КОМПЕНСАТОР ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ДЛИНЫ КОЛОННЫ ТРУБ С ГАШЕНИЕМ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
COMPENSATOR OF THERMOBARIC ALTERATIONS IN PIPE STRING LENGTH WITH PITCH OSCILLATION DAMPING

Изобретение относится к скважинному оборудованию и предназначено для использования при добыче пластового флюида или закачке рабочего агента в скважину, а также при одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации нескольких продуктивных пластов и пропластков скважин многопластовых месторождений.
Известен амортизатор для гашения продольных колебаний колонны бурильных труб при бурении геологоразведочных скважин (аналог) [1] (патент SU №170884 E21B 17/06, дата публикации заявки 01.01.1965), отличающийся тем, что с целью регулирования жесткости устройства, его корпус выполнен разъемным, с шлицевым соединением и со съемными резиновыми кольцами. Недостатком данного изобретения является низкая работоспособность, сложность конструкции, износ резиновых уплотнительных элементов.
Известен виброгаситель (аналог) [2] (патент РФ 2237793 C2 RU U1 E21B 17/07, дата подачи заявки 20.11.2002, опубликовано 10.10.2004), который содержит корпус, вал, в котором выполнены продольные пазы с размещенными в них демпфирующими элементами в виде стержней, расположенными коаксиально валу. Виброгаситель посредством переводника связан с корпусом забойного двигателя. Демпфирующие элементы установлены с возможностью изменения зазора между ними и валом виброгасителя, который, в свою очередь, связан переводником с валом забойного двигателя. В пазах корпуса виброгасителя установлены регулирующие винты для взаимодействия с демпфирующими элементами с возможностью изменения зазора между ними и валом виброгасителя.
Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, износ упругих элементов, низкая эффективность.
Известен термокомпенсатор (аналог) [3] (патент RU 2176304 E21B 17/07, дата подачи заявки 06.09.1999, опубликовано 27.11.2001) в виде телескопического устройства, содержащего наружную трубу, внутреннюю трубу, сальниковый узел, отличающийся тем, что он снабжен направляющей втулкой с пазом, жестко закрепленной внутри наружной трубы, шпонкой, установленной в пазу направляющей втулки, и в пазу, выполненном на наружной поверхности внутренней трубы и имеющим длину, обеспечивающую раздвижение термокомпенсатора на заданный ход, при этом торцевая поверхность резьбовой втулки выполнена с выступами, а обращенная к ней поверхность наружной трубы - с впадинами, соответствующими выступам резьбовой втулки, с возможностью вхождения выступов во впадины для обеспечения передачи крутящего момента, необходимого для вращения резьбовой втулки.
Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, отсутствие гашения колебаний.
Известен виброгаситель растягивающих, сжимающих и крутильных колебаний (прототип) [4] (патент RU 2455452 Е21В 17/06, дата подачи заявки 30.11.2010 г.). Изобретение относится к области добычи нефти, а именно к устройствам для гашения колебаний глубинного электроцентробежного насоса. Устройство включает корпус, шток, ниппель, резиновые упругие элементы. Верхний кулачок выполнен заодно со штоком. Нижний кулачок соединен через ниппель с корпусом. Взаимодействие штока и нижнего кулачка осуществляется через набор кулачков, между которыми установлены упругие элементы. Между кулачком штока и корпусом установлены упругие шайбы с чередованием металлических дисков.
Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, износ упругих элементов.
Технической задачей, решаемой изобретением, является упрощение конструкции, технологии изготовления, а также повышение надежности и эффективности работы компенсатора термобарических изменений длины колонны труб.
Цель изобретения достигается тем, что компенсатор выполнен из нескольких труб, соединенных между собой муфтами и гайками, линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор для обеспечения хода выбраны в зависимости от длины регулировки телескопического хода вверх и/или вниз.
Технический результат, достигаемый изобретением, решается компенсатором термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний, выполненным из нескольких труб, соединенных между собой муфтами и гайками, включающим корпус, состоящий из двух частей - нижней и верхней. В корпусе нижнем расположен шток, на который насажена пружина компенсации хода колонны труб вниз, ограниченная с одной стороны муфтой со скользящей посадкой в корпусе нижнем, поверхность муфты со скользящей посадкой может быть выполнена из материалов с малым коэффициентом трения, например фторопласт, полиуретан, капролон, а с другой гайкой. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой со скользящей посадкой и нижней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вниз. При этом компенсатор соединен с колонной труб при помощи патрубка, который посредством муфты соединен со штоком. Далее на шток насажена пружина компенсации хода колонны труб вверх, ограниченная гайками, завернутыми в нижний и верхний корпусы. Для исключения заедания и западания пружин они могут быть снабжены проставочными кольцами. В корпусе верхнем расположена муфта со скользящей посадкой в корпусе, поверхность муфты со скользящей посадкой может быть выполнена из материалов с малым коэффициентом трения, например фторопласт, полиуретан, капролон, соединяющая шток с патрубком верхним, ход которой ограничен гайками, завернутыми в корпус верхний. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой со скользящей посадкой и верхней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вверх. В верхнюю гайку завернут патрубок соединительный, соединяющий через переводник компенсатор с колонной труб. Посредством сжатия пружин происходит компенсация хода колонны труб вниз и/или вверх с одновременным гашением колебаний. Конструкция компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний позволяет производить прокладку через него электрической либо гидравлической линии и компенсировать их линейные перемещения.
На чертеже в продольном разрезе представлено устройство компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний.
Устройство выполнено из стандартных труб и включает корпус, состоящий из двух частей - нижней 3 и верхней 12. В корпусе нижнем 3 расположен шток 5, на который насажена пружина 6 компенсации хода колонны труб вниз, ограниченная с одной стороны муфтой 4 со скользящей посадкой в корпусе нижнем 3, а с другой - гайкой 8. Поверхность муфты со скользящей посадкой может быть выполнена из материалов с малым коэффициентом трения, например фторопласт, полиуретан, капролон. Линейные размеры, ход пружины 6 и рабочий зазор между муфтой 4 и нижней ограничивающей гайкой 2 могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вниз. При этом компенсатор соединен с колонной труб при помощи патрубка 1, который посредством муфты 4 соединен со штоком 5. Далее на шток 5 насажена пружина 9 компенсации хода колонны труб вверх, ограниченная гайками 8 и 10, завернутыми в нижний 3 и верхний 12 корпусы. Для исключения заедания и западания пружин 6 и 9 они могут быть снабжены проставочными кольцами 7. В корпусе верхнем 12 расположена муфта 11 со скользящей посадкой в корпусе 12, соединяющая шток 5 с патрубком верхним 13, ход которой ограничен гайками 10 и 14, завернутыми в корпус верхний 12. Поверхность муфты со скользящей посадкой может быть выполнена из материалов с малым коэффициентом трения, например фторопласт, полиуретан, капролон. Линейные размеры, ход пружины 9 и рабочий зазор между муфтой 11 и верхней ограничивающей гайкой 14 могут быть постоянными с запасом хода, либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вверх. В верхнюю гайку 14 завернут патрубок соединительный 15, соединяющий через переводник 16 компенсатор с колонной труб. Посредством сжатия пружин 6 и 9 происходит компенсация хода колонны труб вниз и/или вверх с одновременным гашением колебаний. Конструкция компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний позволяет производить прокладку через него электрической либо гидравлической линии и компенсировать их линейные перемещения.
Технологический и технический результаты при использовании компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний достигаются за счет использования в качестве его корпуса и штока стандартных насосно-компрессорных или бурильных труб, надежности и эффективности его работы в скважинных условиях, а также выбора оптимального диапазона регулирования телескопического хода между корпусом и штоком в зависимости от характеристик и параметров скважины.
Экономический эффект от использования изобретения может достигаться за счет увеличения наработки на отказ электроцентробежного насоса, увеличения сроков проведения профилактических и ремонтных работ насосного оборудования и пакерной системы.
Использованная литература
1. Патент SU №170884 Е21В 17/06, дата публикации заявки 01.01.1965;
2. Патент РФ 2237793 С2 RU U1 Е21В 17/07, дата подачи заявки 20.11.2002, опубликовано 10.10.2004;
3. Патент RU 2176304 Е21В 17/07, дата подачи заявки 06.09.1999, опубликовано 27.11.2001;
4. Патент RU 2455452 Е21В 17/06, дата подачи заявки 30.11.2010 г.