МНОГОКАНАЛЬНАЯ КОМПОЗИТНАЯ КОЛТЮБИНГОВАЯ ТРУБА
MULTI-CHANNEL COMPOSITE COILED TUBING PIPE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области насосно-компрессорных труб и, в частности, к многоканальной композитной колтюбинговой трубе (ККТ).
Предшествующий уровень техники
Колтюбинговая труба широко используется при реконструкции скважин, бурении, заканчивании скважин, при проведении геофизических исследований в скважине и других работ в месторождениях нефти и газа, которые производятся в течение всего процесса добычи нефти и газа, и известна как «universal operation machine (универсальное устройство производства работ)». Однако в колтюбинговой трубе имеется только один канал и, следовательно, существуют ограничения при проведении работ в месторождениях нефти и газа, в особенности, при многослойной закачке воды. Вследствие сложных геологических условий большая часть нефтяных месторождений в Китае имеет сильную неоднородность коллектора и значительную разницу в пористости и проницаемости коллектора. Поэтому в том случае, если используется полностью единообразная закачка воды, в слое с высокой проницаемостью будет поглощаться слишком большое количество воды, а в слоях с промежуточной или низкой проницаемостью поглощение воды будет недостаточным или даже может отсутствовать. Соответственно, в высокопроницаемом слое будет происходить слабое вытеснение нефти, и может иметь место прорыв закачанной воды, приводящий к преждевременному обводнению нефтяной скважины. Что касается слоев с промежуточной или низкой проницаемостью, то они будут характеризоваться более низким коэффициентом отдачи и становятся зоной, обогащенной остаточной нефтью. Поэтому обычно в пределах страны и за её пределами для многослойных коллекторов принято использование послойной закачки воды. Существующий способ послойной закачки воды обычно включает использование насосно-компрессорной трубы в качестве магистрального канала для закачки воды. В нижней части насосно-компрессорной трубы установлен эксцентриковый водяной насос, и упомянутый эксцентриковый водяной насос посредством кабеля соединен с наземной системой управления. Закачка в пласт воды и исследования пластового давления осуществляются с использованием кабелей. В этом случае необходимо, чтобы насосно-компрессорная труба подсоединялась раздельно для каждого выполняемого процесса, и кабель был присоединен к внешней стороне насосно-компрессорной трубы. При этом усложняются и рабочий процесс и процедура испытания, затруднено измерение давления, и отсутствует возможность выбора добавок к закачиваемой воде, которые соответствуют различным коллекторам.
Раскрытие изобретения
Изобретение обеспечивает многоканальную ККТ. Изобретение эффективно решает проблемы, существующие в уровне техники, которые заключаются в усложнении процесса эксплуатации и испытания, трудности измерения давления и отсутствия возможности выбора добавок к закачиваемой воде, которые соответствуют различным коллекторам.
Для решения указанных выше проблем изобретение обеспечивает следующие технические решения.
Многоканальная композитная колтюбинговая труба (ККТ) содержит три внутренних трубы и изолятор, при этом в изоляторе расположено множество указанных внутренних труб; изолятор введен внутрь оболочки; к внешней стороне оболочки приварен защитный слой; к внешней стороне защитного слоя приварен работающий на сжатие слой, и к внешней стороне работающего на сжатие слоя прикреплено множество армированных трубок; к внешней стороне армированных трубок прикреплен волокнистый слой; среди армированных трубок, между волокнистым слоем и работающим на сжатие слоем, размещен наполнитель; к внешней стороне волокнистого слоя прикреплен антикоррозионный слой.
В соответствии с вышеуказанным решением используются армированные трубки, размещенные в виде кольца.
В соответствии с вышеуказанным решением с боковой стороны от внутренней трубы в изолятор заделан провод, и к внешней стороне провода приклеен экранирующий слой.
В соответствии с вышеуказанным решением внешняя сторона внутренних трубок охвачена армированным слоем.
В соответствии с вышеуказанным решением экранирующий слой представляет собой экранирующую сетчатую структуру, а провод является медным проводом.
Способ изготовления многоканальной ККТ включает в себя следующие этапы, на которых:
S1: анализируют условия эксплуатации и функцию колтюбинговой трубы с тремя скомбинированными каналами;
S2: выбирают материал, рассчитывают механические свойства и выбирают конструкцию указанной колтюбинговой трубы;
S3: выполняют высококачественное защитное покрытие, тепловую изоляцию внутренних труб и формование посредством термической обработки;
S4: проводят внешний осмотр и испытания после производства; и
S5: применяют после подтверждения результатами осмотра и испытаний соответствия установленным требованиям, и записывают полученные данные.
В соответствии с вышеуказанным решением на этапе S2 расчет механических свойств включает в себя расчет предела прочности на растяжение, предела прочности на сдавливание, прочности при внутреннем давлении указанной колтюбинговой трубы;
выбор материала включает в себя: расчет конструктивных параметров указанной многоканальной колтюбинговой трубы для послойной закачки воды в соответствии с общим требуемым расходом при использовании колтюбинговой трубы; определение внешнего диаметра многоканальной колтюбинговой трубы и геометрических размеров, предела прочности на растяжение и способности выдерживать давление для каждого канала; выбор оптимальной схемы многоканальной конструкции для органически объединенных каналов колтюбинговой трубы, чтобы избежать проблем использования незначительного пространства, затруднительной обработки, большой величины зазора, естественного ослабления и скольжения, при этом за счет выбора материала и расчета конструкции уменьшаются затраты на материал и изготовление;
выбор конструкции: в процессе использования колтюбинговая труба находится в состоянии пластической деформации, и неоднократный подъем и спуск будет приводить к относительному перемещению канала и повреждению конструкции изделия; технологию производства многоканальной трубы для послойной закачки воды активно исследуют в соответствии с существующей технологией производства колтюбинговой трубы и кабелей, что позволяет решить технически осуществимые задачи, такие как функциональное проектирование, расчет конструкции и расчет непрерывной работы.
В соответствии с вышеуказанным решением на этапе S3 внутреннюю трубу и провод помещают в форму; затем в форму заливают исходный материал изолятора, и формируют и отливают внешний слой; наконец, полученное сформованное изделие обнаруживают.
В соответствии с вышеуказанным решением на этапе S3 внутреннюю трубу и армированный слой фиксируют; затем в форму заливают исходный материал изолятора, и формируют и отливают внешний слой; наконец, полученное сформованное изделие обнаруживают.
В соответствии с вышеуказанным решением на этапе S5 полученные данные соотносят с уменьшенными затратами.
По отношению к уровню техники изобретение обладает преимуществами научно-обоснованной рациональной конструкции, надежного и удобного использования.
1. Процедуры эксплуатации и испытания являются простыми, давление легко измеряется, и добавка к нагнетаемой воде может быть легко выбрана для согласования с различными коллекторами. Кроме того, колтюбинговая труба заполнена изоляционным материалом и удовлетворяет необходимости передачи давления и регистрации результатов испытаний с помощью двух кабелей.
2. Работающий на сжатие слой и армированная трубка эффективны для увеличения срока службы трубы. Армированная трубка и волокнистый слой повышают прочность и пластичность тоннеля для внутренних труб, который может быть приспособлен к различному рельефу местности. Антикоррозионный слой увеличивает срок эксплуатации трубы.
3. Анализируются условия эксплуатации и функции колтюбинговой трубы с тремя скомбинированными каналами для реализации нормального сбора данных. Выбор материала, расчет механических характеристик и выбор конструкции осуществляются в целях обоснованного использования материала. Оптимальная схема многоканальной конструкции выбирается для органического объединения каналов колтюбинговой трубы, чтобы избежать проблем использования незначительного пространства, затруднительной обработки, большой величины зазора, естественного ослабления и скольжения. Посредством выбора материала и расчета конструкции снижаются затраты на материал и производство.
4. Снижаются затраты и в то же время обеспечивается нормальная эксплуатация изделия.
Краткое описание чертежей
Сопровождающие чертежи предназначены для лучшего понимания изобретения и составляют часть описания изобретения. Примеры и их изображения предназначены для пояснения изобретения, но не устанавливают ограничения объема изобретения.
На фиг. 1 показана принципиальная схема конструкции в соответствии с изобретением;
на фиг. 2 – схема размещения провода согласно изобретению;
на фиг. 3 – схема размещения армированного слоя согласно изобретению;
на фиг. 4 – блок-схема алгоритма способа изготовления согласно изобретению.
Ссылочные обозначения: 1 – внутренняя труба, 2 – изолятор, 3 – оболочка, 4 - защитный слой, 5 – работающий на сжатие слой, 6 – армированная трубка, 7 – наполнитель, 8 – волокнистый слой, 9 – антикоррозионный слой, 10 – армированный слой, 11 – провод, 12 – экранирующий слой.
Осуществление изобретения
Предпочтительные примеры осуществления изобретения описаны далее со ссылками на сопровождающие чертежи. Следует понимать, что описанные предпочтительные примеры предназначены только для иллюстрации и пояснения изобретения, и не предназначены для ограничения изобретения.
Пример 1. Как показано на фиг. 1, изобретение обеспечивает техническое решение, характеризующее многоканальную ККТ. Указанная колтюбинговая труба содержит три внутренних трубы 1 и изолятор 2. В изоляторе 2 расположено множество внутренних труб 1, и указанные внутренние трубы 1 являются подходящими и легко реализуемыми средствами для транспортирования нефти из нефтепровода. Изолятор 2 может также выполнять функцию теплоизолятора, и этот изолятор 2 введен внутрь оболочки 3. К внешней стороне оболочки 3 приварен защитный слой 4. К внешней стороне защитного слоя 4 приварен работающий на сжатие слой 5 для повышения прочности указанной многослойной ККТ. К внешней стороне работающего на сжатие слоя 5 прикреплено множество армированных трубок 6. Используется 15 армированных трубок 6, размещенных в виде кольца. К внешней стороне армированных трубок 6 прикреплен волокнистый слой 8. Среди армированных трубок 6, между волокнистым слоем 8 и работающим на сжатие слоем 5, размещен наполнитель 7. Работающий на сжатие слой 5 и армированная трубка 6 являются эффективными средствами увеличения срока эксплуатации указанной многослойной ККТ. Армированная трубка 6 и волокнистый слой 8 увеличивают прочность и пластичность тоннеля для трубопроводов, который может быть приспособлен к различным рельефам местности. К внешней стороне волокнистого слоя 8 прикреплен антикоррозионный слой 9, что позволяет увеличить срок эксплуатации указанной многослойной ККТ.
Пример 2. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, изобретение обеспечивает техническое решение, многоканальную ККТ. Указанная колтюбинговая труба содержит три внутренних трубы 1 и изолятор 2. В изоляторе 2 расположено множество внутренних труб 1, и указанные внутренние трубы 1 являются подходящими и легко реализуемыми средствами для транспортирования нефти из нефтепровода. Изолятор 2 может также выполнять функцию теплоизолятора, и изолятор 2 введен внутрь оболочки 3. К внешней стороне оболочки 3 приварен защитный слой 4. К внешней поверхности защитного слоя 4 приварен работающий на сжатие слой 5 для повышения прочности указанной многоканальной ККТ. К внешней стороне работающего на сжатие слоя 5 прикреплено множество армированных трубок 6. Используется 20 армированных трубок 6, размещенных в виде кольца. К внешней стороне армированных трубок 6 прикреплен волокнистый слой 8. Среди армированных трубок 6, между волокнистым слоем 8 и работающим на сжатие слоем 5, размещен наполнитель 7. Работающий на сжатие слой 5 и армированная трубка 6 являются эффективными средствами увеличения срока эксплуатации указанной многоканальной ККТ. Армированная трубка 6 и волокнистый слой 8 увеличивают прочность и пластичность тоннеля для трубопроводов, который может быть приспособлен к различным рельефам местности. К внешней стороне волокнистого слоя 8 прикреплен антикоррозионный слой 9, что позволяет увеличить срок эксплуатации указанной многослойной ККТ. Провод 11 заделан с боковой стороны от внутренней трубы 1 внутри изолятора 2, и к внешней стороне провода 11 приклеен экранирующий слой 12. Для повышения качества передачи сигнала экранирующий слой 12 выполнен в виде экранирующей сетчатой структуры, а провод 11 является медным проводом.
Пример 3. Как показано на фиг. 1 и фиг. 3, изобретение обеспечивает техническое решение, многоканальную ККТ. Указанная колтюбинговая труба содержит три внутренних трубы 1 и изолятор 2. В изоляторе 2 расположено множество внутренних труб, и внутренние трубы 1 являются подходящими и легко реализуемыми средствами для транспортирования нефти из нефтепровода. Изолятор 2 может также выполнять функцию теплоизолятора, и изолятор 2 введен внутрь оболочки 3. К внешней стороне оболочки 3 приварен защитный слой 4. К внешней стороне защитного слоя 4 приварен работающий на сжатие слой 5 для повышения прочности указанной многослойной ККТ. К внешней стороне работающего на сжатие слоя 5 прикреплено множество армированных трубок 6. Используется 20 армированных трубок 6, размещенных в виде кольца. К внешней стороне армированных трубок 6 прикреплен волокнистый слой 8. Среди армированных трубок 6, между волокнистым слоем 8 и работающим на сжатие слоем 5, размещен наполнитель 7. Работающий на сжатие слой 5 и армированная трубка 6 являются подходящими средствами для увеличения срока эксплуатации указанной многослойной ККТ. Армированная трубка 6 и волокнистый слой 8 повышают прочность и пластичность тоннеля для трубопроводов, который может быть приспособлен к различным рельефам местности. К внешней стороне волокнистого слоя 8 прикреплен антикоррозионный слой 9. Армированный слой 10 охватывает три внутренних трубы 1 и при этом предотвращает деформацию этих внутренних труб 1.
Пример 4. Как показано на фиг. 4, изобретение обеспечивает техническое решение, характеризующее способ изготовления многоканальной ККТ, включающий следующие этапы, на которых:
S1: анализируют условия эксплуатации и функцию колтюбинговой трубы с тремя скомбинированными каналами;
S2: выбирают материал, рассчитывают механические свойства и выбирают конструкцию указанной колтюбинговой трубы;
S3: выполняют высококачественное защитное покрытие, тепловую изоляцию внутренних труб и формование посредством термической обработки;
S4: проводят внешний осмотр и испытания после производства; и
S5: применяют после подтверждения результатами осмотра и испытаний соответствия установленным требованиям, и записывают полученные данные.
В соответствии с указанным техническим решением на этапе S2 расчет механических свойств включает в себя расчет предела прочности на растяжение, предела прочности на сдавливание и прочности при внутреннем давлении указанной колтюбинговой трубы.
В соответствии с общим требуемым расходом при использовании колтюбинговой трубы рассчитывают конструктивные параметры указанной многоканальной трубы для послойной закачки воды. Определяют внешний диаметр указанной многоканальной трубы, геометрические размеры, предел прочности на растяжение и способность выдерживать давление для каждого канала. Выбирают оптимальную схему многоканальной конструкции для органического объединения каналов колтюбинговой трубы, чтобы избежать проблем использования незначительного пространства, затруднительной обработки, большой величины зазора, естественного ослабления и скольжения. Посредством выбора материала и проектирования конструкции уменьшаются затраты на материал и производство.
В процессе использования колтюбинговая труба находится в состоянии пластической деформации, и неоднократный подъем и спуск будет приводить к относительному перемещению канала и повреждению конструкции изделия. Технология производства многоканальной трубы для послойной закачки воды детально проработана в соответствии с существующей технологией производства колтюбинговых труб и кабелей. Решаются технически осуществимые задачи, такие как функциональное проектирование, расчет конструкции и расчет непрерывной работы.
В соответствии с описанным выше техническим решением на этапе S3 внутреннюю трубу и провод помещают в форму; затем в форму заливают исходный материал изолятора, и формируют и отливают внешний слой; наконец, полученное сформованное изделие обнаруживают.
В соответствии с описанным выше техническим решением на этапе S3 внутреннюю трубу и армированный слой фиксируют; затем в форму заливают исходный материал изолятора, и формируют и отливают внешний слой; наконец, полученное сформованное изделие обнаруживают.
В соответствии с описанным выше техническим решением полученные данные на этапе S5 соотносят с уменьшенными затратами.
Изобретение обладает следующими экономическими преимуществами и преимуществами социального характера.
Экономическиепреимущества
Промышленность
Годоваяпроизводительность
Цена на единицу
Общий промышленный выпуск
Объем реализованной продукции
Налог на прибыль
Получение дохода в иностранной валюте (единица =10000 $)
400000юаней
12000000юаней
12000000 юаней
1500000 юаней
70
Сельское хозяйство
Зона испытаний (содействие) (Му)(Му=666 и 2/3 м<sup>2</sup>
Общий объем сельскохозяйственной продукции
Выпуск продукции на душу населения
Количествовыработанной продукции на Му (кг)
Чистый доход сельского хозяйства
Чистый доход на душу населения
Общественные выгоды (включая защиту окружающей среды, энергосбережение, здравоохранение, и т.п.)
Многоканальная труба эффективно решает проблему послойной закачки воды в месторождениях нефти и газа и увеличивает добычу нефти на 50 т/день.
В изобретении процедуры эксплуатации и испытания достаточно простые, давление легко измеряется, и добавка к нагнетаемой воде может быть легко выбрана для согласования с различными коллекторами. Кроме того, колтюбинговая труба изолирована, что способствует передаче давления и регистрации результатов испытания с помощью двух кабелей. Для осуществления нормального сбора данных анализируют условия эксплуатации и функции колтюбинговой трубы с тремя объединенными каналами. Для реализации обоснованного использования материала осуществляются выбор материала, расчет механических характеристик и выбор конструкции. Оптимальная схема многоканальной конструкции выбирается для органического объединения каналов колтюбинговой трубы, чтобы избежать проблем использования незначительного пространства, затруднительной обработки, большой величины зазора, естественного ослабления и скольжения. Посредством выбора материала и расчета конструкции снижаются затраты на материал и производство, и в то же время обеспечиваются нормальные условия эксплуатации.
Необходимо отметить, что выше описаны только предпочтительные примеры осуществления изобретения, которые не следует рассматривать как ограничения изобретения. Хотя изобретение описано подробно со ссылками на упомянутые примеры, специалистам в данной области техники понятно, что могут быть осуществлены модификации технических решений, описанных в этих примерах, или некоторые технические особенности могут быть заменены их эквивалентами. Любые видоизменения, равноценные замены, усовершенствования и т.п., которые могут быть осуществлены в пределах объема и сущности изобретения, должны быть включены в объем правовой охраны изобретения.