СИСТЕМА САМОБЛОКИРУЮЩЕГОСЯ СОЕДИНИТЕЛЯ ТРУБ ДЛЯ ШЛАМА И ЗАЩИТНОГО ЭЛЕМЕНТА
SYSTEM OF SELF-BLOCKING PIPE CONNECTOR FOR SLURRY AND PROTECTIVE ELEMENT

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Данная заявка испрашивает приоритет в отношении даты подачи заявки на патент США №15/092175, поданной 6 апреля 2016 г., полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В отраслях, имеющих дело со скважинами, часто желательно использовать ряд операций по установке противопесочных фильтров в гравийных фильтрах. Такие фильтры охватывают секции труб и содержат ряд их компонентов, включая фильтр и трубы для шлама, которые идут по длине секции. При использовании таких противопесочных фильтров каждая секция монтируется последовательно к предыдущей секции, обеспечивая выравнивание труб для шлама. Затем между выровненными трубами для шлама размещаются обходные трубы, и соединители притягиваются на место и прикручиваются к трубам для шлама. Затем эту сборку необходимо защитить при помощи кожуха, который должен быть установлен и закреплен после того, как будут установлены и закреплены обходные трубы. Хотя эта система хорошо известна, используется более десятилетия и хорошо выполняет свое предназначение, ее установка является трудоемкой и занимает много времени. Поскольку участки колонн с противопесочными фильтрами в буровых скважинах обычно бывают длиной в тысячи футов, а отдельные секции имеют длину 30 футов (9 м), количество повторений этого процесса может быть довольно большим. Суммарное время, необходимое для достижения надлежащих результатов при использовании этой системы, представляет собой значительный период, который может измеряться в днях. Поскольку время монтажа обходится в сотни тысяч долларов в день, расходы, связанные с этой системой, являются существенными. Фильтры использовались вышеуказанным образом в течение по меньшей мере двух десятилетий без каких-либо усовершенствований этого процесса. Следовательно, в данной сфере будут приветствоваться альтернативные варианты, позволяющие достичь приемлемых результатов при сокращении времени на запуск сборки противопесочного фильтра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В настоящем изобретении предлагается система самоблокирующегося соединителя труб для шлама и защитного элемента, включающая в себя обходную трубу; крышку трубы, поддерживающую и защищающую обходную трубу непосредственно радиально снаружи; соединитель, герметично соединенный с обходной трубой и выполненный с возможностью перемещения по обходной трубе из первого положения во второе, автоматически запираемое положение; и автоматический фиксатор, поддерживаемый крышкой трубы с возможностью перемещения относительно нее и взаимодействующий с соединителем с возможностью его автоматической блокировки. Предлагается также система противопесочного фильтра, состоящая из двух смежных противопесочных фильтров и описанной выше системы самоблокирующегося соединителя труб для шлама и защитного элемента, функционально примыкающей к двум смежным противопесочным фильтрам. В другом варианте осуществления предлагается система самоблокирующегося соединителя труб для шлама и защитного элемента, содержащая: обходную трубу; крышку трубы, поддерживающую и защищающую обходную трубу непосредственно радиально снаружи; соединитель, герметично соединенный с обходной трубой и выполненный с возможностью перемещения по обходной трубе из первого положения во второе, автоматически запираемое положение; и автоматический фиксатор, поддерживаемый крышкой трубы и взаимодействующий с соединителем с возможностью его автоматической блокировки, причем крышка трубы имеет двустворчатую конфигурацию
[0004] Кроме того, в настоящем изобретении предлагается способ соединения труб для шлама между смежными потивопесочными фильтрами, включающий в себя расположение системы, такой как система, состоящая из самоблокирующегося соединителя труб для шлама и защитного элемента, которая включает в себя обходную трубу; крышку трубы, поддерживающую и защищающую обходную трубу; и соединитель, герметично прикрепленный к обходной трубе и выполненный с возможностью перемещения по обходной трубе из первого положения во второе, автоматически запираемое положение между смежными противопесочными фильтрами; выравнивание обходной трубы с трубой для шлама от каждого из противопесочных фильтров; перемещение соединителя из первого положения на обходной трубе во второе положение с сохранением герметичного контакта с трубой для шлама и обеспечением автоматической блокировки соединителя во втором положении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0005] Следующие описания никоим образом не должны рассматриваться как ограничительные. При ссылке на сопроводительные графические материалы аналогичные элементы имеют аналогичную нумерацию:
[0006] На ФИГ. 1 проиллюстрирован вид в перспективе системы, состоящей из самоблокирующегося соединителя труб для шлама и защитного элемента.
[0007] На ФИГ. 2 проиллюстрирован увеличенный вид в перспективе одного из соединителей и фиксатор по Фиг. 1.
[0008] На Фиг. 3 проиллюстрировано поперечное сечение одного из соединителей по Фиг. 1 в положении соединения.
[0009] На Фиг. 4 проиллюстрирован вид в перспективе системы по Фиг. 1 в открытом положении до фиксации вокруг противопесочного фильтра; и
[0010] На Фиг. 5 проиллюстрирован вид системы в окончательном положении на противопесочном фильтре.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0011] Подробное описание одного или более вариантов реализации раскрываемого аппарата и способа представлены в данном документе посредством приведения примеров и без ограничения со ссылками на Фигуры.
[0012] На Фиг. 1 проиллюстрирован вид в перспективе системы 10, состоящей из самоблокирующегося соединителя труб для шлама и защитного элемента. Система 10 содержит один или более соединителей 12 (показано четыре), каждый из которых герметично соединен с возможностью скольжения с одной или более обходными трубами 14 (показаны две). Обходные трубы крепятся к крышке трубы 16 на участках 18, которые обеспечивают как защиту, так и поддержку обходных труб 14 и одновременно выполнены с расчетом на легкий вес. Крышка трубы 16 может содержать пластик и может быть полой. Крышка трубы 16 выполнена с возможностью присоединения к трубе, такой как конец противопесочного фильтра, по типу захвата (см. Фиг. 4) и фиксации при помощи крепежей (не показаны). При использовании система 10 размещается между двумя смежными противопесочными фильтрами с их трубами для шлама, которые выровнены и зафиксированы крепежами.
[0013] Как становится понятно по иллюстрации на Фиг. 1, крышка 16 возле соединителей 12 включает в себя выступы 20. Выступы 20 не обязательно должны быть какой-то определенной формы, проиллюстрированная форма является лишь одним из вариантов, но в одном варианте реализации они располагаются и сконфигурированы таким образом, чтобы поддерживать стопорный фиксатор 22, видимый на Фиг. 2, функционально граничащий с соединителем 12. Стопор 22 в одном варианте реализации включает в себя отклоняемый штифт 24 и головку 26. Выступ 20 поддерживает стопор 22 в достаточной близости от соединителя, чтобы соединитель в первом положении (проиллюстрированном на Фиг. 1) двигался вдоль выступа 20 с отклонением стопора до тех пор, пока соединитель не достигнет второго положения (проиллюстрированного на Фиг. 2). По достижении второго положения соединитель 12 минует место расположения стопора 22, и тогда стопор может вернуться в естественное положение (он больше не отклоняется соединителем 12), что предотвратит возврат соединителя 12 в его первое положение. Следует понимать, что стопор может также располагаться на обходной трубе и выдвигаться вовне, когда соединитель переместится в достаточной степени аксиально таким образом, что сам соединитель больше не мешает стопору выдвинуться вовне. Затем соединитель автоматически не сможет переместиться назад в свое первое положение аналогично тому, как в варианте реализации, который обсуждался выше.
[0014] В первом положении соединителя система готова к использованию и ожидает установки на конце секции противопесочного фильтра. Во время установки соединитель скользящим движением перемещается в положение герметичного контакта с трубой для шлама 30 одного из двух противопесочных фильтров, к которому подсоединяется система. Когда соединитель 12 достигает своего второго положения, стопор автоматически обеспечивает то, что соединитель останется в этом положении, в котором он герметично прилегает как к обходной трубе 14, так и к трубе для шлама 30. Это проиллюстрировано в разрезе на Фиг. 3 (только схематически), где также видны уплотнения 32 (уплотнительное кольцо и т.д.) между соединителем 12 и обходной трубой 14 или трубой для шлама 30. На другом конце обходной трубы будет еще один соединитель 12, выполненный с возможностью перемещения в герметичное зацепление (вторая герметизация) с трубой для шлама 30 смежного противопесочного фильтра 34 (см. Фиг. 5).
[0015] Далее перечислены некоторые варианты реализации вышеизложенного изобретения:
[0016] Вариант реализации 1: система, состоящая из самоблокирующегося соединителя труб для шлама и защитного элемента, содержащая: обходную трубу; крышку трубы, поддерживающую и защищающую обходную трубу; и соединитель, герметично прикрепленный к обходной трубе и выполненный с возможностью перемещения по обходной трубе из первого положения во второе, автоматически запираемое положение.
[0017] Вариант реализации 2: система по варианту реализации 1, отличающаяся тем, что обходная труба представляет собой две обходные трубы, каждая из которых имеет соединитель на каждом конце каждой обходной трубы.
[0018] Вариант реализации 3: система по любому из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что крышка трубы сконфигурирована для легкого веса.
[0019] Вариант реализации 4: система по любому из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что крышка трубы полая.
[0020] Вариант реализации 5: система по любому из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что крышка трубы имеет двустворчатую конфигурацию.
[0021] Вариант реализации 6: система по любому из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что крышка трубы имеет выступ со стопором, выходящим из него, и стопор вызывает автоматическую блокировку соединителя во втором положении.
[0022] Вариант реализации 7: система по любому из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что соединитель герметично соединен с обходной трубой уплотнительным кольцом.
[0023] Вариант реализации 8: система по любому из предыдущих вариантов реализации, отличающаяся тем, что соединитель содержит второй уплотнитель, выполненный с возможностью взаимодействия с трубой для шлама противопесочного фильтра.
[0024] Вариант реализации 9: система противопесочного фильтра, состоящая из двух смежных противопесочных фильтров; система по любому из предыдущих вариантов реализации, функционально примыкающая к двум смежным противопесочным фильтрам.
[0025] Вариант реализации 10: способ соединения труб для шлама между смежными противопесочными фильтрами, включающий в себя размещение системы по любому из предыдущих вариантов реализации между смежными противопесочными фильтрами; выравнивание обходной трубы с трубой для шлама от каждого из противопесочных фильтров; перемещение скользящим движением соединителя из первого положения на обходной трубе во второе положение в герметичном контакте с трубой для шлама и допущение автоматической блокировки соединителя во втором положении.
[0026] Использование неопределенных и определенного артиклей и аналогичных обозначений в контексте описания изобретения (особенно в контексте следующих пунктов формулы изобретения) следует толковать как охватывающее как единственное, так и множественное число, кроме случаев, когда в данном документе четко указано иное, или когда это явно противоречит контексту. Кроме того, следует дополнительно отметить, что термины «первый», «второй» и т.п. в данном документе не означают порядок, количество или значимость, а используются для того, чтобы отличить один элемент от другого. Наречие «примерно», используемое в связи с количеством, включает в себя указанное число и имеет значение, определяемое контекстом (например, включает в себя степень погрешности, связанную с измерением конкретного количества).
[0027] Идея данного изобретения может использоваться в целом ряде действий со скважинами. Эти действия могут включать в себя использование одного или более составов для обработки с целью обработки пласта, флюидов, имеющихся в пласте, ствола скважины и/или оборудования в стволе скважины, такого как насосно-компрессорные трубы. Составы для обработки могут иметь форму жидкостей, газов, твердых веществ, полутвердых веществ и их смесей. К составам для обработки, приводимым в качестве примера, относятся, среди прочего: ГРП-жидкости, кислоты, пар, вода, соляной раствор, антикоррозионные средства, цемент, модификаторы проницаемости, буровые растворы, эмульгаторы, деэмульгаторы, теплоспутники, химреагенты для снижения гидравлических потерь и т.д. Приводимые в качестве примера действия со скважинами включают в себя, среди прочего: гидравлический разрыв, интенсификацию добычи, введение теплоспутников, чистку, кислотную обработку, закачивание пара, заводнение, цементирование и т.п.
[0028] Хотя изобретение описывалось со ссылкой на приводимый в качестве примера вариант или варианты реализации, специалистам в данной сфере понятно, что могут вноситься различные изменения, и элементы изобретения могут заменяться на эквивалентные в пределах объема изобретения. Кроме того, многие изменения могут вноситься для адаптации конкретной ситуации или материала к идее изобретения в пределах основного объема изобретения. Следовательно, предусматривается, что изобретение не ограничивается конкретным вариантом реализации, раскрытым в качестве предположительно лучшего режима реализации этого изобретения, но что изобретение включает в себя все варианты реализации изобретения в рамках объема формулы изобретения. Кроме того, в графических материалах и в описании были раскрыты примеры вариантов реализации изобретения, и хотя могли использоваться конкретные термины, они, если не указано иное, употребляются исключительно в общем и описательном смысле а не в целях ограничения, поэтому объем изобретения не ограничивается их употреблением.