КОМПЕНСАТОР ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ДЛИНЫ КОЛОННЫ ТРУБ С ГАШЕНИЕМ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Полезная модель относится к скважинному оборудованию и предназначена для использования при добыче пластового флюида или закачке рабочего агента в скважину, а также при одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации нескольких продуктивных пластов и пропластков скважин многопластовых месторождений.
Позволяет повысить надежность и эффективность работы, производить прокладку через него электрической либо гидравлической линии и компенсировать линейные перемещения. Известен амортизатор для гашения продольных колебаний колонны бурильных труб при бурении геологоразведочных скважин (аналог) (1), патент SU №170884 Е21В 17/06, дата публикации заявки 01.01.1965, отличающийся тем, что с целью регулирования жесткости устройства его корпус выполнен разъемным, с шлицевым соединением и со съемными резиновыми кольцами. Недостатком данного изобретения является низкая работоспособность, сложность конструкции, износ резиновых уплотнительных элементов.
Известен виброгаситель (аналог) (2), патент РФ 2237793 С2 RU U1 Е21В 17/07, дата подачи заявки 20.11.2002, опубликовано 10.10.2004, который содержит корпус, вал, в котором выполнены продольные пазы с размещенными в них демпфирующими элементами в виде стержней, расположенными коаксиально валу. Виброгаситель посредством переводника связан с корпусом забойного двигателя. Демпфирующие элементы установлены с возможностью изменения зазора между ними и валом виброгасителя, который, в свою очередь, связан переводником с валом забойного двигателя. В пазах корпуса виброгасителя установлены регулирующие винты для взаимодействия с демпфирующими элементами с возможностью изменения зазора между ними и валом виброгасителя. Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, износ упругих элементов, низкая эффективность.
Известен термокомпенсатор (аналог) (3), патент RU 2176304 Е21В 17/07, дата подачи заявки 06.09.1999, опубликовано 27.11.2001, в виде телескопического устройства, содержащего наружную трубу, внутреннюю трубу, сальниковый узел, отличающийся тем, что он снабжен направляющей втулкой с пазом, жестко закрепленной внутри наружной трубы, шпонкой, установленной в пазу направляющей втулки и в пазу, выполненном на наружной поверхности внутренней трубы и имеющем длину, обеспечивающую раздвижение термокомпенсатора на заданный ход, при этом торцевая поверхность резьбовой втулки выполнена с выступами, а обращенная к ней поверхность наружной трубы - с впадинами, соответствующими выступам резьбовой втулки, с возможностью вхождения выступов во впадины для обеспечения передачи крутящего момента, необходимого для вращения резьбовой втулки. Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, отсутствие гашения колебаний. Известен виброгаситель растягивающих, сжимающих и крутильных колебаний (аналог) (4), патент RU 2455452 Е21В 17/06, дата подачи заявки 30.11.2010 г. Изобретение относится к области добычи нефти, а именно к устройствам для гашения колебаний глубинного электроцентробежного насоса. Устройство включает корпус, шток, ниппель, резиновые упругие элементы. Верхний кулачок выполнен заодно со штоком. Нижний кулачок соединен через ниппель с корпусом. Взаимодействие штока и нижнего кулачка осуществляется через набор кулачков, между которыми установлены упругие элементы. Между кулачком штока и корпусом установлены упругие шайбы с чередованием металлических дисков. Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, износ упругих элементов.
Известен компенсатор термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний (прототип) (5), патент RU №2566352 Е21В 17/07, дата подачи заявки 17.06.2014, который выполнен из нескольких труб, соединенных между собой муфтами и гайками, включающий корпус, состоящий из двух частей - нижней и верхней. В корпусе нижнем расположен шток, на который насажена пружина компенсации хода колонны труб вниз, ограниченная с одной стороны муфтой со скользящей посадкой в корпусе нижнем, поверхность которой может быть выполнена из материалов с малым коэффициентом трения, например фторопласт, полиуретан, капролон, а с другой - гайкой. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой со скользящей посадкой и нижней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вниз. При этом компенсатор соединен с колонной труб при помощи патрубка, который посредством муфты соединен со штоком. Далее на шток насажена пружина компенсации хода колонны труб вверх, ограниченная гайками, завернутыми в нижний и верхний корпусы. Для исключения заедания и западания пружин они могут снабжаться проставочными кольцами. В корпусе верхнем расположена муфта со скользящей посадкой в корпусе, поверхность которой может быть выполнена из материалов с малым коэффициентом трения, например фторопласт, полиуретан, капролон, соединяющая шток с патрубком верхним, ход которой ограничен гайками, завернутыми в корпус верхний. Линейные размеры, ход пружины и рабочий зазор между муфтой со скользящей посадкой и верхней ограничивающей гайкой могут быть постоянными с запасом хода либо выбраны из предполагаемого хода колонны труб вверх. В верхнюю гайку завернут патрубок соединительный, соединяющий через переводник компенсатор с колонной труб. Посредством сжатия пружин происходит компенсация хода колонны труб вниз и/или вверх с одновременным гашением колебаний. Конструкция компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний позволяет производить прокладку через него электрической либо гидравлической линии и компенсировать их линейные перемещения. Недостатками компенсатора являются большие габариты, сложность конструкции и расположение пружин вне корпуса, что приводит к их коррозии и созданию аварийной ситуации. Технической задачей, решаемой полезной моделью, является упрощение конструкции и повышение надежности и эффективности работы компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний.
Цель полезной модели достигается тем, что компенсатор термобарических изменений длины колонны труб включает в себя корпус из двух патрубков, соединенных между собой муфтой, и шток с пружинами, который расположен внутри корпуса и выполнен с возможностью поступательного движения в корпусе.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, решен компенсатором термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний, который выполнен из стандартных насосно-компрессорных труб и позволяет производить прокладку через него электрической либо гидравлической линии. Линейные размеры выбраны из предполагаемого хода колонны насосно-компрессорных труб вниз и вверх. Включает в себя корпус из двух соединенных между собой патрубков, соединенных между собой посредством муфты, которая является упором для пружин снизу. Пружины расположены на подвижном штоке с разделительным кольцом между ними для исключения заедания и западания пружин. Подвижный шток изготовлен из двух патрубков, соединенных муфтой, которая выполнена с возможностью поступательного движения в корпусе и служит упором для пружин сверху. На нижнюю часть подвижного штока навернута концевая муфта, которая также выполнена с возможностью поступательного движения в корпусе. На корпус сверху навернут переводник, ограничивающий ход компенсатора, а снизу - переводник с отверстием и пазом для выхода электрической либо гидравлической линии, служащий для соединения с колонной насосно-компрессорных труб, на который навернут кожух для защиты электрической либо гидравлической линии. Электрическая либо гидравлическая линия выполнена в виде спирали и уложена внутри корпуса и подвижного штока. Подвижный шток выполнен с возможностью поступательного движения в верхнем переводнике и муфте корпуса. На чертежах в продольном разрезе представлена конструкция полезной модели компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний. Компенсатор термобарических изменений длины колонны труб выполнен из стандартных насосно-компрессорных труб, включает в себя корпус из двух соединенных между собой патрубков 5 и 10 (фиг. 1, фиг. 2) посредством муфты 8 (фиг. 2), которая является упором для пружин 6 (фиг. 1) снизу. Пружины 6 (фиг. 1, 2) расположены на подвижном штоке 1, 4 (фиг. 1, 2) с разделительным кольцом 7 между ними для исключения заедания и западания пружин 6.
Подвижный шток (1, 4) выполнен с возможностью поступательного движения в верхнем переводнике 2 (фиг. 1) и муфте 8 (фиг. 2) корпуса и изготовлен из двух патрубков 1 и 4 (фиг. 1, 2), соединенных муфтой 3 (фиг. 1), которая выполнена с возможностью поступательного движения в патрубке 5 корпуса и служит упором для пружин 6 сверху. На нижнюю часть 4 подвижного штока (1, 4) (фиг. 1, 2) навернута концевая муфта 9 (фиг. 2), которая выполнена с возможностью поступательного движения в патрубке 10 (фиг. 2) корпуса. На патрубок 5 (фиг. 1) корпуса сверху навернут переводник 2, ограничивающий ход компенсатора, а снизу - переводник 11 (фиг. 2) с отверстием 13 и пазом 14 для выхода электрической либо гидравлической линии 15 (фиг. 1, 2), служащий для соединения с колонной насосно-компрессорных труб (на чертеже не показано), на который навернут кожух 12 (фиг. 2) для защиты электрической либо гидравлической линии 15 (фиг. 1, 2). Электрическая либо гидравлическая линия 15 (фиг. 1, 2) выполнена в виде спирали и уложена внутри патрубка 10 (фиг. 2) корпуса и патрубков 1 и 4 (фиг. 1) подвижного штока. При работе компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний совместно с оборудованием производят частичное сжатие пружин 6 примерно до половины хода компенсатора и оставляют в таком положении в работу. При этом происходит компенсация изменений длины колонны труб при движении как вверх, так и вниз. Технологический и технический результаты при использовании компенсатора термобарических изменений длины колонны труб с гашением продольных колебаний достигаются за счет использования в качестве его корпуса и штока стандартных насосно-компрессорных или бурильных труб, надежности и эффективности его работы в скважинных условиях, а также выбора оптимального диапазона регулирования телескопического хода между корпусом и штоком в зависимости от характеристик и параметров скважины.
Экономический эффект от использования изобретения может достигаться за счет увеличения наработки на отказ электроцентробежного насоса, увеличения сроков проведения профилактических и ремонтных работ насосного оборудования и оборудования для одновременно-раздельной или поочередной эксплуатации нескольких продуктивных пластов и пропластков скважин многопластовых месторождений.
Использованная литература
1. Патент SU №170884 Е21В 17/06, дата публикации заявки 01.01.1965.
2. Патент РФ 2237793 С2 RU U1 Е21В 17/07, опубликовано 10.10.2004.
3. Патент RU 2176304 Е21В 17/07, дата подачи заявки 06.09.1999, опубликовано 27.11.2001.
4. Патент RU 2455452 Е21В 17/06, дата подачи заявки 30.11.2010 г.
5. Патент RU №2566352 Е21В 17/07, дата подачи заявки 17.06.2014.