоки;
- меньший удельный вес по сравнению с применяемыми стальными трубами;
- меньший коэффициент теплопроводности стенок трубы, что обеспечивает соответственно и меньшие теплопотери нефтепродуктов при их транспортировке по трубам;
- отсутствие адгезии смолопарафиновых и гидратных отложений к стенкам трубы;
- возможность установки в стенки трубы или снаружи в заводских условиях необходимого количества токопроводящих жил, которые могут быть использованы для питания скважинного оборудования (насоса) при применении трубы в качестве насосно-компрессорной или дополнительного электропрогрева при транспортировке по ней нефтепродуктов.
Вышеперечисленные достоинства протяженной гибкой трубы позволяют использовать ее при проведении операций колтюбинга, к которым относятся:
- возможность осуществления работ в скважинах без их предварительного глушения;
- значительное улучшение условий труда работников бригад подземного ремонта скважин;
- сокращение времени на спуско-подъемные операции скважинного оборудования;
- обеспечение возможности бурения, спуска забойных инструментов и приборов, а также выполнение подземного ремонта в горизонтальных и сильно искривленных скважинах;
- проведение каротажных работ в горизонтальных и наклонно-направленных скважинах.