СОЕДИНЕНИЕ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ
TUBING JOINT

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, более конкретно к соединению насосно-компрессорных труб (НКТ), и может быть использовано при монтаже колонны НКТ для последующего спуска в нее на грузонесущем кабеле малогабаритной погружной насосной установки перевернутого типа.
Известно соединение НКТ или обсадных труб в нефтяных или газовых скважинах, включающее трубы с наружной цилиндрической резьбой по концам и винтовыми канавками за резьбой, имеющими шаг, равный шагу резьбы, муфту с внутренним буртиком посередине, по обе стороны от которого выполнены цилиндрическая поверхность, цилиндрическая резьба и кольцевая канавка левого направления с диаметром, превышающим диаметр цилиндрической резьбы, упругие кольца, зажатые между буртиком, торцевыми поверхностями труб и цилиндрическими поверхностями муфты, и упругие втулки, установленные между кольцевыми канавками муфты и винтовыми канавками труб (Пат. №2264523 РФ, Е21В 17/042, 2005).
Это изобретение нацелено исключительно на предотвращение коррозии резьбы за счет изоляции от пластовой жидкости, но не облегчает спуск через данное соединение малогабаритной установки на грузонесущем кабеле, имеющей низкие весовые характеристики.
Наиболее близким к заявляемому является соединение НКТ, включающее трубы с наружной конической резьбой и скошенными торцами, муфту с внутренней конической резьбой и полимерную манжету трапецеидальной формы в сечении, которая размещена между торцами труб с зазором относительно муфты и имеет цилиндрические поверхности снаружи и внутри (Пат. №2186284 РФ, F16L 15/04, 2002).
Недостатком принятого за прототип соединения НКТ является то, что размещение полимерной манжеты заподлицо с внутренней поверхностью труб не обеспечивает центрирование и скольжение малогабаритной насосной установки при спуске в колонну НКТ, смонтированную посредством соединения.
Предлагаемое техническое решение направлено на разработку соединения насосно-компрессорных труб, пригодного для монтажа колонны НКТ малого габарита, в которую может быть осуществлен беспрепятственный спуск на грузонесущем кабеле малогабаритной насосной установки под действием собственного веса.
Поставленная цель достигается тем, что в соединении насосно-компрессорных труб, включающем трубы с наружной конической резьбой по концам, муфту с проточкой посередине и конической резьбой с обеих ее сторон и полимерную манжету между торцами труб, имеющую цилиндрическую поверхность снаружи и внутри, согласно изобретению, внутри на цилиндрической поверхности полимерной манжеты расположены продольные выступы с заходными фасками по торцам, равноотстоящие друг от друга в окружном направлении, а снаружи дополнительно к цилиндрической поверхности на полимерной манжете сформирована коническая поверхность, сопряженная с конической резьбой муфты, и промежуточный стопорный буртик, заглубленный в проточку на муфте.
На фиг. 1 изображено заявляемое соединение НКТ, продольный разрез; на фиг. 2 - полимерная манжета, аксонометрия; на фиг. 3 - малогабаритная насосная установка в смонтированной колонне НКТ, которая спущена в обсадную трубу; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.
Соединение насосно-компрессорных труб включает трубы 1, 2 с наружной конической резьбой 3 по концам, муфту 4, имеющую проточку 5 посередине и коническую резьбу 6 с обеих сторон проточки 5, и полимерную манжету 7, размещенную между торцами труб 1, 2 (фиг. 1). Муфту 4 изготавливают в соответствии с ГОСТ 633-80, при этом наличие проточки 5 обусловлено технологической необходимостью. Для изготовления полимерной манжеты 7 используют антифрикционный материал, например, капролон или фторопласт. Полимерная манжета 7 имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность 8, на которой расположены продольные выступы 9 с заходными фасками 10 по торцам. Количество продольных выступов 9 составляет 3 или 4 штуки, при этом они отстоят друг от друга по окружности на одинаковом расстоянии (фиг. 2, 4). Продольные выступы 9 имеют в поперечном сечении, например, трапецеидальную форму, а их высота в зависимости от жесткости полимерного материала составляет 2-3 мм. Наружная поверхность 11 полимерной манжеты 7 образована цилиндрической 12 и конической 13 поверхностью, которые разделены промежуточным стопорным буртиком 14, выполненным в виде кольца или сегментов кольца. Стопорный буртик 14 заглублен в проточку 5 на муфте 4 для устранения перемещения полимерной манжеты 7 вдоль оси за счет примыкания криволинейной поверхности 15 к боковой стенке проточки. Коническая поверхность 13 полимерной манжеты 7 прилегает к конической резьбе 6 на муфте 4, а ее цилиндрическая поверхность 12 образует с муфтой 4 зазор, расширяющийся наружу.
Насосно-компрессорные трубы соединяют следующим образом.
В муфту 4 вставляют полимерную манжету 7 цилиндрической поверхностью 12 вперед и, ввертывая в коническую резьбу 6 трубы 1, двигают ее слева направо до упора конической поверхности 13 на манжете в коническую резьбу 3 на муфте 4 и западания стопорного буртика 14 в проточку 5 (фиг. 1). С другой стороны муфты 4 ввертывают трубу 2, на противоположном конце которой аналогичным образом установлена муфта 4 с полимерной манжетой 7, и таким образом последовательно собирают колонну НКТ 16 расчетной длины. Колонна НКТ 16 может быть снабжена внизу клапаном-отсекателем (не показан) для выполнения спускоподъемных операций без глушения скважины.
Собранную колонну НКТ 16 размещают в эксплуатационной колонне 20 скважины, при этом возможно искривление оси спущенной колонны. Затем в колонну НКТ 16 спускают под действием собственного веса на грузонесущем кабеле 17 малогабаритную погружную насосную установку перевернутого типа 18 (фиг. 3). Спуск установки 18 не вызывает затруднений даже при прохождении криволинейных участков НКТ 16, так как продольные выступы 9 на полимерных манжетах 7 выполняют функцию центраторов и удерживают ось насосной установки 18 вдоль оси колонны НКТ 16. Продольные выступы 9 предотвращают соприкосновение насосной установки 18 с внутренней поверхностью насосно-компрессорных труб 1, 2. Заходные фаски 10 на продольных выступах 9 облегчают прохождение насосной установки 18 через полимерные манжеты 7. Кроме того, контакт выступов 9 с насосной установкой 18 происходит по незначительной площади, что в сочетании с антифрикционными свойствами полимерных манжет 7 минимизирует возникающую силу трения между ними. В результате повышается надежность перемещения насосной установки 18 в колонне НКТ 16, достигается безаварийная ее доставка на место и сокращается затрачиваемое на это время. Кроме того, за счет выступов 9 на полимерных манжетах 7 между насосной установкой 18 и колонной НКТ 16 образуется кольцевой зазор 19 одинаковой ширины для течения пластовой жидкости, что обеспечивает равномерное охлаждение погружного электродвигателя (не показан) насосной установки 18. И, наконец, выступы 9 на полимерных манжетах 7 снижают вибрацию насосной установки 18, повышая тем самым ее надежность.
Предложенное соединение насосно-компрессорных труб отличается простотой. Необходимые для его технической реализации полимерные манжеты без трудностей могут быть изготовлены на стандартном оборудовании в необходимом количестве.