RU2651856C1

RU2651856C1 - Tubing joint

Info

Publication number: RU2651856C1
Application number: RU2017107459A
Authority: RU
Inventors: Юрий Валентинович Данченко; Анатолий Васильевич Сергиенко
Original assignee: Акционерное общество "Новомет-Пермь"
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-04-24

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to the oil producing industry, more particularly to tubing joints, and can be used to install a tubing string for the subsequent launching into it of a small inboard submersible pumping unit of an inverted type using a carrying cable. Said connection includes pipes with external conical threads at the ends, a socket with a groove in the middle and a tapered thread on both sides and a polymer cuff between the ends of the pipes. Inside, on the cylindrical surface of the polymeric cuff there are longitudinal protrusions with approach facets along the ends, equidistant from each other in the circumferential direction. Outer surface of the polymeric cuff is formed by a cylindrical surface, an intermediate locking collar and a conical surface interfaced with the tapered thread of the socket.

EFFECT: technical result is the unimpeded descent of a small-sized pumping unit into a tubing string using a carrying cable.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, более конкретно к соединению насосно-компрессорных труб (НКТ), и может быть использовано при монтаже колонны НКТ для последующего спуска в нее на грузонесущем кабеле малогабаритной погружной насосной установки перевернутого типа.The invention relates to the oil industry, and more particularly to the connection of tubing (tubing), and can be used when installing the tubing string for subsequent descent into it on a load-bearing cable of a small inverted submersible pump installation.

Известно соединение НКТ или обсадных труб в нефтяных или газовых скважинах, включающее трубы с наружной цилиндрической резьбой по концам и винтовыми канавками за резьбой, имеющими шаг, равный шагу резьбы, муфту с внутренним буртиком посередине, по обе стороны от которого выполнены цилиндрическая поверхность, цилиндрическая резьба и кольцевая канавка левого направления с диаметром, превышающим диаметр цилиндрической резьбы, упругие кольца, зажатые между буртиком, торцевыми поверхностями труб и цилиндрическими поверхностями муфты, и упругие втулки, установленные между кольцевыми канавками муфты и винтовыми канавками труб (Пат. №2264523 РФ, Е21В 17/042, 2005).It is known to connect tubing or casing in oil or gas wells, including pipes with an external cylindrical thread at the ends and screw grooves behind the thread, having a pitch equal to the thread pitch, a sleeve with an inner flange in the middle, on either side of which there is a cylindrical surface, a cylindrical thread and an annular groove of the left direction with a diameter exceeding the diameter of the cylindrical thread, elastic rings sandwiched between the shoulder, the end surfaces of the pipes and the cylindrical surfaces of the coupling, and yn O ther sleeve installed between the clutch ring grooves and helical grooves of pipes (Pat. №2264523 RF, E 21 B 17/042, 2005).

Это изобретение нацелено исключительно на предотвращение коррозии резьбы за счет изоляции от пластовой жидкости, но не облегчает спуск через данное соединение малогабаритной установки на грузонесущем кабеле, имеющей низкие весовые характеристики.This invention is aimed solely at preventing thread corrosion by isolation from the formation fluid, but does not facilitate the descent through this connection of a small-sized installation on a load-bearing cable having low weight characteristics.

Наиболее близким к заявляемому является соединение НКТ, включающее трубы с наружной конической резьбой и скошенными торцами, муфту с внутренней конической резьбой и полимерную манжету трапецеидальной формы в сечении, которая размещена между торцами труб с зазором относительно муфты и имеет цилиндрические поверхности снаружи и внутри (Пат. №2186284 РФ, F16L 15/04, 2002).Closest to the claimed is the tubing connection, including pipes with an external conical thread and beveled ends, a sleeve with an internal conical thread and a trapezoidal polymeric cuff in cross section, which is placed between the ends of the pipes with a gap relative to the sleeve and has cylindrical surfaces outside and inside (Pat. No. 2186284 of the Russian Federation, F16L 15/04, 2002).

Недостатком принятого за прототип соединения НКТ является то, что размещение полимерной манжеты заподлицо с внутренней поверхностью труб не обеспечивает центрирование и скольжение малогабаритной насосной установки при спуске в колонну НКТ, смонтированную посредством соединения.The disadvantage of the tubing connection adopted for the prototype is that the placement of the polymer cuff flush with the inner surface of the pipes does not center and slide the small-sized pumping unit when it is lowered into the tubing string mounted by means of the connection.

Предлагаемое техническое решение направлено на разработку соединения насосно-компрессорных труб, пригодного для монтажа колонны НКТ малого габарита, в которую может быть осуществлен беспрепятственный спуск на грузонесущем кабеле малогабаритной насосной установки под действием собственного веса.The proposed technical solution is aimed at developing a tubing connection suitable for mounting a tubing string of small size into which a small-sized pumping unit can be freely run on a load-carrying cable under its own weight.

Поставленная цель достигается тем, что в соединении насосно-компрессорных труб, включающем трубы с наружной конической резьбой по концам, муфту с проточкой посередине и конической резьбой с обеих ее сторон и полимерную манжету между торцами труб, имеющую цилиндрическую поверхность снаружи и внутри, согласно изобретению, внутри на цилиндрической поверхности полимерной манжеты расположены продольные выступы с заходными фасками по торцам, равноотстоящие друг от друга в окружном направлении, а снаружи дополнительно к цилиндрической поверхности на полимерной манжете сформирована коническая поверхность, сопряженная с конической резьбой муфты, и промежуточный стопорный буртик, заглубленный в проточку на муфте.This goal is achieved by the fact that in the connection of tubing, including pipes with an external tapered thread at the ends, a sleeve with a groove in the middle and a tapered thread on both sides and a polymer sleeve between the ends of the pipes having a cylindrical surface outside and inside, according to the invention, inside, on the cylindrical surface of the polymer cuff, there are longitudinal protrusions with lead-in chamfers at the ends, equally spaced from each other in the circumferential direction, and outside in addition to the cylindrical surface ited polymer cuff formed conical surface conjugate with the conical threaded sleeve, and the intermediate stopper bead groove recessed in the coupling.

На фиг. 1 изображено заявляемое соединение НКТ, продольный разрез; на фиг. 2 - полимерная манжета, аксонометрия; на фиг. 3 - малогабаритная насосная установка в смонтированной колонне НКТ, которая спущена в обсадную трубу; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.In FIG. 1 shows the inventive tubing connection, a longitudinal section; in FIG. 2 - polymer cuff, axonometry; in FIG. 3 - small-sized pumping unit in a mounted tubing string, which is lowered into the casing; in FIG. 4 is a section AA in FIG. 3.

Соединение насосно-компрессорных труб включает трубы 1, 2 с наружной конической резьбой 3 по концам, муфту 4, имеющую проточку 5 посередине и коническую резьбу 6 с обеих сторон проточки 5, и полимерную манжету 7, размещенную между торцами труб 1, 2 (фиг. 1). Муфту 4 изготавливают в соответствии с ГОСТ 633-80, при этом наличие проточки 5 обусловлено технологической необходимостью. Для изготовления полимерной манжеты 7 используют антифрикционный материал, например, капролон или фторопласт. Полимерная манжета 7 имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность 8, на которой расположены продольные выступы 9 с заходными фасками 10 по торцам. Количество продольных выступов 9 составляет 3 или 4 штуки, при этом они отстоят друг от друга по окружности на одинаковом расстоянии (фиг. 2, 4). Продольные выступы 9 имеют в поперечном сечении, например, трапецеидальную форму, а их высота в зависимости от жесткости полимерного материала составляет 2-3 мм. Наружная поверхность 11 полимерной манжеты 7 образована цилиндрической 12 и конической 13 поверхностью, которые разделены промежуточным стопорным буртиком 14, выполненным в виде кольца или сегментов кольца. Стопорный буртик 14 заглублен в проточку 5 на муфте 4 для устранения перемещения полимерной манжеты 7 вдоль оси за счет примыкания криволинейной поверхности 15 к боковой стенке проточки. Коническая поверхность 13 полимерной манжеты 7 прилегает к конической резьбе 6 на муфте 4, а ее цилиндрическая поверхность 12 образует с муфтой 4 зазор, расширяющийся наружу.The tubing connection includes pipes 1, 2 with an external conical thread 3 at the ends, a sleeve 4 having a groove 5 in the middle and a conical thread 6 on both sides of the groove 5, and a polymer sleeve 7 placed between the ends of the pipes 1, 2 (Fig. one). The coupling 4 is made in accordance with GOST 633-80, while the presence of a groove 5 is due to technological necessity. For the manufacture of the polymer cuff 7 use an antifriction material, for example, caprolon or fluoroplastic. The polymer cuff 7 has an inner cylindrical surface 8, on which are located longitudinal projections 9 with entry chamfers 10 at the ends. The number of longitudinal projections 9 is 3 or 4 pieces, while they are spaced from each other around the circumference at the same distance (Fig. 2, 4). The longitudinal projections 9 are in cross section, for example, trapezoidal, and their height, depending on the stiffness of the polymer material, is 2-3 mm. The outer surface 11 of the polymer cuff 7 is formed by a cylindrical 12 and conical 13 surface, which are separated by an intermediate retaining collar 14, made in the form of a ring or ring segments. The locking collar 14 is recessed into the groove 5 on the sleeve 4 to eliminate the movement of the polymer cuff 7 along the axis due to the abutment of the curved surface 15 to the side wall of the groove. The conical surface 13 of the polymer sleeve 7 is adjacent to the conical thread 6 on the sleeve 4, and its cylindrical surface 12 forms a gap with the sleeve 4 that extends outward.

Насосно-компрессорные трубы соединяют следующим образом.The tubing is connected as follows.

В муфту 4 вставляют полимерную манжету 7 цилиндрической поверхностью 12 вперед и, ввертывая в коническую резьбу 6 трубы 1, двигают ее слева направо до упора конической поверхности 13 на манжете в коническую резьбу 3 на муфте 4 и западания стопорного буртика 14 в проточку 5 (фиг. 1). С другой стороны муфты 4 ввертывают трубу 2, на противоположном конце которой аналогичным образом установлена муфта 4 с полимерной манжетой 7, и таким образом последовательно собирают колонну НКТ 16 расчетной длины. Колонна НКТ 16 может быть снабжена внизу клапаном-отсекателем (не показан) для выполнения спускоподъемных операций без глушения скважины.In the sleeve 4, insert the polymer sleeve 7 with the cylindrical surface 12 forward and, screwing the pipe 1 into the tapered thread 6, move it from left to right until the tapered surface 13 on the cuff abuts against the tapered thread 3 on the sleeve 4 and the locking collar 14 is lowered into the groove 5 (Fig. one). On the other hand, the sleeves 4 screw the pipe 2, at the opposite end of which the sleeve 4 with the polymer sleeve 7 is similarly mounted, and thus the tubing string 16 of the calculated length is successively assembled. The tubing string 16 may be provided at the bottom with a shutoff valve (not shown) for hoisting operations without killing the well.

Собранную колонну НКТ 16 размещают в эксплуатационной колонне 20 скважины, при этом возможно искривление оси спущенной колонны. Затем в колонну НКТ 16 спускают под действием собственного веса на грузонесущем кабеле 17 малогабаритную погружную насосную установку перевернутого типа 18 (фиг. 3). Спуск установки 18 не вызывает затруднений даже при прохождении криволинейных участков НКТ 16, так как продольные выступы 9 на полимерных манжетах 7 выполняют функцию центраторов и удерживают ось насосной установки 18 вдоль оси колонны НКТ 16. Продольные выступы 9 предотвращают соприкосновение насосной установки 18 с внутренней поверхностью насосно-компрессорных труб 1, 2. Заходные фаски 10 на продольных выступах 9 облегчают прохождение насосной установки 18 через полимерные манжеты 7. Кроме того, контакт выступов 9 с насосной установкой 18 происходит по незначительной площади, что в сочетании с антифрикционными свойствами полимерных манжет 7 минимизирует возникающую силу трения между ними. В результате повышается надежность перемещения насосной установки 18 в колонне НКТ 16, достигается безаварийная ее доставка на место и сокращается затрачиваемое на это время. Кроме того, за счет выступов 9 на полимерных манжетах 7 между насосной установкой 18 и колонной НКТ 16 образуется кольцевой зазор 19 одинаковой ширины для течения пластовой жидкости, что обеспечивает равномерное охлаждение погружного электродвигателя (не показан) насосной установки 18. И, наконец, выступы 9 на полимерных манжетах 7 снижают вибрацию насосной установки 18, повышая тем самым ее надежность.The assembled tubing string 16 is placed in the production string 20 of the well, while it is possible to bend the axis of the run-out string. Then, the tubing string 16 is lowered under the influence of its own weight on a load-carrying cable 17, a small-sized submersible pumping unit of an inverted type 18 (Fig. 3). The descent of the installation 18 does not cause difficulties even when passing curved sections of the tubing 16, since the longitudinal protrusions 9 on the polymer cuffs 7 act as centralizers and hold the axis of the pumping unit 18 along the axis of the tubing string 16. The longitudinal protrusions 9 prevent the pumping unit 18 from contacting the inner surface of the pump -compressor pipes 1, 2. Entrance chamfers 10 on the longitudinal protrusions 9 facilitate the passage of the pumping unit 18 through the polymer cuffs 7. In addition, the contact of the protrusions 9 with the pumping unit 18 occurs dit of small area, which in combination with anti-friction properties of the polymeric cuffs 7 minimizes the friction force arising between them. As a result, the reliability of moving the pumping unit 18 in the tubing string 16 is increased, its trouble-free delivery to the site is achieved and the time spent on it is reduced. In addition, due to the protrusions 9 on the polymer cuffs 7 between the pumping unit 18 and the tubing string 16, an annular gap 19 of the same width is formed for the flow of the formation fluid, which ensures uniform cooling of the submersible motor (not shown) of the pumping unit 18. And, finally, the protrusions 9 on polymer cuffs 7 reduce the vibration of the pumping unit 18, thereby increasing its reliability.

Предложенное соединение насосно-компрессорных труб отличается простотой. Необходимые для его технической реализации полимерные манжеты без трудностей могут быть изготовлены на стандартном оборудовании в необходимом количестве.The proposed connection tubing is simple. The polymeric cuffs necessary for its technical implementation can be made without any difficulties on standard equipment in the required quantity.

Claims

The connection of tubing, including pipes with an external tapered thread at the ends, a sleeve with a groove in the middle and a tapered thread on both sides and a polymer sleeve between the ends of the pipes, having a cylindrical surface on the outside and inside, characterized in that inside the cylindrical surface of the polymer sleeve longitudinal protrusions are located with lead-in chamfers at the ends, equally spaced from each other in the circumferential direction, and on the outside in addition to the cylindrical surface on the polymer cuff is formed and a conical surface, coupled with the conical thread coupling and an intermediate locking collar, buried in the groove on the sleeve.