Разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способу спуско-подъемных операций колонн насосно-компрессорных и обсадных труб, а именно устройствам, используемым для соединения или разъединения сегмента композитных стеклопластиковых труб. Разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб, содержит патрубок с резьбой треугольного профиля для соединения труб с высаженными наружу концами и дополнительно содержит упорный фланец, пружину, полумуфту, упорный подшипник и выступ на внешней цилиндрической части поверхности. Патрубок соединен с полумуфтой посредством гладкой треугольной резьбы, а пружина расположена между упорным подшипником и упорным фланцем. 1 н.п.ф., 1 з.п.ф., 2 илл.

Полезная модель относится к области нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способу спуско-подъемных операций колонн насосно-компрессорных и обсадных труб, а именно устройствам, используемым для соединения или разъединения сегмента композитных стеклопластиковых труб.

Обустройство подземных скважин связано со сборкой колонн насосно-компрессорных и обсадных труб, каждая из которых содержит множество удлиненных, тяжелых трубных сегментов, идущих вниз от подъемных установок в скважину.

Для спуска труб используют инструмент, в качестве которого используют обычный блок верхнего привода для сборки колонн труб. Колонна труб содержит несколько трубных сегментов, которые по резьбе соединены друг с другом

Соединения для труб, используемых внутри и вокруг нефтяных скважин должны быть достаточно прочными, независимо от того, где находятся стыки труб: подвешены ли в колодце, скважине или используются над землей. Разъемы на стыках труб должны быть в состоянии обеспечить надежную герметизацию при различных суровых условиях: таких как воздействие высоких температур, высоких давлений, напряжений и агрессивных агентов.

В соответствии с международными стандартами (см. ISO 14692-2 Petroleumandnaturalgasindustries - Glass-reinforcedplastics (GRP) piping - Part 2: Qualificationandmanufacture, р. 3-4), одним из основных требований, предъявляемым к материалу труб, является прогнозируемое долговременное поведение изделий. Трубы должны быть рассчитаны на эксплуатацию в течение как минимум 20 лет при температуре выше 65°C. Для этого полимерная матрица должна иметь температуру стеклования не менее 95°C, а из армирующих материалов предпочтение отдается стекловолокну.

Стеклопластиковые трубы должны иметь высокопрочное резьбовое соединение, обеспечивающее возможность многократных свинчиваний и развинчиваний труб.

Соединение труб из композиционных материалов содержит сопряженные друг с другом соединительные элементы - раструб и ниппель.

При многократном свинчивании/развинчивании сегмента трубы резьбовые соединения стираются, что уменьшает срок службы трубы.

Свинчивание/развинчивание резьбового соединения композитной трубы заключается в том, что помещают резьбовую часть ниппеля в резьбовую часть муфты, прикладывают крутящий момент для свинчивания ниппеля с муфтой.

Труба с наружной резьбой, определяется как «ниппель» и труба с внутренней резьбой, определяется как «муфта», а ниппель выполнен с возможностью свинчивания с муфтой. Помещают резьбовую часть ниппеля в резьбовую часть муфты, прикладывают крутящий момент для свинчивания ниппеля с муфтой.

Переводники для насосно-компрессорных труб предназначены для соединения между собой насосно-компрессорных труб разных диаметров, а также подземного оборудования, имеющего присоединительные концы с резьбой насосно-компрессорных труб, используемого при эксплуатации нефтяных и газовых скважин. (ГОСТ 23979-80 Переводники для насосно-компрессорных труб. Технические условия.)

Обычный переводник для насосно-компрессорных труб содержит патрубок с резьбой треугольного профиля для соединения труб с высаженными наружу концами.

Задачей полезной модели является создание устройства, компенсирующего вес трубы при свинчивании/развинчивании резьбового соединения композитной трубы, ведущего к уменьшению степени износа резьбового соединения, т.е. увеличения общего количества циклов свинчивания/развинчивания резьбового соединения, что приводит к увеличению срока службы трубы.

Техническим результатом является уменьшение степени износа резьбового соединения, и как следствие увеличение срока службы трубы.

Поставленная задача достигается тем, что разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб, содержит патрубок с резьбой треугольного профиля для соединения труб с высаженными наружу концами и дополнительно содержит упорный фланец, пружину, полумуфту, упорный подшипник и выступ на внешней цилиндрической части поверхности. Патрубок соединен с полумуфтой посредством гладкой треугольной резьбы, а пружина расположена между упорным подшипником и упорным фланцем.

При эксплуатации резьбового соединения резерв работоспособности определяется рабочей высотой профиля резьбы, так как износу, в основном, подвергаются гребни выступов профиля резьбы, наиболее распространенной мерой износа резьбы отдельной детали является линейная убыль высоты гребня как половины рабочей высоты профиля.

О степени износа и резерве работоспособности резьбы судят по отклонениям геометрии от номинальной.

В заявляемой полезной модели был проведен ряд испытаний по оценке влияния веса стеклопластиковой трубы (СП) на кратность свинчивания/развинчивания стеклопластиковых НКТ (насосно-компрессорных труб).

Свинчивание резьбовых частей СП НКТ проводилось моментным ключом.

Профиль резьбы СП НКТ соответствует профилю треугольной резьбы металлических насосно-компрессорных труб по ГОСТ 633-80.

Результаты испытаний представлены в табл.1.

Свинчивание/развинчивание образца 1 производилось под нагрузкой 35 кг без компенсации веса трубы. При свинчивании/развинчивании образца 2 вес трубы был частично компенсирован и составил 3 кг.

После каждой операции свинчивания/развинчивания производился оптический контроль профиля резьбы на микроскопе УИМ-21, а также контроль натяга ниппельной части резьбы резьбовыми калибрами по ГОСТ 10654-81 (табл.1).

Как следует из таблицы 1 значение кратности свинчивания/развинчивания, когда изменение геометрических параметров профиля резьбы находится в поле допустимых значений, составляет:

- для образца 1 (35 кг) не более 3-х;

- для образца 2 (3 кг) не более 8-ми.

С целью увеличения количества операций свинчивания/развинчивания необходимо минимизировать либо полностью устранить воздействие массы трубы при монтаже вертикально работающих труб из композиционных материалов.

С такой целью было разработано устройство - разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб.

Описание устройства:

Полезная модель представлена на чертежах (фиг. 1, фиг. 2).

Разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб 3 представляет собой металлическую разборную конструкцию (Фиг. 2), состоящую из патрубка 8, упорного фланца 7, пружины 5, полумуфты 6 и упорного подшипника 10. Свободный конец патрубка 8 имеет наружную высаженную треугольную резьбу с шагом 8 ниток на дюйм, профиль которой соответствует профилю металлических НКТ по ГОСТ 633-80. При этом резьба имеет большую длину и предназначена для свинчивания со стеклопластиковыми НКТ. С другого конца патрубок 8 соединяется полумуфтой 6 посредством гладкой треугольной резьбы 10 ниток на дюйм по ГОСТ 633-80. Патрубок 8 имеет на цилиндрической части выступ 9, представляющий собой ограничитель для свободного хода упорного фланца 7.

При подъеме колонны труб, под нагрузкой, превышающей номинальную, пружина 5 сжимается и фланец 7 упирается в торец полумуфты 6, перераспределяя усилия на всю металлическую конструкцию.

Описание работы:

Свинчивание/развинчивание резьбового соединения композитной трубы, заключается в том, что помещают резьбовую часть ниппеля в резьбовую часть муфты, прикладывают крутящий момент для свинчивания ниппеля с муфтой и используют усилие с помощью разгрузочного переводника для стеклопластиковых насосно-компрессорных и обсадных труб (компенсатора) для снижения до минимума веса (сил) трубы, приложенной к резьбе сегмента трубы.

Перед спуском труб производится предварительное свинчивание металлического разгрузочного переводника 3 со стеклопластиковой трубой 2 (Фиг. 1) с раструбной частью трубы с моментом затяжки резьбового соединения согласно рекомендациям завода -изготовителя. Стандартным трубным элеватором 1 производится захват и подъем трубы 2 за упорный фланец 7 металлического патрубка 8. В подвешенном состоянии происходит разгрузка веса трубы за счет сжатия пружины 5, предусмотренной конструкцией металлического переводника.

Опускание и стыковка труб между собой производится максимально плавно с целью недопущения повреждения резьбовых частей.

В момент контакта труб, сжатие пружины 5 способствует снижению осевой нагрузки на резьбовое соединение, а также компенсирует возможные ударные воздействия.

После затяжки резьбового соединения, колонна СП труб освобождается от захвата спайдера 4, опускается на глубину, равную длине одной трубы и снова фиксируется в спайдере 4. Разгрузочный переводник 3 выкручивается из трубы 2 и вворачивается в раструб следующей трубы. Далее весь цикл повторяется.

Разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб предназначается для соединения или разъединения сегмента композитных стеклопластиковых труб различного диаметра. Для стеклопластиковых труб различного диаметра патрубок выполняется с размером резьбы соответствующим диаметру стеклопластиковой трубы. Данные приведены в табл.2

Заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна», так как из известных и общедоступных источников информации не выявлено аналогичное техническое решение.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «техническая применимость», так как может выполнено из известных материалов и известными способами.

1. Разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб, содержащий патрубок с резьбой треугольного профиля для соединения труб с высаженными наружу концами, отличающийся тем, что дополнительно содержит упорный фланец, пружину, полумуфту, упорный подшипник и выступ на внешней цилиндрической части поверхности, при этом патрубок соединен с полумуфтой посредством гладкой резьбы треугольного профиля, а пружина расположена между упорным подшипником и упорным фланцем.

2. Разгрузочный переводник для насосно-компрессорных труб по п. 1, отличающийся тем, что патрубок выполнен с размером резьбы соответствующей диаметру стеклопластиковой трубы.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх