ТЯГОВАЯ ЦЕПЬ МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ КОЛТЮБИНГОВОЙ УСТАНОВКИ

Предполагаемая полезная модель относится к области эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением длинномерных безмуфтовых труб, а именно к механизмам подачи колтюбинговых установок. С помощью тяговых цепей механизма подачи производят спуск и подъем длинномерных безмуфтовых труб с целью проведения ремонтных работ в скважинах.
Известна тяговая цепь для спуска и подъема непрерывных стальных труб и штанг, наматываемых на барабан, содержащая фрикционные колодки, оси, щеки цепи [а.с. СССР №785458, МПК: Е21В 19/00, публ. 07.12.80, бюлл. N 45].
Недостатком известного устройства является то, что в процессе многократных изгибов длинномерная безмуфтовая труба (ДБТ) изменяет свой профиль и приобретает овальность. Это, в свою очередь, уменьшает площадь охвата фрикционными колодками ДБТ и, как следствие, уменьшается тяговое усилие, создаваемое фрикционными колодками. Увеличение прижимного усилия колодок ведет к повреждению сухарей фрикционных колодок, выполняемых, как правило, из закаленной стали, имеющей к тому же и низкий коэффициент трения.
Наиболее близким к заявляемой тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки, по совокупности существенных признаков, является изобретение, в которой, тяговая цепь для спуска и подъема непрерывных стальных труб, содержит фрикционные колодки, причем фрикционная колодка снабжена вставным сухарем, состоящим из четырех частей, две из которых стальные, а две выполнены из композиционного материала, причем стальные составляющие сухаря расположены по краям фрикционной колодки, а две другие размещены между ними, при этом в качестве композиционного материала использован углепластик, а площадь поверхности стальных составляющих сухаря относится к площади поверхности составляющих, выполненных из композиционного материала, как 1:1,5 [патент РФ №2152505, МПК: Е21В 19/084, от 24.12.1999 г.].
Недостатком указанной тяговой цепи для спуска и подъема непрерывных стальных труб, является наличие рисок и вмятин на наружной поверхности ДБТ от контакта с фрикционными колодками при входе ДБТ в механизм подачи колтюбинговой установки, что уменьшает ресурс эксплуатации ДБТ.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи создания тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки, включающей колодки, оси, пластины, втулки, шайбы, гайки и шплинты, с повышением надежности ее работы, посредством использования в каждой колодке внутренней резьбовой поверхности, имеющей в продольной плоскости колодки радиусные фаски по краям внутренней резьбовой поверхности и радиусные фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки, причем, размер радиусной фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки равен высоте профиля резьбового витка.
Заявляемая тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки, характеризуется достижением технических результатов, объективно проявляющихся при использовании, а именно:
- повышение надежности работы при проведении ремонта нефтяных и газовых скважин с применением ДБТ, посредством применения в каждой колодке внутренней резьбовой поверхности, контактирующей с ДБТ;
- достижение стабильного уровня тягового усилия механизма подачи, посредством сохранения профиля и овальности ДБТ;
- повышение ресурса эксплуатации ДБТ путем отсутствия рисок и вмятин на наружной поверхности ДБТ от контакта с колодками при входе ДБТ в механизм подачи колтюбинговой установки;
- снижение материальных затрат.
Указанные результаты при использовании заявляемой полезной модели достигаются за счет того, что в каждой колодке внутренней резьбовой поверхности, имеющей в продольной плоскости колодки радиусные фаски по краям внутренней резьбовой поверхности и радиусные фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки, причем, размер радиусной фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки равен высоте профиля резьбового витка.
Между совокупностью предложенных в заявляемой полезной модели признаков и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа, в конструкции заявляемой полезной модели, наличие в каждой колодке внутренней резьбовой поверхности, обеспечивает не только повышение надежности работы при проведении ремонта нефтяных и газовых скважин с применением ДБТ, а также достижение достаточного уровня тягового усилия механизма подачи, посредством сохранения профиля и овальности ДБТ. Использования в продольной плоскости колодки радиусных фасок по краям внутренней резьбовой поверхности и радиусные фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки, причем, размер радиусной фаски на каждом резьбовом витке в поперечной плоскости колодки равен высоте профиля резьбового витка, снижает материальных затраты при проведении ремонта нефтяных и газовых скважин. По совокупности признаков, предложенная тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки более конкурентоспособна и долговечна, чем аналоги и прототип.
Приведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель «Тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки» соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемой полезной модели «Тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки», использовано и может быть многократно использовано в производстве и применении тяговых цепей механизмов подачи колтюбинговых установок при проведении ремонта нефтяных и газовых скважин с применением ДБТ, с получением технического результата, заключающегося в повышении надежности и долговечности, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «промышленная применимость».
Таким образом, приведенная совокупность существенных признаков в заявляемой полезной модели «Тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки», отсутствует в вышеописанных аналогах и не известна из уровня техники в области нефтегазовой промышленности, в частности, тяговых цепей механизмов подачи колтюбинговых установок, при проведении ремонта нефтяных и газовых скважин, с получением нового полезного технического результата, в связи с чем можно сделать вывод, что заявляемая «Тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки» соответствует критериям ее патентоспособности.
В графических материалах заявляемой полезной модели представлены рисунки, где на фиг.1 приведен общий вид тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки, на фиг.2 - ломаный разрез-вид А-А; на фиг.3 -разрез Б-Б, на фиг.4 - выносной элемент В, на фиг.5 - схема механизма подачи с длинномерной безмуфтовой трубой (ДБТ).
Сущность заявляемой полезной модели состоит в следующем.
1
2
2
Тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки (фиг.1) состоит из колодок 1, осей 2, пластин 3, втулок 4, шайб 5, гаек 6 и шплинтов 7. В каждой колодке 1 выполнена внутренняя резьбовая поверхность 8, имеющая в продольной плоскости колодки радиусные «R» фаски 9 по краям внутренней резьбовой поверхности 8 и радиусные «R» фаски 10 на каждом резьбовом витке 11 в поперечной плоскости колодки, причем, размер радиусной «R» фаски 10 на каждом резьбовом витке 11 в поперечной плоскости колодки 1 равен высоте «h» профиля резьбового витка 11.
В связи с тем, что ДБТ имеют различные наружные диаметры, например, ⌀ 38,1 мм или ⌀ 33 мм, тяговая цепь механизма подачи колтюбинговой установки работает с ДБТ определенного диаметра.
2
При этом, размер радиусной «R» фаски 10 расчитывается по формуле:
1
R=(D-D) / 2, где:
R - размер радиусной фаски 10;
1
D - наружный диаметр резьбовой поверхности 8;
D - внутренний диаметр резьбовой поверхности 8.
Работа заявляемой тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки осуществляется следующим образом.
1
2
2
При эксплуатации и подземного ремонта нефтяных и газовых скважин с применением ДБТ, две одинаковые тяговые цепи 12 монтируют в механизме подачи 13 колтюбинговой установки (не показана) и между цепями расположена ДБТ 14. При движении тяговых цепей 12, колодки 1 внутренней резьбовой поверхностью 8, контактируют с ДБТ 15, сохраняя профиль и овальность ДБТ 14. При этом, наличие в продольной плоскости колодки 1 радиусных «R» фасок 9 по краям внутренней резьбовой поверхности 8 и радиусных «R» фасок 10 на каждом резьбовом витке 11 в поперечной плоскости колодки 1, способствует отсутствию рисок и вмятин на наружной поверхности ДБТ 14. С учетом, что размер радиусной «R» фаски 10 на каждом резьбовом витке 11 в поперечной плоскости колодки 1 равен высоте «h» профиля резьбового витка 11, что также способствует отсутствию рисок и вмятин на наружной поверхности ДБТ 14. Наличие внутренней резьбы 8, имеющей чередующийся профиль резьбовых витков 11, обеспечивает попеременный контакт поверхности внутренней резьбы 8 с наружной поверхностью ДБТ 14, что предотвращает появления овальности ДБТ 14 и отсутствие рисок и вмятин на наружной поверхности ДБТ 14.
Таким образом, использование заявленной тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки, позволяет достичь повышения надежности работы при проведении ремонта нефтяных и газовых скважин с применением ДБТ, посредством применения в каждой колодке внутренней резьбовой поверхности, контактирующей с ДБТ, достижение стабильного уровня тягового усилия механизма подачи, посредством сохранения профиля и овальности ДБТ, повышение ресурса эксплуатации ДБТ путем отсутствия рисок и вмятин на наружной поверхности ДБТ от контакта с колодками при входе ДБТ в механизм подачи колтюбинговой установки, а также снижение материальных затрат.
Заявляемая полезная модель используется в тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки, выпускаемого ООО «РГМ-Нефть-Газ-Сервис». Конкурентоспособность и промышленная применимость указанной тяговой цепи механизма подачи колтюбинговой установки подтверждается наличием постоянного спроса в рыночной нише нефтегазового машиностроения РФ и стран СНГ.