RU2527043C2

RU2527043C2 - Механическая скользящая муфта

Info

Publication number: RU2527043C2
Application number: RU2011137142/03A
Authority: RU
Inventors: Ви НГУИ; Натан КАТОЛ
Original assignee: Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2014-08-27
Also published as: US8646533B2; WO2010089728A3; MX2011005447A; WO2010089728A2; US20110259595A1; CA2653254C; RU2011137142A; CA2653254A1

Abstract

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в колонне НКТ или оборудовании заканчивания скважины. Механическая скользящая муфта (101) включает в себя кожух (105) муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый переходник (103), прикрепленный к кожуху муфты, и второй переходник (107), прикрепленный к кожуху муфты. Изолирующая втулка (201) расположена во внутреннем канале, образованном кожухом муфты, первым переходником и вторым переходником, и образует отверстие (113) сообщения текучей средой. Изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором обеспечивается проход текучей среды через отверстия, и закрытым положением, в котором создано препятствие проходу текучей среды через отверстия. Уплотняющий элемент функционально связан с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой для создания препятствия проходу потока текучей среды через отверстия, если изолирующая втулка не находится в открытом положении, и изоляции, по меньшей мере, части контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами. Технический результат заключается в повышении эффективности работы скользящей муфты. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

Область техники изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к механической скользящей муфте для использования в работах на забое скважины на нефтепромысле.

Описание уровня техники

[0002] В работах на забое скважины на нефтепромысле, часто необходимо избирательно обеспечивать сообщение текучей средой между внутренним пространством колонны насосно-компрессорной трубы и кольцевым пространством, образованным колонной насосно-компрессорной трубы и обсадной колонной скважины. "Скользящая муфта", обычно смонтированная как интегральная часть колонны насосно-компрессорной трубы, создает такую функциональность. Скользящая муфта использует скользящую изолирующую втулку для изоляции сообщения текучей средой между кольцевым пространством и внутренним пространством колонны насосно-компрессорной трубы. В "закрытой" конфигурации изолирующая втулка сдвигается в положение, препятствующее проходу потока между внутренним пространством колонны насосно-компрессорной трубы и кольцевым пространством. В "открытой" конфигурации изолирующая втулка сдвигается в положение, обеспечивающее проход потока между внутренним пространством колонны насосно-компрессорной трубы и кольцевым пространством.

[0003] Такими изолирующими втулками обычно управляет либо механическое средство или гидравлическое средство. Изолирующими втулками с механическим управлением управляют, спуская "толкатель" в канал скользящей муфты и используя толкатель для физического перемещения изолирующей втулки между открытым и закрытым положениями. Движущиеся части обычных изолирующих втулок с механическим управлением, вместе с тем, открыты воздействию скважинных текучих сред, содержащих отходы, которые могут загрязнять движущиеся части. Такие отходы и другие отложения из скважинных текучих сред могут легко образовывать препятствия на движущихся частях скользящих муфт, иногда заключая муфту в оболочку, таким образом, препятствуя сдвигу муфты толкателем. В термальных скважинах интенсивность и образование отложений на скользящей муфте сильно ускорены в сравнении с нетермальными скважинами. Обычно требуется экстенсивная очистка таких сдвигающихся втулок перед управлением муфтой. Вместе с тем, очистка не всегда обеспечивает надлежащую работу таких втулок. Кроме того, локация положения обычных скользящих муфт с механическим управлением в колонне насосно-компрессорной трубы часто является сложной, когда толкатель спускают в колонну насосно-компрессорной трубы.

[0004] Изолирующие втулки с гидравлическим управлением используют гидравлические схемы, вмонтированные в скользящую муфту, направляющие рабочую жидкость гидросистемы для перемещения изолирующей втулки между открытым и закрытым положениями. Такие изолирующие втулки с гидравлическим управлением являются более сложными, подверженными утечкам рабочей жидкости гидросистемы и имеют кольцевые сечения большей площади, чем изолирующие втулки с механическим управлением. Кроме того, скользящие муфты с гидравлическим управлением сложнее и требуют больше времени в установке. В дополнение к этому, вторичный способ сдвига скользящих муфт с гидравлическим управлением является необходимым в случае невозможности использования гидравлической системы для первичного управления скользящей муфтой. В некоторых случаях создавать сообщение текучей средой между колонной насосно-компрессорной трубы и кольцевым пространством можно, выполняя отверстия в скользящей муфте металлорежущим инструментом, например с помощью фрезерования.

[0005] Существует много образцов конструктивного исполнения скользящих муфт, известных в технике, вместе с тем, их значительные недостатки остаются неустраненными.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] В одном аспекте создана механическая скользящая муфта. Механическая скользящая муфта включает в себя кожух муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый конец и второй конец; первый переходник, прикрепленный к первому концу кожуха муфты; и второй переходник, прикрепленный ко второму концу кожуха муфты. Кожух муфты, первый переходник и второй переходник задают внутренний канал. Механическая скользящая муфта дополнительно включает в себя изолирующую втулку, расположенную во внутреннем канале и задающую отверстие сообщения текучей средой. Изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является, по меньшей мере, в целом совмещенным с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты, и закрытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является выведенным из совмещения с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты. Механическая скользящая муфта дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, функционально связанный с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой. По меньшей мере, один уплотняющий элемент препятствует проходу потока текучей среды через отверстия сообщения текучей средой, если изолирующая втулка не находится в открытом положении и изолирует, по меньшей мере, часть контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами.

[0007] В другом аспекте настоящим изобретением создана колонна насосно-компрессорной трубы. Колонна насосно-компрессорной трубы включает в себя эксплуатационную колонну с верхним участком и нижним участком. Колонна насосно-компрессорной трубы дополнительно включает в себя механическую скользящую муфту, закрепленную между верхним участком эксплуатационной колонны и нижним участком эксплуатационной колонны и сообщающуюся текучей средой с ними. Механическая скользящая муфта включает в себя кожух муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый конец и второй конец; первый переходник, прикрепленный к первому концу кожуха муфты и к верхнему участку эксплуатационной колонны; и второй переходник, прикрепленный ко второму концу кожуха муфты и к нижнему участку эксплуатационной колонны. Кожух муфты, первый переходник и второй переходник образуют внутренний канал. Механическая скользящая муфта дополнительно включает в себя изолирующую втулку, расположенную во внутреннем канале и задающую отверстие сообщения текучей средой. Изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является, по меньшей мере, в целом совмещенным с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты, и закрытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является выведенным из совмещения с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты. Механическая скользящая муфта дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, функционально связанный с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой. По меньшей мере, один уплотняющий элемент препятствует проходу потока текучей среды через отверстия сообщения текучей средой, если изолирующая втулка не находится в открытом положении, и изолирует, по меньшей мере, часть контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами.

[0008] В другом аспекте создано оборудование заканчивания скважины. Оборудование заканчивания скважины включает в себя устьевое оборудование, эксплуатационную колонну с верхним участком, прикрепленным к устьевому оборудованию, и нижним участком, и механическую скользящую муфту, закрепленную между верхним участком эксплуатационной колонны и нижним участком эксплуатационной колонны и сообщающуюся текучей средой с ними. Механическая скользящая муфта включает в себя кожух муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый конец и второй конец; первый переходник, прикрепленный к первому концу кожуха муфты и к верхнему участку эксплуатационной колонны; и второй переходник, прикрепленный ко второму концу кожуха муфты и к нижнему участку эксплуатационной колонны. Кожух муфты, первый переходник и второй переходник задают внутренний канал. Механическая скользящая муфта дополнительно включает в себя изолирующую втулку, расположенную во внутреннем канале и образующую отверстие сообщения текучей средой. Изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является, по меньшей мере, в целом совмещенным с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты, и закрытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является выведенным из совмещения с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты. Механическая скользящая муфта дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, функционально связанный с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой. По меньшей мере, один уплотняющий элемент препятствует проходу потока текучей среды через отверстия сообщения текучей средой, если изолирующая втулка не находится в открытом положении и изолирует, по меньшей мере, часть контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами.

[0009] Настоящее изобретение создает значительные преимущества, включающие в себя: (1) создание механической скользящей муфты с движущимися частями, защищенными от скважинных текучих сред и, следовательно, отходов, содержащихся в скважинных текучих средах; (2) создание механической скользящей муфты, имеющей изолирующую втулку, заключенную в интегральный объем под давлением; (3) создание механической скользящей муфты с уменьшенными размерами кольцевого сечения по сравнению с обычными скользящими муфтами; (4) создание механической скользящей муфты, включающей в себя встроенную смазку; (5) создание механической скользящей муфты с уплотняющим элементом, восстанавливающим свое уплотнение; (6) создание механической скользящей муфты с меньшей вероятностью нештатного сдвига между открытым и закрытым положениями; и (7) создание механической скользящей муфты с более простой локацией инструментами приведения в действие по сравнению с обычными механическими скользящими муфтами.

[0010] Дополнительные признаки и преимущества должны стать ясны из описания, приведенного ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0011] Признаки новизны, отличающие изобретение изложены в прилагаемой формуле изобретения. Вместе с тем, само изобретение, а также предпочтительный режим использования и дополнительные его задачи и преимущества должны стать понятными из следующего подробного описания с прилагаемыми чертежами, на которых левая цифра (цифры) в позициях обозначают номер первой фигуры, на которой соответствующая позиция появляется. На фигурах показано следующее.

[0012] На Фиг. 1 показан вид сбоку первого иллюстративного варианта осуществления автономной механической скользящей муфты в закрытой конфигурации.

[0013] На Фиг. 2 показано сечение механической скользящей муфты Фиг. 1 по линии 2-2 на Фиг. 1.

[0014] На Фиг. 3 и 4 показаны с увеличением сечения участков механической скользящей муфты Фиг. 1, показанных на Фиг. 2.

[0015] На Фиг. 5 показано сечение механической скользящей муфты Фиг. 1, соответствующей виду Фиг. 2, в открытой конфигурации.

[0016] На Фиг. 6 и 7 показаны увеличенные сечения участков механической скользящей муфты Фиг. 1, показанной на Фиг. 5, в открытой конфигурации.

[0017] На Фиг. 8 показан вид сбоку второго иллюстративного варианта осуществления автономной механической скользящей муфты в закрытой конфигурации.

[0018] На Фиг. 9 показано сечение механической скользящей муфты Фиг. 8, по линии 9-9 на Фиг. 8.

[0019] На Фиг. 10 и 11 показаны увеличенные сечения участков механической скользящей муфты Фиг. 8, показанные на Фиг. 9.

[0020] На Фиг. 12 показано сечение механической скользящей муфты Фиг. 8, соответствующее виду Фиг. 9, в открытой конфигурации.

[0021] На Фиг. 13 и 14 показаны увеличенные сечения участков механической скользящей муфты Фиг. 8, показанной на Фиг. 12, в открытой конфигурации.

[0022] На Фиг. 15 показан стилизованный вид части сечения примера реализации механической скользящей муфты, такой как в вариантах осуществления Фиг. 1-14.

[0023] Хотя изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы, его конкретные варианты осуществления показаны в качестве примера на чертежах и подробно описаны в данном документе. Следует понимать, вместе с тем, что описания в данном документе конкретных вариантов осуществления не направлено на ограничение изобретения описанными формами, но, напротив, стремится охватить все модификации, эквиваленты и альтернативы, соответствующие объему изобретения, заданному прилагаемой формулой изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] Иллюстративные варианты осуществления описаны ниже. Для ясности, не все признаки фактической реализации приведены в данном подробном описании. Должно быть, конечно, ясно, что в развитии любого такого фактического варианта осуществления многочисленные решения по спецификации на реализацию должны выполняться для достижения конкретных целей разработчика, такие как соответствие системным и связанным с бизнесом ограничениям, изменяющимся в вариантах реализации. Кроме того, должно быть ясно, что такая попытка разработки должна быть сложной и затратной по времени, но, тем не менее, должна являться рутинным мероприятием специалиста в данной области техники, воспользовавшегося данным изобретением.

[0025] Настоящее изобретение представляет собой автономную механическую скользящую муфту для использования в работах на забое скважины на нефтепромысле. Механизм переключения механической скользящей муфты расположен в изолированном объеме для предотвращения создания препятствий воздействию отходов в скважинной текучей среде на работу механической скользящей муфты.

[0026] На Фиг. 1-7 показан первый иллюстративный вариант осуществления автономной механической скользящей муфты 101. В частности, на Фиг. 1 показан вид сбоку механической скользящей муфты 101 в "закрытой" конфигурации. На Фиг. 2 показано сечение механической скользящей муфты 101, по линии 2-2 на Фиг. 1. На Фиг. 3 и 4 показано увеличенное сечение механической скользящей муфты 101, Фиг. 2. На Фиг. 5 показано сечение механической скользящей муфты 101, также по линии 2-2 на Фиг. 1, показывающее механическую скользящую муфту 101 в "открытой" конфигурации. На Фиг. 6 и 7 показано увеличенное сечение механической скользящей муфты 101 Фиг. 5.

[0027] Как показано на Фиг. 1-7, механическая скользящая муфта 101 содержит первый переходник 103, кожух 105 муфты, второй переходник 107, изолирующую втулку 201 и один или несколько уплотняющих элементов, таких как впрыскиваемое уплотнение 203. Изолирующая втулка 201 расположена в канале 301 кожуха 105 муфты. Изолирующая втулка 201 является скользящей относительно кожуха 105 муфты, по меньшей мере, между "закрытым" положением (показано на Фиг. 1-4) и "открытым" положением (показано на Фиг. 5-7) для селективного обеспечения сообщения текучей средой между каналом 205 добычи механической скользящей муфты 101 и кольцевым пространством, таким как кольцевое пространство 1501 (показанное на Фиг. 15), образованное механической скользящей муфтой 101 и обсадной колонной 1503 скважины (показанной на Фиг. 15). Первый переходник 103 прикреплен к первому концу 109 кожуха 105 муфты, и второй переходник 107 прикреплен ко второму концу 111 кожуха 105 муфты. В показанном варианте осуществления первый переходник 103 соединен резьбой с первым концом 109 кожуха 105 муфты, и второй переходник 107 соединен резьбой со вторым концом 111 кожуха 105 муфты. Установочные винты 207 и 209 созданы в показанном варианте осуществления для предотвращения отвинчивания или отсоединения первого переходника 103 и второго переходника 107, соответственно, от кожуха 105 муфты.

[0028] Первый переходник 103, кожух 105 муфты, второй переходник 107, изолирующая втулка 201, первое кольцо 213 и второе кольцо 215 образуют объем 211, в котором расположено впрыскиваемое уплотнение 203. Первое кольцо 213 смещено от заплечика 303 первого переходника 103 одним или несколькими первыми смещающимися элементами 217 и второе кольцо 215 смещено от заплечика 401 второго переходника 107 одним или несколькими вторыми смещающимися элементами 219. Соответственно, один или несколько смещающихся элементов 217 и 219 снабжают энергией впрыскиваемое уплотнение 203. В показанном варианте осуществления один или несколько смещающихся элементов 217 и 219 включают в себя множество пружинных шайб или шайб "Бельвиля". Впрыскиваемое уплотнение 203 препятствует сообщению текучей средой между каналом 205 добычи и кольцевым пространством, например кольцевым пространством 1501 (показано на Фиг. 15), посредством объема 211, образованного первым переходником 103, кожухом 105 муфты, вторым переходником 107 и изолирующей втулкой 201. Кроме того, впрыскиваемое уплотнение 203 препятствует контакту скважинных текучих сред, по меньшей мере, с частью скользящих поверхностей механической скользящей муфты 101, например, между изолирующей втулкой 201 и первым переходником 103, кожухом 105 муфты и вторым переходником 107. Таким образом, впрыскиваемое уплотнение 203 препятствует аккумулированию отходов, таких как отходы, находящиеся в скважинных текучих средах, по меньшей мере, на части скользящих поверхностей механической скользящей муфты 101.

[0029] Примеры материалов для впрыскиваемого уплотнения 203 включают в себя, например, Steam Shield 2000, поставляемый Sealweld Corporation of Calgary, Alberta, Canada, являющийся синтетической смесью усиленных волокном полимерных прядей и смазки. Варианты осуществления, включающие в себя впрыскиваемое уплотнение, такое как впрыскиваемое уплотнение 203, в общем, имеют уменьшенные кольцевые сечения, по сравнению с уплотняющими элементами других типов. Кроме того, впрыскиваемое уплотнение 203 создает смазку, уменьшающую трение между изолирующей втулкой 201, первым переходником 103, кожухом 105 муфты и вторым переходником 107, при управлении скольжением изолирующей втулки 201 между открытым и закрытым положениями. Кроме того, поскольку впрыскиваемое уплотнение 203 содержится в объеме 211, впрыскиваемое уплотнение 203 вытесняется в объем 211, когда изолирующая втулка 201 сдвигается между открытым и закрытым положениями. Данное вытеснение обуславливает проход впрыскиваемого уплотнения 203 между концами изолирующей втулки 201. Часто впрыскиваемое уплотнение 203 восстанавливает свое уплотнение после каждой операции сдвига, поскольку впрыскиваемое уплотнение 203 продавливается для прохождения в зоны, где было потеряно уплотнение или образовались пустоты. Кроме того, впрыскиваемое уплотнение 203 может быть создано с составом, более стойким к более тяжелым условиям среды, например более высокой температуре, более высокому давлению, более сильному коррозионному воздействию, и/или содержанию пара, чем другие типы уплотнений. Сила, требуемая для сдвига изолирующей втулки 201 через впрыскиваемое уплотнение 203, может также создавать преимущество, препятствуя нештатному скольжению изолирующей втулки 201 в нежелательное положение.

[0030] Как также показано на Фиг. 1-7, в кожухе 105 муфты выполнено отверстие 113 сообщения текучей средой и в изолирующей втулке 201 выполнено отверстие 221 сообщения текучей средой. Когда механическая скользящая муфта 101 находится в закрытой конфигурации, показанной на Фиг. 1-4, изолирующая втулка 201 установлена так, что отверстие 221 сообщения текучей средой изолирующей втулки 201 сдвинуто, т.е. смещено относительно отверстия 113 сообщения текучей средой кожуха 105 муфты. Таким образом, когда механическая скользящая муфта 101 находится в закрытой конфигурации, создано препятствие сообщению текучей средой между каналом 205 добычи и кольцевым пространством, например кольцевым пространством 1501 (показано на Фиг. 15), через отверстия сообщения текучей средой 113 и 221. Когда механическая скользящая муфта 101 находится в открытой конфигурации, показанной на Фиг. 5-7, изолирующая втулка 201 установлена так, что отверстие 221 сообщения текучей средой изолирующей втулки 201 является, по меньшей мере, в целом совмещенным с отверстием 113 сообщения текучей средой кожуха 105 муфты. Таким образом, когда механическая скользящая муфта 101 находится в открытой конфигурации, обеспечено сообщение текучей средой между каналом 205 добычи и кольцевым пространством, например кольцевым пространством 1501 (показано на Фиг. 15), через отверстия 113 и 221 сообщения текучей средой.

[0031] Как показано, конкретно, на Фиг. 2-7, в изолирующей втулке 201 выполнена установочная канавка 223 и кулачковый паз 225. Для скольжения изолирующей втулки 201 между закрытым положением (показано на Фиг. 1-4) и открытым положением (показано на Фиг. 5-7) инструмент (не показано) спускают в канал 205 добычи механической скользящей муфты 101. Инструмент устанавливается относительно изолирующей втулки 201, соединяясь с установочной канавкой 223. Признак инструмента контактирует с кулачковым пазом 225 изолирующей втулки 201. Инструмент перемещается, в общем, в направлении, соответствующем стрелке 227 (показано на Фиг. 2 и 5) для перемещения изолирующей втулки 201 из закрытого положения (показано на Фиг. 1-4) в открытое положение (показано на Фиг. 5-7). Инструмент перемещается, в общем, в направлении, противоположном стрелке 227 для перемещения изолирующей втулки 201 из открытого положения в закрытое положение.

[0032] Настоящим изобретением предложены варианты осуществления скользящего механического уплотнения, использующего уплотняющее средство, отличающееся от впрыскиваемого уплотнения 203, такое, например, как встроенное работающее под давлением уплотнение. Соответственно, на Фиг. 8-14 показан второй иллюстративный вариант осуществления автономной механической скользящей муфты 801. В частности, на Фиг. 8 показан вид сбоку механической скользящей муфты 801 в "закрытой" конфигурации. На Фиг. 9 показано сечение механической скользящей муфты 801, по линии 9-9 на Фиг. 8. На Фиг. 10 и 11 показано увеличенное сечение механической скользящей муфты 801, показанной на Фиг. 9. На Фиг. 12 показано сечение механической скользящей муфты 801, также по линии 9-9 на Фиг. 8, показывающее механическую скользящую муфту 801 в "открытой" конфигурации. На Фиг. 13 и 14 показано увеличенное сечение механической скользящей муфты 801 Фиг. 12.

[0033] Как показано на Фиг. 8-14, механическая скользящая муфта 801 содержит первый переходник 803, кожух 805 муфты, второй переходник 807, изолирующую втулку 901 и один или несколько уплотняющих элементов, таких как встроенные работающие под давлением уплотнения 903, 905, 907 и 909. Изолирующая втулка 901 расположена в канале 1001 кожуха 805 муфты. Изолирующая втулка 901 является скользящей относительно кожуха 805 муфты, по меньшей мере, между "закрытым" положением (показано на Фиг. 8-11) и "открытым" положением (показано на Фиг. 12-14) для селективного обеспечения сообщение текучей средой между каналом добычи 911 механической скользящей муфты 801 и кольцевым пространством, таким как кольцевое пространство 1501 (показано на Фиг. 15), образованное механической скользящей муфтой 801 и обсадной колонной 1503 скважины (показано на Фиг. 15). Первый переходник 803 прикреплен к первому концу 809 кожуха 805 муфты, а второй переходник 807 прикреплен ко второму концу 811 кожуха 805 муфты. В показанном варианте осуществления, первый переходник 803 соединен резьбой с первым концом 809 кожуха 805 муфты, а второй переходник 807 соединен резьбой со вторым концом 811 кожуха 805 муфты. Установочные винты 813 и 913 созданы в показанном варианте осуществления для противодействия отвинчиванию или отсоединению первого переходника 803 от кожуха 805 муфты. Установочные винты 815 и 915 созданы в показанном варианте осуществления для противодействия отвинчиванию или отсоединению второго переходника 807 от кожуха 805 муфты.

[0034] В показанном варианте осуществления сообщению текучей средой между первым переходником 803 и изолирующей втулкой 901 препятствует встроенное работающее под давлением уплотнение 903, расположенное в канавке 1003, выполненной в изолирующей втулке 901. Аналогично, сообщению текучей средой между вторым переходником 807 и изолирующей втулкой 901 препятствует встроенное работающее под давлением уплотнение 905, расположенное в канавке 1105, выполненной в изолирующей втулке 901. Сообщению текучей средой между кожухом 805 втулки и изолирующей втулкой 901 препятствуют встроенные работающие под давлением уплотнения 907 и 909, расположенные в канавках 1007 и 1109, соответственно, каждое выполненное в изолирующей втулке 901. Альтернативно, вместе с тем, канавка 1003 может быть выполнена в первом переходнике 803, канавка 1105 может быть выполнена во втором переходнике 807, и канавки 1007 и 1109 могут быть выполнены в кожухе 805 втулки. Встроенные работающие под давлением уплотнения 903, 905, 907 и 909 препятствуют сообщению текучей средой между каналом добычи 911 и кольцевым пространством, например кольцевым пространством 1501 (показано на Фиг. 15) через стыки между изолирующей втулкой 901 и первым переходником 803, кожухом 805 втулки и вторым переходником 807. Кроме того, встроенные работающие под давлением уплотнения 903, 905, 907 и 909 препятствуют контакту скважинных текучих сред, по меньшей мере, с частью скользящих поверхностей механической скользящей муфты 801, т.e. между изолирующей втулкой 901 и первым переходником 803, кожухом 805 втулки и вторым переходником 807, изолируя объем вокруг скользящих поверхностей. Таким образом, встроенные работающие под давлением уплотнения 903, 905, 907 и 909 препятствуют аккумулированию отходов, таких как отходы, находящиеся в скважинных текучих средах, по меньшей мере, на части скользящих поверхностей механической скользящей муфты 801. Следует отметить, что различные уплотнения можно использовать в качестве встроенных работающих под давлением уплотнений 903, 905, 907 и 909. Например, встроенные работающие под давлением уплотнения 903, 905, 907 и 909 могут включать в себя шевронные уплотнения, кольцевые уплотнения круглого сечения, литые уплотнения или т.п.

[0035] Как также показано на Фиг. 8-14, в кожухе 805 втулки выполнены отверстия 817 и 921 сообщения текучей средой, а в изолирующей втулке 901 выполнены отверстия 923 и 925 сообщения текучей средой. Когда механическая скользящая муфта 801 находится в закрытой конфигурации, показанной на Фиг. 8-11, изолирующая втулка 901 установлена так, что отверстия 923 и 925 сообщения текучей средой изолирующей втулки 901 сдвинуты, т.e. смещены относительно отверстий 817 и 921 сообщения текучей средой кожуха 805 муфты. Таким образом, когда механическая скользящая муфта 801 находится в закрытой конфигурации, создается препятствие сообщению текучей средой между каналом добычи 911 механической скользящей муфты 801 и кольцевым пространством, например кольцевым пространством 1501 (показано на Фиг. 15), через отверстия 817, 921, 923 и 925 сообщения текучей средой. Когда механическая скользящая муфта 801 находится в открытой конфигурации, показанной на Фиг. 12-14, изолирующая втулка 901 установлена так, что отверстия 923 и 925 сообщения текучей средой изолирующей втулки 901 являются, по меньшей мере, в целом совмещенными с отверстиями 817 и 921 сообщения текучей средой кожуха 805 муфты. Таким образом, когда механическая скользящая муфта 801 находится в открытой конфигурации, сообщение текучей средой обеспечено между каналом добычи 911 и кольцевым пространством, например кольцевым пространством 1501 (показано на Фиг. 15), через отверстия 817, 921, 923 и 925 сообщения текучей средой.

[0036] Как показано, в частности, на Фиг. 9-14, в изолирующей втулке 901 выполнена установочная канавка 927 и кулачковый паз 929. Для перемещения изолирующей втулки 901 между закрытым положением (показано на Фиг. 8-11) и открытым положением (показано на Фиг. 12-14) инструмент (не показано) спускают в канал добычи 911 механической скользящей муфты 801. Инструмент устанавливается относительно изолирующей втулки 901, соединяясь с установочной канавкой 927. Признак инструмента контактирует с кулачковым пазом 929 изолирующей втулки 901. Инструмент перемещается, в общем, в направлении, соответствующем стрелке 931 (показано на Фиг. 9 и 12) для перемещения изолирующей втулки 901 из закрытого положения (показано на Фиг. 8-11) в открытое положение (показано на Фиг. 12-14). Инструмент перемещается, в общем, в направлении, противоположном стрелке 931 для перемещения изолирующей втулки 901 из открытого положения в закрытое положение.

[0037] На Фиг. 15 схематично показана часть сечения примера оборудования 1504 заканчивания скважины, включающего в себя механическую скользящую муфту 1505, такую как механическая скользящая муфта 101 или 801. В показанном варианте осуществления механическая скользящая муфта 1505 расположена в скважине 1507 с устьевым оборудованием 1509, установленным на поверхности 1511 на скважине 1507. Обсадная колонна скважины 1503 проходит от поверхности 1511 к нижнему концу скважины 1507. Эксплуатационная колонна 1513 проходит от устьевого оборудования 1509 в скважину 1507 в обсадной колонне 1503 скважины. Механическая скользящая муфта 1505 расположена между верхним участком 1515 эксплуатационной колонны 1513 и нижним участком 1517 эксплуатационной колонны 1513. В открытой конфигурации обеспечено сообщение текучей средой между внутренним пространством эксплуатационной колонны 1513 и кольцевым пространством 1501, а в закрытой конфигурации создано препятствие сообщению текучей средой между внутренним пространством эксплуатационной колонны 1513 и кольцевым пространством 1501.

[0038] Хотя механическая скользящая муфта 1505 показана в конкретном варианте реализации на Фиг. 15 объем настоящего изобретения этим не ограничен. Вместо этого, должно быть ясно, что механическую скользящую муфту 1505 можно включать в состав эксплуатационных колонн с конфигурациями, отличающимися от показанной на Фиг. 15, или можно включать в состав колонн заканчивания или капитального ремонта скважин с демонтажом устьевого оборудования 1509 и монтажом буровой установки заканчивания или капитального ремонта на скважине 1507.

[0039] Конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, являются чисто иллюстративными, поскольку изобретение можно модифицировать и применять на практике отличающимися, но эквивалентными способами, ясными специалисту в данной области техники, использующему преимущества, изложенные в данном документе. Кроме ограничений, описанных ниже в формуле изобретения, нет других ограничений на детали конструкции или исполнения, показанные в данном документе. Поэтому ясно, что конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, можно менять или модифицировать и все такие изменения рассматриваются в объеме изобретения. Соответственно, объем защиты в данном документе изложен ниже в формуле изобретения. Хотя настоящее изобретение показано в ограниченном числе форм, оно не ограничено просто данными формами, но поддается различным изменениям и модификациям.

Claims

1. Механическая скользящая муфта, содержащая: кожух муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый конец и второй конец; первый переходник, прикрепленный к первому концу кожуха муфты; второй переходник, прикрепленный ко второму концу кожуха муфты, так что кожух муфты, первый переходник и второй переходник образуют внутренний канал; изолирующую втулку, расположенную во внутреннем канале и задающую отверстие сообщения текучей средой, причем изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором отверстие для сообщения текучей средой изолирующей втулки является, по меньшей мере, в целом, совмещенным с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты, и закрытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является выведенным из совмещения с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты; и, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, содержащий впрыскиваемое уплотнение, причем, по меньшей мере, один уплотняющий элемент функционально связан с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой, при этом один уплотняющий элемент препятствует проходу текучей среды через отверстия сообщения текучей средой, если изолирующая втулка не находится в открытом положении и изолирует, по меньшей мере, часть контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами.

2. Скользящая муфта по п.1, в которой в первый переходник задает заплечик и второй переходник задает заплечик, при этом скользящая муфта дополнительно содержит: первый смещающийся элемент, упирающийся в заплечик первого переходника; первое кольцо, расположенное между первым смещающимся элементом и впрыскиваемым уплотнением и упирающееся в первый смещающийся элемент; второй смещающийся элемент, упирающийся в заплечик второго переходника; и второе кольцо, расположенное между вторым смещающимся элементом и впрыскиваемым уплотнением и упирающееся во второй смещающийся элемент; при этом первый переходник, кожух муфты, второй переходник, изолирующая втулка, первое кольцо и второе кольцо образуют объем, в котором расположено впрыскиваемое уплотнение.

3. Скользящая муфта по п.2, в которой первый смещающийся элемент и второй смещающийся элемент снабжают энергией впрыскиваемое уплотнение.

4. Скользящая муфта по п.1, в которой впрыскиваемое уплотнение содержит синтетическую смесь армированных волокном полимерных прядей и смазки.

5. Скользящая муфта по п.1, в которой в изолирующей втулке выполнена установочная канавка.

6. Скользящая муфта по п.1, в которой в изолирующей втулке выполнен кулачковый паз.

7. Колонна насосно-компрессорной трубы, содержащая: эксплуатационную колонну с верхним участком и нижним участком; и механическую скользящую муфту, закрепленную между верхним участком эксплуатационной колонны и нижним участком эксплуатационной колонны и сообщающуюся текучей средой с ними, причем скользящая муфта содержит: кожух муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый конец и второй конец; первый переходник, прикрепленный к первому концу кожуха муфты и к верхнему участку эксплуатационной колонны; второй переходник, прикрепленный ко второму концу кожуха муфты и к нижнему участку эксплуатационной колонны, так что кожух муфты, первый переходник и второй переходник образуют внутренний канал; изолирующую втулку, расположенную во внутреннем канале и задающую отверстие сообщения текучей средой, причем изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является, по меньшей мере, в целом, совмещенным с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты, и закрытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является выведенным из совмещения с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты; и, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, содержащий впрыскиваемое уплотнение, причем, по меньшей мере, один уплотняющий элемент функционально связан с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой, при этом один уплотняющий элемент препятствует проходу текучей среды через отверстия сообщения текучей средой, если изолирующая втулка не находится в открытом положении, и изолирует, по меньшей мере, часть контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами.

8. Колонна по п.7, в которой первый переходник задает заплечик и второй переходник задает заплечик, при этом скользящая муфта дополнительно содержит: первый смещающийся элемент, упирающийся в заплечик первого переходника; первое кольцо, расположенное между первым смещающимся элементом и впрыскиваемым уплотнением и упирающееся в первый смещающийся элемент; второй смещающийся элемент, упирающийся в заплечик второго переходника; и второе кольцо, расположенное между вторым смещающимся элементом и впрыскиваемым уплотнением и упирающееся во второй смещающийся элемент; при этом первый переходник, кожух муфты, второй переходник, изолирующая втулка, первое кольцо и второе кольцо образуют объем, в котором расположено впрыскиваемое уплотнение.

9. Колонна по п.8, в которой первый смещающийся элемент и второй смещающийся элемент снабжают энергией впрыскиваемое уплотнение.

10. Колонна по п.7, в которой впрыскиваемое уплотнение содержит синтетическую смесь армированных волокном полимерных прядей и смазки.

11. Колонна насосно-компрессорной трубы, содержащая: эксплуатационную колонну с верхним участком и нижним участком; и механическую скользящую муфту, закрепленную между верхним участком эксплуатационной колонны и нижним участком эксплуатационной колонны и сообщающуюся текучей средой с ними, причем скользящая муфта содержит: кожух муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый конец и второй конец; первый переходник, прикрепленный к первому концу кожуха муфты и к верхнему участку эксплуатационной колонны; второй переходник, прикрепленный ко второму концу кожуха муфты и к нижнему участку эксплуатационной колонны, так что кожух муфты, первый переходник и второй переходник образуют внутренний канал; изолирующую втулку, расположенную во внутреннем канале и задающую отверстие сообщения текучей средой, причем изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является, по меньшей мере, в целом, совмещенным с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты, и закрытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является выведенным из совмещения с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты; и, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, содержащий множество встроенных работающих под давлением уплотнений, причем, по меньшей мере, один из множества встроенных работающих под давлением уплотнений включает в себя литое уплотнение, причем, по меньшей мере, один уплотняющий элемент функционально связан с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой, по меньшей мере, при этом один уплотняющий элемент препятствует проходу текучей среды через отверстия сообщения текучей средой, если изолирующая втулка не находится в открытом положении, и изолирует, по меньшей мере, часть контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами.

12. Колонна по п.11, в которой в изолирующей втулке выполнено множество канавок, соответствующих множеству встроенных работающих под давлением уплотнений, так что множество встроенных работающих под давлением уплотнений расположены во множестве канавок.

13. Колонна по п.7, в которой в изолирующей втулке выполнена установочная канавка.

14. Колонна по п.7, в которой в изолирующей втулке выполнен кулачковый паз.

15. Оборудование заканчивания скважины, содержащее: устьевое оборудование; эксплуатационную колонну, имеющую верхний участок, прикрепленный к устьевому оборудованию, и нижний участок; и механическую скользящую муфту, закрепленную между верхним участком эксплуатационной колонны и нижним участком эксплуатационной колонны и сообщающуюся текучей средой с ними, при этом скользящая муфта содержит: кожух муфты, задающий отверстие сообщения текучей средой, первый конец и второй конец; первый переходник, прикрепленный к первому концу кожуха муфты и к верхнему участку эксплуатационной колонны; второй переходник, прикрепленный ко второму концу кожуха муфты и к нижнему участку эксплуатационной колонны так, что кожух муфты, первый переходник и второй переходник образуют внутренний канал; изолирующую втулку, расположенную во внутреннем канале и в которой образовано отверстие сообщения текучей средой, причем изолирующая втулка является скользящей вдоль по контактным поверхностям между первым переходником, вторым переходником и кожухом муфты между открытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки является, по меньшей мере, в целом, совмещенным с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты и закрытым положением, в котором отверстие сообщения текучей средой изолирующей втулки выведено из совмещения с отверстием сообщения текучей средой кожуха муфты; и, по меньшей мере, один уплотняющий элемент, содержащий впрыскиваемое уплотнение, причем, по меньшей мере, один уплотняющий элемент функционально связан с кожухом муфты, первым переходником, вторым переходником и изолирующей втулкой, при этом один уплотняющий элемент препятствует проходу текучей среды через отверстия сообщения текучей средой, если изолирующая втулка не находится в открытом положении, и изолирует, по меньшей мере, часть контактных поверхностей от контакта со скважинными текучими средами.