Вставка предохранительная межниппельная для защиты соединений насосно-компрессорных труб от коррозионных процессов при добыче нефти

Полезная модель относится к изделиям, предназначенным для защиты торцевой части ниппеля и межниппельной части насосно-компрессорных труб от процессов коррозии и гидравлического промыва при добыче нефти и закачке рабочего агента поддержания пластового давления.
Известен способ защиты от коррозии зоны сварного соединения трубопровода с внутренним защитным покрытием (патент № 2533046, F16L 58/08, опубл. 20.11.2014 г.), который включает  установку втулки подкладной в зоне сварного соединения трубопровода с внутренним защитным покрытием и выполнение сварного шва трубопровода. Втулка подкладная, состоящая из втулки внутренней из коррозионно-стойкой стали и втулки наружной из углеродистой или низколегированных марок сталей, которые соединены между собою неразъемным соединением, устанавливают в зоне соединения трубопровода, при этом длина втулки внутренней больше, чем длина втулки наружной, и на выступающие концы втулки внутренней наносят герметик, а втулку подкладную приваривают через втулку наружную к трубопроводу при выполнении сварного шва трубопровода. Недостатком использования является ненадежность применения данного изделия по причинам возникновения коррозионных процессов вследствие следующих факторов:
1) неравномерное нанесение герметика между втулкой и частью трубопровода, не имеющего антикоррозионного защитного покрытия, что в процессе эксплуатации позволит транспортируемой продукции агрессивно воздействовать на незащищенный участок трубопровода,
2) воздействие высоких температур на антикоррозионное покрытие при проведении сварных работ, что может повлиять на разрушение антикоррозионного покрытия, и как следствие образование коррозии трубопровода,
3) сложность монтажных и сварных работ, требует привлечения высококвалифицированных специалистов, имеющих опыт выполнения данных работ. Дефицит специалистов,
4) технология применения втулки подкладной делает её использование одноразовым по причине необходимости применения сварочных работ для её монтажа.
Известно изобретение (патент РФ 2478865, F16L 47/06, опубл. 10.04.2013 г.), которое относится к изделиям из композиций полимеров ненасыщенных алифатических углеводородов, содержащих одну углерод-углеродную двойную связь, используемым в оборудовании при разработке и эксплуатации месторождений углеводородов. Устройство для защиты соединительной трубной муфты содержит ступенчатую втулку, имеющую средний участок с увеличенным диаметром и два боковых с меньшими наружными диаметрами, установленную между торцами труб с конической резьбой и соединенных муфтой. Устройство снабжено дополнительной ступенчатой втулкой, причем первая ступенчатая втулка имеет постоянный наружный диаметр и два участка с малым и большим внутренним диаметрами, а вторая ступенчатая втулка имеет постоянный внутренний диаметр и два участка с малым и большим диаметрами, причем малый внутренний диаметр первой втулки и внутренний диаметр второй втулки равны внутреннему диаметру соединяемых труб, а наружный диаметр первой втулки и больший наружный диаметр второй втулки равны внутреннему диаметру соединительной муфты.
Недостатком изделия являются:
1) затраты длительных временных ресурсов на монтаж и установку изделия в защищаемый интервал насосно-компрессорных труб,
2) отсутствие установочных устройств для монтажа защитного изделия в насосно-компрессорные трубы.
В России известны защитные технологии Majorpack, которые успешно прошли лабораторные и промысловые испытания на месторождениях различных нефтяных компаний, подтвердив свою применимость в осложненных условиях эксплуатации (http://tdnpo.ru/wash-out-protection/). Например, известна предохранительная вставка «Стример», выбранная в качестве прототипа. Защитная вставка «Стример» является универсальной предохранительной деталью для резьбовых соединений. Устанавливаемая в муфту между двумя ниппельными концами насосно-компрессорных труб (НКТ) предохранительная вставка «Стример» заполняет собой все свободное пространство между трубами, исключая саму возможность образования завихрений потока добываемого флюида.
Недостатком изделия являются:
1) недостаточные прочностные характеристики резьбовых соединений двух составных элементов, так как резьбовое соединение одного из элементов представлено в виде двух сегментов, расположенных друг напротив друга. Наличие двух сегментов резьбы, вместо сплошного резьбового соединения, приводит к риску перекоса двух составных элементов относительно друг друга при монтаже, и как следствие отсутствие полного перекрытия защищаемых элементов при эксплуатации, что приводит к образованию коррозии на защищаемых элементах насосно-компрессорных труб,
2) затраты длительных временных ресурсов на монтаж и установку изделия в защищаемый интервал насосно-компрессорных труб,
3) необходимость применения сложных инсталляционных устройств для установки защитного изделия в насосно-компрессорные трубы,
4) необходимость применения резьбоуплотнительной смазки «Русьма» при установке в защищаемый интервал насосно-компрессорных труб.
Задачей заявленной полезной модели является разработка вставки предохранительной для защиты соединений насосно-компрессорных труб от коррозионных процессов при добыче нефти, при использовании которой увеличивается рабочий ресурс муфты насосно-компрессорных труб (НКТ), торцевых и резьбовых элементов ниппельной части НКТ, за счет исключения коррозии муфты, её резьбы и резьбы ниппельных частей НКТ.
Поставленная задача решается тем, что вставка состоит из двух колец, изготовленных из термоустойчивого пластика, предназначена для защиты торцевых элементов ниппельных частей насосно-компрессорных труб от размыва транспортируемой пластовой скважинной жидкостью, соединенных между собой скручиванием, посредством наличия резьбовых элементов. Вставка дополнительно содержит четыре отдельных резьбовых элемента, расположенных крест-накрест во внутренней окружности внешнего кольца.
На рисунке 1 представлен внешний вид изделия, установленного в интервал насосно-компрессорных труб, требующих защиты от коррозионных процессов и размыва.
1 - нерабочее соединение НКТ, 2 - муфта НКТ, 3 - ниппельная часть НКТ, 4 - нижнее кольцо ВПМ, 5 - верхнее кольцо ВПМ, d1 и d2 - внутренний диаметр НКТ).
Устройство работает следующим образом.
Кольцо 5 устанавливают в кольцо 4 на глубину не менее 5 мм, формируя единое изделие. Собранные между собой кольца 4 и 5 устанавливают во внутреннюю полость муфтового соединения 2, при этом происходит уравнивание внутренних диаметров d2 и d1, что предотвратит образования завихрений скважинной продукции, разрушающей торцевые элементы ниппельных частей НКТ при эксплуатации.
В муфтовое соединение 2 вворачивается ниппельная часть НКТ 3.
В процессе свинчивания ниппельной части НКТ 3 и муфты НКТ 2 торец ниппельной части НКТ 3 упирается в торец кольца 5 и передает кольцу 5 крутящий момент, что позволяет кольцу 5 перемещаться относительно кольца 4 по имеющимся четырём резьбовым элементам, создающим плотное герметичное соединение.
При завершении свинчивания ниппельной части НКТ 3 с муфтой НКТ 2 происходит окончательное внедрение кольца 5 в кольцо 4 на длину, необходимую для защиты внутренней полости муфты НКТ и торцевых элементов ниппельных частей НКТ от агрессивного воздействия потока скважинной продукции.
Таким образом, реализуется заявленное техническое решение, направленное на увеличение рабочего ресурса муфты НКТ, торцевых и резьбовых элементов ниппельной части НКТ, за счет исключения коррозии муфты, её резьбы и резьбы ниппельных частей НКТ.
Преимуществом использования заявленной полезной модели является увеличение ресурса работы насосно-компрессорных труб, уменьшение количества отбракованных НКТ при эксплуатации, снижение затрат на ремонт НКТ, снижение риска аварийных ситуаций внутри скважин, исключение затрат на дорогостоящие работы по ликвидации внутрискважинных аварий при ремонте скважин, сокращение потерь в добыче нефти за счет снижения риска аварий.