Гибкая грузонесущая труба

Область техники
Полезная модель относится к нефтегазовой области и может быть использована для подъема продукции (нефти, газа, газового конденсата или воды) из скважин и ее наземной транспортировки, а также для транспортировки химических реактивов, предназначенных для предотвращения гидратообразования/коррозии в трубопроводах.
Уровень техники
Известна гибкая грузонесущая труба, содержащая внутренний и внешний полимерные слои, армирующие элементы, силовые и информационные кабели, размещенные между внешним полимерным слоем и дополнительной (наружной) оболочкой [патент RU 2315223, фиг. 2, публ. 20.01.2008]. Силовые кабели в составе трубы служат для электропитания промыслового оборудования и датчиков, а информационные кабели - для передачи информации, снимаемой датчиками.
Недостаток аналога - большие габариты, вес, материалоемкость и усложнение технологии изготовления вследствие необходимости введения наружной (защитной для кабелей) оболочки.
Ближайшим к заявляемому устройству (его прототипом) является гибкая грузонесущая труба, известная из патента RU 119439 (фиг. 3 и 6), публ. 20.08.2012.
В устройстве прототипе кабели размещены во внешнем полимерном слое. Однако дополнительная наружная оболочка остается необходимой для защиты кабелей от повреждения при спуске-подъеме трубы в скважине.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели состоит в снижении вероятности повреждения кабелей при производстве и транспортировке трубы, а также в повышении надежности электропитания и безопасности передачи данных при использовании трубы.
Указанный результат достигается тем, что в гибкой грузонесущей трубе, содержащей внутренний полимерный слой, армирующие элементы и внешний полимерный слой, встроенные в трубу кабели размещены во внутреннем полимерном слое под армирующими элементами.
При этом используют силовые электрические кабели и информационные (электрические и оптоволоконные) кабели.
Достижение указанного технического результата заявленной совокупностью признаков обусловлено следующим.
Расположение кабелей ближе к оси трубы (во внутреннем полимерном слое) целесообразно из-за необходимости ее скручивания на барабане при производстве и транспортировке. Если кабели располагаются дальше от оси трубы (как в прототипе), то они подвергаются большему растяжению и соответственно больше вероятность разрыва при скручивании на барабан.
Расположение кабелей под армирующими элементами обеспечивает надежность электропитания и безопасность передачи данных, так как с неэкранированных и незащищенных мощной броней информационных кабелей возможен несанкционированный съем передаваемых данных.
Осуществление полезной модели
На фигуре представлено поперечное сечение заявляемой трубы и обозначено:
1 - внутренний полимерный слой;
2 - армированный полимерный слой;
3 - внешний полимерный слой;
4 - встроенные кабели (силовые, информационные).
Трубу изготавливают методом экструзии под давлением. Изготовляемую трубу наматывают на барабан для дальнейшей транспортировки. Расположение кабелей ближе к оси трубы (в полимерном слое 1) позволяет снизить прилагаемое к ним растягивающее усилие при том же радиусе барабана. Это дает возможность сократить затраты при производстве и последующей транспортировке трубы благодаря намотке труб большей длины на барабаны меньшего радиуса, либо благодаря использованию более компактных барабанов.
При эксплуатации трубы в скважине или на поверхности земли встроенные в нее силовые кабели служат для электропитания промыслового оборудования и различного рода датчиков, а информационные - для передачи информации, снимаемой датчиками.
При проведении спускоподъемных скважинных операций слой 3 может истираться из-за трения поверхности гибкой трубы о внутреннюю поверхность стальной насосно-компрессорной трубы скважины.
При этом кабели, встроенные в слой 1, меньше подвержены механическим воздействиям, поскольку защищены от них слоем 2 с армирующими элементами.
Наземные участки трубы уязвимы для несанкционированного съема информации с встроенных информационных кабелей. Размещение встроенных информационных кабелей в слое 1 обеспечивает их механическую и электромагнитную защиту армирующими элементами в слое 2.
Таким образом, размещение встроенных кабелей во внутреннем полимерном слое 1 трубы под армирующими элементами позволяет снизить вероятность повреждения кабелей (т.к. они подвергаются меньшему растяжению), сократить затраты на изготовление и транспортировку трубы (благодаря использованию более компактных барабанов), повысить надежность электропитания и контроля промыслового оборудования, а также информационную безопасность передачи контролируемых данных.