Съемное устройство для установки приборов на наружной поверхности трубы

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использована для получения информации о физических параметрах жидкости и/или газа в кольцевом (затрубном или межтрубном) пространстве скважины с помощью автономных измерительных приборов, спускаемых в скважину на колонне труб.
Известно устройство для установки приборов на наружной поверхности трубы (патент на ПМ RU № 119390, МПК Е21В 47/01, опубл. 20.08.2012 Бюл. № 23), содержащее закрепленный на трубе контейнер с размещенными внутри него автономными измерительными приборами, причем в контейнере имеются сквозное продольное отверстие для надевания на трубу, выполненное эксцентрично относительно оси контейнера, и сквозные радиальные отверстия для закрепления на трубе с помощью болтов, при этом в стенке контейнера со стороны сквозного продольного отверстия выполнено боковое окно, а автономные измерительные приборы размещены в пазах, выполненных внутри контейнера напротив бокового окна.
Недостатками данного устройства являются высокая металлоемкость и узкая функциональная возможность из-за контейнера, охватывающего трубу конкретного типоразмера, отсутствие фиксации в продольном направлении и при вращении, что исключает контроль за размещением и ориентацией в скважине прибора, и сложность установки и съема, так как необходимо разбирать колонну труб по муфтам для установки и снятия контейнера сложной формы.
Известно также устройство для установки приборов на наружной поверхности трубы (патент на ПМ RU № 160441, МПК Е21В 47/01, опубл. 20.03.2016 Бюл. № 8), содержащее закрепленный на трубе контейнер, в котором выполнено сквозное продольное отверстие эксцентрично относительно оси контейнера для надевания на трубу, отличающееся тем, что контейнер установлен на насосно-компрессорной трубе между муфтовыми соединениями насосно-компресорных труб с возможностью продольного перемещения вдоль трубы и с возможностью свободного вращения вокруг собственной оси, при этом в контейнере выполнено по меньшей мере одно отверстие для установки измерительного прибора, ось которого параллельна оси контейнера, причем отверстие оснащено заглушкой со сквозным отверстием в ней.
Недостатками данного устройства являются высокая металлоемкость и узкая функциональная возможность из-за контейнера, охватывающего трубу конкретного типоразмера, отсутствие фиксации в продольном направлении и при вращении, что исключает контроль за размещением и ориентацией в скважине прибора, и сложность установки и съема, так как необходимо разбирать колонну труб по муфтам для установки и снятия контейнера сложной формы.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для крепления автономных измерительных приборов на лифтовых трубах (патент RU № 2655328, МПК Е21В 47/01, опубл. 25.05.2018 Бюл. № 15), включающее насосно-компрессорные трубы и сектор трубы, закрепленный на насосно-компрессорную трубу, причем сектор трубы закреплен на наружной поверхности насосно-компрессорной трубы с помощью двух комплектов хомутов, дугообразная лента которых обхватывает насосно-компрессорную трубу напротив концов сектора трубы, причем на острых концах сектора трубы имеется плоская стенка, каждая из которой лежит в плоскости, перпендикулярной оси сектора трубы, причем на каждом хомуте на один конец дугообразной части ленты хомута приварена сваркой прилегающая к наружной стенке насосно-компрессорной трубы часть изогнутой в разные стороны пластины, причем другая часть этих пластин согнута по радиусу сектора трубы, приставлена тонкой изогнутой стенкой к отдельной плоской стенке сектора трубы и приварена сваркой к этой стенке сектора трубы.
Недостатками данного устройства являются высокая металлоемкость из-за длинного сектора трубы, фиксирующегося на трубе двумя комплектами хомутов сложной формы, а фиксация в продольном направлении и от вращения осуществляется приваренной сваркой и прилегающей к наружной стенке трубы части пластины, изогнутой в разные стороны, что требует использования хомутов, изготавливаемых из толстой высокопрочной стали для увеличения надежности.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции простого в изготовлении, надежного и неметаллоемкого съемного устройства для установки приборов на наружной поверхности трубы, позволяющего просто устанавливать и снимать на поверхность трубы с фиксацией специальным фиксирующим устройством.
Техническая задача решается съемным устройством для установки приборов на наружной поверхности трубы, включающим спускаемый в скважину сектор трубы, фиксируемый специальным устройством на поверхности соответствующей трубы при помощи хомутов, охватывающих располагаемые концевые верхнюю и нижнюю площадки сектора трубы, причем внутри сектор трубы снабжен нижним упором и верхними фиксаторами соответственно для установки и фиксации прибора внутри сектора трубы.
Новым является то, что концевые верхняя и нижняя площадки выполнены в виде симметричных продольных верхних и нижних прорезей на концах сектора трубы, одни из которых с одного конца изготовлены длиннее, чем другие, а нижний упор расположен между верхними и нижними прорезями и изготовлен в виде поперечной пластины, при этом верхние фиксаторы выполнены в виде подпружиненных внутрь элементов, расположенных на одном уровне и равномерно по периметру сектора трубы, а специальное фиксирующее устройство изготовлено в виде пластины, вставляемой в более длинные прорези, с резьбовым отверстием, снабженным стопорным винтом, который выполнен с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью трубы при вращении после установки сектора трубы на ней при помощи хомутов.
На фиг. 1 изображено устройство на трубе в продольном разрезе.
На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1.
На фиг. 3 изображено устройство в изометрии (вид снизу).
Съемное устройство для установки приборов на наружной поверхности включает трубы 1 (фиг. 1), спускаемые в скважину (не показана), сектор трубы 2, фиксируемый специальным устройством 3 на поверхности 4 соответствующей трубы 1 при помощи хомутов 5, охватывающих располагаемые концевые верхнюю и нижнюю площадки сектора трубы 2, изготовленных в виде соответствующих симметричных продольных верхней 6 и нижней 7 прорезей на концах сектора трубы 2. Внутри сектор трубы 2 снабжен нижним упором в виде поперечной пластины 8 (фиг. 2) и верхних фиксаторов в виде подпружиненных внутрь элементов 9, расположенных на одном уровне и равномерно по периметру сектора трубы 2, соответственно для установки и фиксации прибора (не показан) внутри сектора трубы 2 (фиг. 1). Одни из прорезей 6 (не показана) или 7 с одного конца сектора трубы 2 изготовлены длиннее, чем другие 7 (не показана) или 6. Поперечная пластина 8 расположена между верхними 6 и нижними 7 прорезями. Специальное фиксирующее устройство 3 изготовлено в виде пластины 10 (фиг. 3), вставляемой в более длинную прорезь 6 (не показано) или 7, с резьбовым отверстием 11 (фиг. 1), снабженным стопорным винтом 12, который выполнен с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью 4 трубы 1 при вращении после установки сектора трубы 2 на ней при помощи хомутов 5.
Подпружиненные элементы 9 могут быть изготовлены из изогнутых листов пружинной стали, закрепленной изнутри сектора трубы 2 при помощи винтов 13, сварки (не показана), заклепок (не показано) или т.п. Также Подпружиненные элементы могут быть изготовлены из плашек, поджимаемых внутрь пружинами сжатия или рессорами (не показаны). Вариантов исполнения известно много из открытых источников, поэтому авторы на это не претендуют.
Поперечная пластина 8 может быть изготовлена любой формы и закреплена внутри сектора трубы 2 прессовой посадкой (не показана) или перемычек 14 (фиг. 2), зафиксированных (клеем, сваркой или т.п.) внутри сектора трубы 2. На соединение пластины 8 с сектором трубы 2 авторы не претендуют, так как они могут быть соединены любым из известных вариантов.
Для улучшения фиксации пластины 10 (фиг. 3) с поверхностью 4 сектора трубы 2 болт может быть дополнительно оснащен контргайкой 15 (фиг. 1 и 3).
Хомуты 5 могут быть изготовлены специальными под каждый типоразмер трубы 1 или универсальными (в виде стяжек, ленточных хомутов с замками, ленточных хомутов червячными зажимами или т.п.).
Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, на фиг. 1 – 3 не показаны или показаны условно.
Устройство работает следующим образом.
Внутрь сектора трубы 2 (фиг. 2) устанавливают поперечную пластину 8 (например, при помощи перемычек 14) и подпружиненные элементы 9 (фиг. 1) (например, при помощи винтов 13). Сектор трубы 2 устанавливают на поверхность 4 соответствующей трубы 1, в прорези 6 и 7 вводят до упора хомуты 5 (с затяжкой или без неё). В длинные прорези, например, 7 (фиг. 3) вставляют пластину 10 специального фиксирующего элемента 3, по резьбовому отверстию 11 (фиг. 1) закручивают стопорный винт 12 до упора в поверхность 4 трубы 1 с фиксацией, натягивая хомуты 5. При необходимости длительного нахождения устройства в скважине рекомендуется дополнительно закреплять стопорный винт 12 в положении фиксации сектора трубы 2 от продольных перемещений и вращения относительно трубы 1 контргайкой 15. Сверху сектора трубы 2 вставляют до упора в поперечную пластину 8 датчик (автономный или с устьевым приводом для неглубоких скважин – не показано), который центрируется и фиксируется подпружиненными элементами 9 без дополнительных операций. Для смягчения взаимодействия датчика с поперечной пластиной 8, она сверху может быть дополнительно снабжена мягким демпфирующим ковриком 16 (резиновым, полиуретановым или т.п.) После установки устройства трубы 1 спускают в скважину в необходимый интервал установки (не показан). Так как все конструктивные элементы 3, 6, 7, 8, 9, 12 и т.д. устройства расположены непосредственно в секторе трубы 2, а сами эти элементы просты в изготовлении или используются стандартные, то устройство получается компактным, надежным и простым в изготовлении и обслуживании. Для сборки и установки и фиксации устройства на трубе 1 не требуются никаких сложных операций и дополнительного оборудования, что также упрощает работу с устройством.
Предлагаемое съемное устройство для установки приборов на наружной поверхности трубы является компактным, надежным и простым и позволяет просто устанавливать и снимать на поверхность трубы с фиксацией специальным фиксирующим устройством.