Вставка в колонну насосно-компрессорных труб

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к защите насосно-компрессорных труб (НКТ) от коррозионного разрушения, а также к средствам для крепления кабелей к насосно-компрессорным трубам.
Известно устройство, предназначенное для предотвращения коррозии нефтегазодобывающего оборудования (патент РФ на полезную модель №142911, C23F13/00, 2014), которое выполнено в виде муфты коррозионной защиты, содержащее два одинаковых полукольца, изготовленных из протекторного сплава и соединенных между собой при помощи соединительного устройства. Соединительное устройство выполнено в виде двух винтов, установленных соответственно во внутренних отверстиях одного из полуколец и ввернутых в резьбовое отверстие другого полукольца. Оба полукольца могут быть выполнены из сплава алюминиевого деформируемого. В собранном состоянии между полукольцами образуются зазоры. Недостатком данного устройства является трудоемкость монтажа, а так же отсутствие возможности крепления кабелей в скважине, что может привести к проблемам, связанным с касанием этих кабелей друг о друга и перегревом силового кабеля, а также обрывом кабеля при спуске или подъеме скважинного оборудования.
Известно устройство для крепления кабелей на насосно-компрессорных трубах (патент РФ на полезную модель №82468, E21B17/10, 2008), выполненное в виде незамкнутой разрезной втулки с разнесенными пазами на наружной поверхности для укладки в них силового и греющего кабелей. Устройство монтируется на поверхность насосно-компрессорных труб. Недостатком данного устройства является отсутствие антикоррозийной защиты, это снижает надежность работы скважинного оборудования.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбрано устройство защиты и крепления кабелей, размещенных в скважине (патент РФ на полезную модель №82469, E21B17/10, 2008), которое выполнено в виде втулки с пазами на наружной поверхности. Втулка содержит дугообразные перемычки и продольные выступы для дополнительной фиксации кабеля. Устройство монтируется на поверхность насосно-компрессорных труб. Недостатком данного устройства является отсутствие антикоррозийной защиты, это снижает надежность работы скважинного оборудования.
Технической задачей полезной модели является повышение надежности работы скважинного оборудования.
Технический результат достигается за счет того, что вставка в колонну насосно-компрессорных труб, содержащая корпус в виде втулки, с продольными и поперечными проточками для укладки и крепления кабеля, согласно полезной модели втулка выполнена с внешним слоем из протекторного сплава, а продольные и поперечные проточки выполнены во внешнем слое из протекторного сплава, на концах втулки выполнена коническая резьба для возможности установки вставки в колонну насосно-компрессорных труб.
Технический результат обеспечивается тем, что на концевые части втулки наносят коническую резьбу, резьба выполнена с возможностью установки вставки в колонну НКТ, это позволяет надежно крепить вставку в колонну НКТ, предотвращая смещение или обрыв протектора в скважине, тем самым повышая надежность работы устройства. На наружную поверхность втулки наносят внешний слой из протекторного сплава. В результате образуется надежная монолитная конструкция устройства, которая является протекторной защитой скважинного оборудования от коррозии, что позволяет предотвратить коррозию без использования дополнительных устройств, повышая надежность работы насосно-компрессорных труб и другого скважинного оборудования. Продольные и поперечные проточки выполнены во внешнем слое из протекторного сплава. Продольные проточки служат для укладки и защиты силового и/или греющего кабелей в стволе скважины. Поперечные проточки предназначены для установки крепежных хомутов, которыми закрепляют силовой и/или греющий кабель. Наличие проточек на наружной поверхности вставки исключает повреждение кабеля путем его заглубления в тело протектора и самой вставки. Это защищает кабель, например, при спуске труб с установленной в них вставкой в скважину, и повышает тем самым надежность работы погружного оборудования. Так же наличие проточек увеличивает площадь поверхности протектора, что, в свою очередь, увеличивает токоотдачу. Кроме того, наличие продольных проточек обеспечивает беспрепятственное протекание пластовой жидкости. Таким образом, заявляемое устройство объединяет в себе функцию крепления и защиты кабелей на поверхности НКТ в скважине и протекторную защиту колонны НКТ от коррозии, тем самым повышая надежность работы скважинного оборудования.
На фигуре 1 изображено устройство вставки в колонну НКТ в продольном разрезе.
На фигуре 2 изображено устройство вставки в колонну НКТ в поперечном разрезе.
Вставка в колонну НКТ содержит корпус, выполненный в виде втулки 1 с конической резьбой на концах. Один конец с наружной резьбой - ниппельный конец, второй конец с внутренней резьбой -  муфтовый конец. Внутренний диаметр втулки равен внутреннему диаметру труб НКТ. Резьба выполнена с возможностью установки вставки в колонну НКТ. На наружной поверхности втулки нанесен внешний слой 2 из протекторного сплава. Продольные 3 и поперечные 4 проточки выполнены во внешнем слое 2 из протекторного сплава. Чаще всего используют сплавы цинка, магния, алюминия, недорогие, но обладающие более отрицательным электродным потенциалом по сравнению с металлами, из которых делают трубы НКТ. Для придания протекторам требуемых эксплуатационных свойств в их состав вводят легирующие элементы. При использовании втулки 1 для конечной трубы колонны НКТ резьба может быть выполнена только на одном конце втулке для соединения ее с вышерасположенной трубой.
Вставка в колонну НКТ работает следующим образом.
На поверхности скважины производят монтаж колонны НКТ, для этого свинчивают насосно-компрессорные трубы. В промежутки между трубами НКТ посредством резьбы ввинчивают вставку. В продольные проточки 3 укладывают силовой и/или греющий кабель. В поперечных проточках 4 при помощи хомутов крепят кабели. Скомпонованную колонну труб НКТ с погружным насосом, силовым кабелем, греющим кабелем и вставкой спускают в скважину. При спуске кабели защищены от механических повреждений, а кроме того, и от соприкосновения друг с другом. В процессе спуска колонны в скважину заявляемое устройство защищает кабели и от продольного перемещения, исключаются деформационные нагрузки и от проворота кабелей, исключается соприкосновение кабелей друг с другом. В процессе эксплуатации скважины вставка, соединенная накоротко с защищаемой трубой НКТ, создает короткозамкнутый гальванический элемент, который является источником постоянного тока. Защищаемый металл НКТ становится катодом, а внешний слой 2 вставки, выполненный из протекторного сплава, растворимым анодом. При воздействии окружающей среды разрушению подвергается внешний слой 2 вставки. Для обеспечения необходимой плотности тока частоту установки вставок подбирают таким образом, чтобы протекающего тока было достаточно для анодной защиты всей колонны НКТ. Размеры вставки и толщину внешнего слоя из протекторного сплава рассчитывают в зависимости от условий эксплуатации. Например, для применения вставки в морской воде используют протекторный сплав из алюминия. Скорость растворения сплава из алюминия в морской воде, примерно, один килограмм в год. При условии эксплуатации скважины два года, потребуется протекторного сплава около двух килограмм. Диаметр втулки с нанесенным протекторным слоем должен быть меньше диаметра обсадной колонны. Таким образом, в зависимости от диаметра труб НКТ, диаметра обсадной колонны и количества наносимого протекторного сплава высчитывается длина вставки в колонну НКТ.
Таким образом, заявляемая полезная модель повышает надежность работы скважинного оборудования, объединяя в себе функцию крепления и защиты кабелей на поверхности НКТ в скважине и протекторную защиту колонны НКТ от коррозии.