RU158353U1 - Термоизолирующее направление буровой скважины - Google Patents

Abstract

Термоизолирующее направление буровой скважины, выполненное сборно-разборным из верхней и нижней секций, каждая секция которого содержит внутреннюю и наружную трубы с размещенным между ними теплоизоляционным материалом, в зоне стыка секций внутренние трубы выступают из наружных труб и снабжены соединенными между собой фланцами, отличающееся тем, что оно состоит из двух и более секций, каждая из которых, в зоне стыка, имеет выступающие из наружной трубы концы внутренней трубы, причем нижний конец внутренней трубы верхней секции связан с верхним концом внутренней трубы нижней секции с помощью фланцевого соединения, полость в зоне стыка верхней и нижней секций между наружными трубами и связанными между собой, посредством фланцевого соединения, внутренними трубами верхней и нижней секций, перекрывается, по меньшей мере, двумя теплоизоляционными скорлупами, которые снаружи перекрываются обечайкой, а на наружных трубах каждой из нижних секций установлены крепежные элементы временной фиксации ребер для опоры термоизолирующего направления на стенки скважины в процессе монтажа.

Description

Предлагаемая полезная модель «Термоизолирующее направление буровой скважины» относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности при забуривании скважин в районах многолетней мерзлоты, для предотвращения ее растепления.

Известна термоизолированная колонна труб (см. Патент на изобретение РФ №2197594, МПК Е21В 17/01, опубл. 07.11.2000 г.), включающая концентрично расположенные секции внешних труб с узлом соединения и секции внутренних труб, в кольцевом пространстве, между которыми размещены теплоизолирующий и экранирующий материалы, компенсаторы температурного расширения, выполненные в виде петлеобразной скобы с цилиндрическими обечайками и размещенные на стыках секции колонны на уровне соединительных узлов, эластичные кольца, установленные между смежными секциями труб в узле их соединения, причем компенсаторы температурного расширения расположены на одном из концов внутренней трубы и жестко соединены одним цилиндрическим торцом обечайки с внешней поверхностью внутренней трубы, а другим цилиндрическим торцом обечайки установлены скользяще-подвижно на внутренней трубе и жестко соединены с внутренней поверхностью внешней трубы, радиусы изгибов компенсатора температурного расширения равны одной трети промежутка межтрубного пространства, а расстояние между внутренними стенками основания петлеобразной скобы равно h=2/3R, где h - расстояние между внутренними стенками основания петлеобразной скобы, мм; R - радиус изгиба скобы, мм.

Недостатком известной конструкции термоизолированной трубы является сложность изготовления, увеличенный вес и низкая эффективность теплоизоляции и теплозащиты направления буровой скважины.

Данный недостаток обусловлен особенностями теплоизоляции трубы, обладающей низкими теплоизолирующими характеристиками.

Известна также стальная термоизолированная труба, теплоизолирующее покрытие которой выполнено в виде нанесенной на поверхность трубы композиции на основе эпоксидных смол с включением стеклянных микросфер в количестве 60% от объема и толщиной 4 мм, а на теплоизолирующем покрытии размещен защитный слой в виде отражающего экрана из алюминиевой фольги.

(см. патент РФ на полезную модель №62643, кл. Е21В 17/00, 27.04.2007 г.).

Недостатками конструкции данной трубы являются высокие тепловые потери.

Эти недостатки обусловлены конструктивными особенностями известной трубы, а именно частыми повреждениями отражающего экрана при транспортировке и монтаже.

Из известных наиболее близким к заявленному является принятое за прототип, термоизолирующее направление (см. Патент на полезную модель №74415, МПК Е21В 36/00, опубликован 27.06.2008), содержащее внутреннюю и наружную трубы и размещенный между ними теплоизолирующий материал, причем термоизолирующее направление выполнено сборно-разборным из верхней и нижней частей, в зоне стыка которых внутренние трубы выступают из наружных труб и снабжены соединенными между собой фланцами, зона стыка перекрыта обечайкой, при этом полость между обечайкой и внутренней трубой заполнена теплоизолирующим материалом, а на наружной трубе нижней части выполнены крепежи для временной фиксации ребер для опоры на стенки скважины в процессе монтажа направления.

Недостатком известного термоизолирующего направления является ограничение глубины спуска термоизолирующего направления и высокая трудоемкость его монтажа во время спуско-подъемных операций.

Данный недостаток обусловлен тем, что известное термоизолирующее направление состоит из двух секций, что ограничивает его спуск на большую глубину, кроме того монтаж известного термоизолирующего направления является трудоемким процессом, поскольку заполнение полости между обечайкой и связанными фланцевыми соединениями внутренними трубами теплоизолирующим материалом, независимо от его вида, процесс довольно трудоемкий и не обеспечивает качественного и равномерного его распределения в заполняемой полости.

Задачей заявляемой полезной модели

«Термоизолирующее направление буровой скважины» является увеличение глубины спускаемого термоизолирующего направления, сокращение трудоемкости и времени на монтаж термоизолирующего направления буровой скважины.

Техническим результатом заявляемой полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» является возможность установки термоизолирующего направления буровой скважины на большую глубину с сокращением времени на монтаж термоизолирующего направления в целом, при одновременном повышении надежности и долговечности секций теплоизолированных труб термоизолирующего направления буровой скважины.

Поставленный технический результат достигается тем, что известное термоизолирующее направление буровой скважины, выполненное сборно-разборным из верхней и нижней секций, каждая секция которого содержит внутреннюю и наружную трубы с размещенным между ними теплоизоляционным материалом, в зоне стыка секций внутренние трубы выступают из наружных труб и снабжены соединенными между собой фланцами, согласно полезной модели, оно состоит из двух и более секций, каждая из которых, в зоне стыка, имеет выступающие из наружной трубы концы внутренней трубы, причем нижний конец внутренней трубы верхней секции связан с верхним концом внутренней трубы нижней секции с помощью фланцевого соединения, полость в зоне стыка верхней и нижней секций между наружными трубами и связанными между собой, посредством фланцевого соединения, внутренними трубами верхней и нижней секций перекрывается, по меньшей мере, двумя теплоизоляционными скорлупами, которые снаружи перекрываются обечайкой, а на наружных трубах каждой из нижних секций установлены крепежные элементы временной фиксации ребер для опоры термоизолирующего направления на стенки скважины в процессе монтажа.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от известных аналогов и прототипа выполнение, термоизолирующего направления буровой скважины из двух и более секций, каждая из которых, в зоне стыка, имеет выступающие из наружной трубы концы внутренней трубы, у которой нижний конец верхней секции связан, посредством фланцевого соединения, с верхним концом внутренней трубы нижней секции термоизолирующего направления, обеспечивает возможность установки термоизолирующего направления буровой скважины на большую глубину с сокращением времени на монтаж термоизолирующего направления в целом, при одновременном повышении надежности и долговечности секций теплоизолированных труб термоизолирующего направления буровой скважины. Возможность фиксирования термоизолирующего направления буровой скважины за счет установленных на наружных трубах нижних секций крепежных элементов, на которых временно закрепляют съемные ребра, обеспечивает быстрый монтаж (сборку) и установку и термоизолирующего направления на большую, в отличие от объекта прототипа, глубину. Возможность перекрытия полости в зоне стыка верхней и нижней секций между наружными трубами и связанными между собой, посредством фланцевого соединения, внутренними трубами верхней и нижней секций, по меньшей мере, двумя теплоизоляционными скорлупами, которые снаружи перекрываются обечайкой, обеспечивает в зоне стыка верхней и нижней секций, в отличие от объекта прототипа, в совокупности признаков, сокращение в предложенном термоизолирующем направлении буровых скважин времени на монтаж термоизолирующего направления в скважину, в целом, поскольку изготовленные в заводских условиях теплоизоляционные скорлупы, обеспечивают в зоне стыка верхней и нижней секций быстрое и эффективное перекрытие при одновременном повышении надежности и долговечности узлов стыка секций теплоизолированных труб термоизолирующего направления буровой скважины, что повышает надежность и долговечность секций теплоизолированных труб термоизолирующего направления буровой скважины.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения. По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявленной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» критерию "новизна". Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволяет выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявленной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины», изложенных в формуле полезной модели. Следовательно, заявленная полезная модель «Термоизолирующее направление буровой скважины» соответствует критерию "новизна".

Изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании в заявленной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» совокупности признаков в том виде, как заявленная полезная модель «Термоизолирующее направление буровой скважины» охарактеризована в формуле полезной модели, т.е. подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанного в заявке примера конкретного выполнения. Технологические приемы, воплощающие заявленную полезную модель «Термоизолирующее направление буровой скважины» при его осуществлении, способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно снижение трудоемкости монтажа термоизолирующего направления, при одновременном повышении надежности и долговечности узлов стыка секций теплоизолированных труб при установке термоизолирующего направления на большую глубину, следовательно, заявленная полезная модель «Термоизолирующее направление буровой скважины» соответствует критерию "промышленная применимость".

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» может быть многократно использована с получением технического результата, заключающегося в сокращение времени на монтаж термоизолирующего направления и повышении надежности и долговечности узлов стыка секций теплоизолированных труб термоизолирующего направления, которые можно установить на большую глубину, следовательно, заявленная полезная модель «Термоизолирующее направление буровой скважины» соответствует критерию "промышленная применимость".

Сущность заявленной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 представлен общий вид термоизолирующего направления буровой скважины в разрезе с диаметрально расположенными крепежными элементами и монтажными петлями;

- на фиг. 2 представлена (увеличенно) зона стыка верхней и нижней секций термоизолирующего направления буровой скважины в разрезе;

- на фиг. 3 представлены три проекции одного из съемных ребер, которые устанавливают на крепежные элементы на наружной трубе нижней секции.

Термоизолирующее направление буровой скважины, выполненное сборно-разборным, состоит из двух секций: верхней секции 1 и нижней секции 2. Каждая из верхней и нижней секций 1 и 2 термоизолирующего направления буровой скважины содержит, соответственно, внутреннюю трубу 3 и внутреннюю трубу 4, а также наружную трубу 5 и наружную трубу 6. Между внутренними трубами 3 и 4 и наружными трубами 5 и 6, соответственно, каждой (верхней и нижней) секции 1 и 2 размещен теплоизоляционный материал 7, в частности пенополиуретан. Каждая из двух секций 1 и 2 термоизолирующего направления буровой скважины в зоне стыка 8 имеет выступающие из наружных труб 5 и 6 внутренние трубы 3 и 4. Нижний конец 9 внутренней трубы 3, выступающий из наружной трубы 5 верхней секции 1, жестко связан с помощью сварки с фланцевым кольцом 10. Верхний конец 11 внутренней трубы 4, нижней секции 2, жестко связан с помощью сварки с фланцевым кольцом 12. Полость 13 в зоне стыка 8 верхней и нижней секций 1 и 2 между наружными трубами 5 и 6 и связанными между собой, посредством фланцевого соединения 14, внутренними трубами 3 и 4 верхней и нижней секций перекрывается двумя теплоизоляционными скорлупами 15 из пенополиуретана 7, которые, в свою очередь, перекрываются в зоне стыка 8 обечайкой 16, зафиксированной посредством хомутов 17, что обеспечивает повышение эффективности, надежности и долговечности работы узлов стыка секций термоизолирующего направления. Фиксация термоизолирующего направления на стенки скважины в процессе монтажа осуществляется за счет установленных диаметрально противоположно на наружной трубе 5 нижней секции 2 крепежных элементов 18, на которые устанавливают съемные ребра 19 в виде металлических лепестков. В верхней части каждой секции приварены монтажные петли 20.

Монтаж термоизолирующего направления в буровых скважин осуществляют следующим образом.

Каждую секцию термоизолирующего направления изготавливают непосредственно в заводских условиях. В процессе изготовления термоизолирующего направления буровых скважин в верхней части каждой секции приваривают монтажные петли 20. На наружной трубе 5 нижней секции 2 устанавливают диаметрально противоположно крепежные элементы 18, в виде шпилек с гайками, на которых при монтаже закрепляют съемные ребра 19 в виде металлических лепестков. Монтаж термоизолирующего направления буровых скважин осуществляют с помощью грузоподъемной техники, в частности подъемного крана, причем нижнюю секцию 2 термоизолирующего направления фиксируют на стенках скважины за счет выполненных на наружной трубе нижней секции 2 диаметрально расположенных крепежных элементов 18, выполненных в виде шпилек, на которых гайками закрепляют съемные ребра 19 в виде металлических лепестков. После соединения внутренних труб 3 и 4 посредством фланцевого соединения 14 полость 13 в зоне стыка 8 верхней и нижней секций 1 и 2 между наружными трубами 5 и 6 и связанными между собой, посредством фланцевого соединения 14, внутренними трубами 3 и 4 верхней и нижней секций легко и быстро перекрывают полость 13 двумя теплоизоляционными скорлупами 15 из пенополиуретана 7, которые, в свою очередь, перекрывают по всей высоте зоны стыка 8 обечайкой 16, которую дополнительно фиксируют посредством хомутов 17. Далее производят демонтаж съемных ребер 19 в виде металлических лепестков, отвинчивая гайки с крепежных элементов 18 и спуск термоизолирующего направления.

Применение предложенной полезной модели «Термоизолирующее направление буровой скважины» позволяет сохранить естественное состояние многолетнемерзлотных пород, исключив растепление пород околоствольного пространства и производить быстро и надежно монтаж термоизолирующего направления буровой скважины, сократив время на проведение монтажа термоизолирующего направления на скважине при одновременном повышении надежности.

Claims (1)

1. Термоизолирующее направление буровой скважины, выполненное сборно-разборным из верхней и нижней секций, каждая секция которого содержит внутреннюю и наружную трубы с размещенным между ними теплоизоляционным материалом, в зоне стыка секций внутренние трубы выступают из наружных труб и снабжены соединенными между собой фланцами, отличающееся тем, что оно состоит из двух и более секций, каждая из которых, в зоне стыка, имеет выступающие из наружной трубы концы внутренней трубы, причем нижний конец внутренней трубы верхней секции связан с верхним концом внутренней трубы нижней секции с помощью фланцевого соединения, полость в зоне стыка верхней и нижней секций между наружными трубами и связанными между собой, посредством фланцевого соединения, внутренними трубами верхней и нижней секций, перекрывается, по меньшей мере, двумя теплоизоляционными скорлупами, которые снаружи перекрываются обечайкой, а на наружных трубах каждой из нижних секций установлены крепежные элементы временной фиксации ребер для опоры термоизолирующего направления на стенки скважины в процессе монтажа.

   

Images