Устройство колонны насосно-компрессорных труб

Полезная модель относится к нефтепромысловому машиностроению, в частности к устройствам для подвески длинномерной трубы из композиционных материалов на устье скважины, и может быть использована при изготовлении и эксплуатации нефтепромысловых труб.
Известно устройство колонны насосно-компрессорных труб, содержащее соединенные между собой стеклопластиковые трубы, на концах которых установлены стальные оконцеватели для подвески стеклопластиковых труб, оконцеватели выполнены в виде втулок, имеющих установочную часть для наружного или внутреннего крепления со стеклопластиковой трубой и соединительную резьбовую часть, установочная часть оконцевателя для его наружного крепления со стеклопластиковой трубой содержит внутреннюю полость, имеющую упорную поверхность в донной части в плоскости, перпендикулярной оси втулки для фиксации на ней концевой части трубы, входное отверстие и стенки, образованные цилиндрическими и чередующимися коническими поверхностями, минимальный диаметр которых равен или превосходит наружный диаметр трубы, при этом один из цилиндрических участков расположен в придонной части полости, другой - у выходного отверстия, а чередующиеся конические поверхности расположены между ними, имеют конусность, направленную к выходному отверстию, и в продольном разрезе образуют пилообразный профиль, при этом соединительная часть оконцевателя имеет аксиальный цилиндрический канал с выходом во внутреннюю полость установочной части, причем диаметр этого канала равен внутреннему диаметру трубы и вместе с ней образует сплошной канал, а пространство между стенками внутренней полости установочной части оконцевателя и наружной поверхностью стеклопластиковой трубы заполнено полимерным связующим (см. патент РФ на полезную модель №148787 по МПК E21B 17/01 опубл. 20.12.2014).
Известное устройство имеют конструкцию, предполагающую либо непосредственный контакт стенок стеклопластиковых труб с блоком клиньев спайдера, что существенно снижает надежность при эксплуатации, когда необходимо неоднократно осуществлять спускоподъемные операции при проведении сборки, ремонта колонн или при осуществлении регламентных работ по техническому обслуживанию, либо применение специально изготовленного блока клиньев спайдера, что удорожает и усложняет выполнение таких спускоподъемных операций.
Наиболее близкой по технической сущности является устройство колонны насосно-компрессорных труб, содержащее скрепленные между собой резьбовыми соединениями композитные трубные секции, каждая из которых состоит из композитной трубы с нижней крепежной головкой и верхней крепежной головкой, скрепленной посредством резьбового соединения с выполненной в виде отрезка трубы разгрузочной накладкой, другой конец которой выполнен с кольцевой проточкой с уплотнительным кольцом, на нижней крепежной головке выполнена резьба, а на верхней крепежной головке выполнена резьба для подсоединения композитных труб, причем внутренние диаметры разгрузочной накладки и крепежной головки выполнены с большим диаметром по сравнению с наружным диаметром композитной трубы для образования монтажного радиального зазора (см. патент на полезную модель РФ 202963 по МПК E21B 17/01 опубл. 07.12.2020).
В известном аналоге резьбовое соединение верхней крепежной головкой с разгрузочной накладкой, имеющей внутреннюю резьбу и наружную резьбу, осуществляется непосредственным свинчиванием между собой. Непосредственное резьбовое соединение имеет высокую вероятность несанкционированного отвинчивания разгрузочной накладки от верхней крепежной головки при переменных нагрузках в процессе выполнении спускоподъемных операций, что существенно снижает надежность конструкции колонны насосно-компрессорных труб при эксплуатации.
Техническим результатом, достигаемым в заявляемой полезной модели, является повышение надежности и увеличение сроком службы, что достигается за счет предотвращения возможности отвинчивания разгрузочной накладки от верхней крепежной головки при переменных нагрузках в процессе выполнения спускоподъемных операций.
Технический результат достигается тем, что в устройстве колонны насосно-компрессорных труб, содержащем скрепленные между собой резьбовыми соединениями трубные секции из композиционного материала, каждая из которых состоит из композитной трубы с нижней крепежной головкой и верхней крепежной головкой, скрепленной с выполненной в виде отрезка трубы разгрузочной накладкой, согласно полезной модели скрепление верхней крепежной головки с разгрузочной накладкой дополнительно снабжено, по крайней мере, одним крепежным продольным элементом, установленным в радиальные отверстия, выполненные в верхней крепежной головке и разгрузочной накладке. Сопрягаемые поверхности радиальных отверстий и крепежного продольного элемента выполнены гладкими, образуя скрепление в виде штифтового соединения. Сопрягаемые поверхности радиальных отверстий и крепежного продольного элемента выполнены с резьбой, образуя скрепление с винтовым соединением. Сопрягаемые поверхности верхней крепежной головки и разгрузочной накладки выполнены с резьбой, образуя резьбовое соединение. Сопрягаемые поверхности верхней крепежной головки и разгрузочной накладки выполнены с гладкой поверхностью.
На фиг. 1 представлен фрагмент трубной секции, поясняющий соединение верхней крепежной головки с разгрузочной накладкой на примере с резьбовыми соединениями и четырьмя винтами, вкрученными в радиальные отверстия с резьбой;
на фиг. 2 - разрез по А-А.
Устройство колонны насосно-компрессорных труб содержит скрепленные между собой резьбовыми соединениями композитные трубные секции.
Каждая трубная секция состоит из композитной трубы 1 с нижней крепежной головкой 2 и верхней крепежной головкой 3, скрепленной с разгрузочной накладкой 4. Скрепление верхней крепежной головки 3 и разгрузочной накладки выполнено посредством резьбового соединения, образованного ввинчиванием концевых участков друг в друга, а также четырьмя винтами 5, вкрученными в радиальные отверстия с резьбой, образуя дополнительное винтовое соединение.
На нижнем конце нижней крепежной головки 2 выполнена наружная резьба, а на верхнем конце верхней крепежной головки 3 выполнена внутренняя резьба для подсоединения композитных труб.
Внутренние диаметры разгрузочной накладки 4 и крепежной головки 3 выполнены с большим диаметром по сравнению с наружным диаметром композитной трубы 1, образуя заполненный компаундом монтажный радиальный зазор 6.
Изготовление трубной секции для предлагаемого устройства колонны осуществляется следующим образом.
Изготовленные на производственных участках конструктивные элементы для трубной секции доставляются на сборочный производственный участок, где затем осуществляется монтаж трубной секции.
На концевой участок композитной трубы 1 (также как в известном аналоге) закрепляется с зазором разгрузочная накладка 4 резьбовой частью в направлении конца трубы, на который затем также с зазором устанавливается верхняя крепежная головка 3, которая скручивается с разгрузочной накладкой 4 с образованием резьбового соединения. В радиальные отверстия, выполненные в разгрузочной накладке 4 и верхней крепежной головке 3, ввинчиваются заподлицо винты 5.
После чего в полученные зазоры нагнетается компаунд, изготовленный на основе термопластичного или реактопластичного материала.
Затем на другой конец композитной трубы 1 надевается  нижняя крепежная головка 2, образуя готовое изделие в виде трубной секции для колонны насосно-компрессорных труб, представляющей собой композитную трубу с крепежными головками на обоих концах.
Скрепление верхней крепежной головки 3 с разгрузочной накладкой 4 также может быть выполнено посредством штифтовых соединителей со скрепляющими в радиальном направлении штифтами.
Трубные секции, доставленные на место эксплуатации, в процессе монтажа колонны насосно-компрессорных труб поочередно крепятся между собой посредством резьбовых соединений, создавая с помощью известных монтажных способов предлагаемое устройство колонны насосно-компрессорных труб.
При монтаже колонны насосно-компрессорных труб блок захватных клиньев спайдера монтажной установки надежно прихватывает композитную трубу за разгрузочную накладку 4, не допуская повреждения стенки композитной трубы.
Предлагаемое устройство колонны насосно-компрессорных труб имеет более надежную конструкцию по сравнению с известными аналогами, позволяющую увеличить количество спускоподъемных операций, необходимых при эксплуатации.