RU79933U1

RU79933U1 - CAPILLARY PIPELINE

Info

Publication number: RU79933U1
Application number: RU2008135776/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Шайдаков; Геннадий Алексеевич Аптыкаев; Евгений Владимирович Шайдаков; Ольга Юрьевна Полетаева
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговая компания "ИНКОМП-НЕФТЬ"
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2009-01-20

Abstract

Полезная модель относится к области производства полимерных армированных труб, предназначенных для транспортирования жидких и газообразных сред, обладающих химически агрессивными свойствами, при высоком давлении и колебаниях температуры, преимущественно для подачи химических реагентов в скважину, а также для проведения колтюбинговых операций.The utility model relates to the field of production of polymer reinforced pipes intended for transporting liquid and gaseous media with chemically aggressive properties at high pressure and temperature fluctuations, mainly for supplying chemicals to the well, as well as for carrying out coiled tubing operations.

Известна гибкая протяженная труба, состоящая из внутренней тонкостенной металлической трубы, полимерной армированной химическим волокном оболочки, двухповивной проволочной брони, уложенной с зазорами между проволоками, и защитная оболочка из полимерного материала, заполняющая зазоры между проволоками брони.A flexible long pipe is known, consisting of an internal thin-walled metal pipe, a polymer reinforced with a chemical fiber sheath, two-drink wire armor laid with gaps between the wires, and a protective sheath made of a polymeric material filling the gaps between the wires of the armor.

Задача полезной модели - способность капиллярного трубопровода сопротивляться скручиванию, тем самым, исключая крутильные колебания в процессе эксплуатации.The objective of the utility model is the ability of the capillary pipeline to resist twisting, thereby eliminating torsional vibrations during operation.

Поставленная задача решается тем, что капиллярный трубопровод включает полимерный трубопровод, бронированный двумя слоями встречной проволочной навивки, зазоры между которой заполнены полимером. Диаметр проволоки внешней навивки меньше диаметра проволоки внутренней навивки, так что квадрат диаметра проволоки внутренней навивки относится к квадрату диаметра проволоки внешней навивки как диаметр внешней навивки к диаметру внутренней навивки.The problem is solved in that the capillary pipeline includes a polymer pipeline, armored with two layers of oncoming wire winding, the gaps between which are filled with polymer. The diameter of the outer winding wire is smaller than the diameter of the inner winding wire, so that the square of the diameter of the inner winding wire refers to the square of the diameter of the outer winding wire as the diameter of the outer winding to the diameter of the inner winding.

Description

Известен капиллярный трубопровод для подачи химических реагентов в скважину, состоящий из полимерной трубки, бронированной в два слоя встречной проволочной навивкой, выполненной так, что внешний и внутренний слои проволочной навивки выполнены несплошными, а с зазорами между проволоками [1].Known capillary pipeline for supplying chemical reagents to the well, consisting of a polymer tube, armored in two layers with an opposing wire winding, made so that the outer and inner layers of the wire winding are made continuous, and with gaps between the wires [1].

Недостатками данного трубопровода являются сложность оконцовки из-за проволочной брони, коррозионное разрушение брони при эксплуатации трубопровода в агрессивной среде. Применение же для брони специальных сталей приведет к сильному удорожанию изделия. Также возможно скручивание трубопровода из-за разницы крутящего момента внешней и внутренней навивок.The disadvantages of this pipeline are the complexity of the termination due to wire armor, corrosion destruction of the armor during operation of the pipeline in an aggressive environment. The use of special steels for armor will lead to a significant increase in the cost of the product. It is also possible to twist the pipeline due to the difference in torque between the outer and inner coils.

Наиболее близкой к заявляемому (прототип) является гибкая протяженная труба [2], состоящая из внутренней тонкостенной металлической трубы, полимерной армированной химическим волокном оболочки, двухповивной проволочной брони, уложенной с зазорами между проволоками, и защитная оболочка из полимерного материала, заполняющая зазоры между проволоками брони.Closest to the claimed (prototype) is a flexible long pipe [2], consisting of an internal thin-walled metal pipe, a polymer sheathed with a chemical fiber, two-drink wire armor laid with gaps between the wires, and a protective shell made of a polymeric material filling the gaps between the wires of the armor .

Недостаток данной гибкой трубы - возможное скручивание из-за разницы крутящего момента внешней и внутренней навивки двухповивной проволочной брони.The disadvantage of this flexible pipe is the possible twisting due to the difference in torque between the external and internal windings of the two-drinked wire armor.

На фиг. схематически изображено поперечное сечение заявляемого капиллярного трубопровода, который состоит из полимерного трубопровода 1, внутренней 2 и внешней 3 навивок, внешней полимерной оболочки 4. Диаметры внутренней и внешней навивок D₁ и D₂ соответственно, а диаметры проволок внутренней и внешней навивок d₁ и d₂ соответственно.In FIG. schematically shows a cross section of the inventive capillary pipeline, which consists of a polymer pipe 1, inner 2 and outer 3 coils, outer polymer sheath 4. The diameters of the inner and outer coils D ₁ and D _2, respectively, and the diameters of the wires of the inner and outer coils d ₁ and d ₂ respectively.

Каждая навивка создает крутящие моменты, противоположно направленные.Each winding creates opposing torques.

Крутящий момент определяется какTorque is defined as

τ=r·Fτ = r

где r - вектор силы, т.е. для нашего случая диаметр повива D;where r is the force vector, i.e. in our case, the diameter of the layer D;

F - приложенная сила.F is the applied force.

Силу можно определить как силу упругостиThe force can be defined as the force of elasticity

F=k·ΔxF = k Δx

где k - коэффициент упругости;where k is the coefficient of elasticity;

Δx - удлинение проволоки.Δx is the elongation of the wire.

Коэффициент упругости k=E·π·d²/(4·L),The coefficient of elasticity k = E · π · d ² / (4 · L),

где Е - модуль Юнга,where E is Young's modulus,

d - диаметр проволоки;d is the diameter of the wire;

L - длина проволоки.L is the length of the wire.

Тогда крутящий момент для внутренней и внешней навивок определяется какThen the torque for internal and external coiling is defined as

τ₁=D₁·E·π·d₁ ²·Δx/(4·L₁) (для внутренней навивки);τ ₁ = D ₁ · E · π · d ₁ ² · Δx / (4 · L ₁ ) (for internal winding);

τ₂=D₂·E·π·d₂ ²·Δx/(4·L₂) (для внешней навивки).τ ₂ = D ₂ · E · π · d ₂ ² · Δx / (4 · L ₂ ) (for external winding).

Необходимо создать для внутренней и внешней навивки равный крутящий моментEqual torque must be created for internal and external windings.

τ₁ ⁼τ₂=D₁·E·π·d₁ ²·Δx₁/(4·L₁)=D₂·E·π·d₂ ²·Δx₂/(4·L₂)τ ₁ ⁼ τ ₂ = D ₁ · E · π · d ₁ ² · Δx ₁ / (4 · L ₁ ) = D ₂ · E · π · d ₂ ² · Δx ₂ / (4 · L ₂ )

Значениями удлинения проволоки Δх можно пренебречь, ввиду их малых значений, так как при навивке происходит незначительное удлинение. Поэтому для того, чтобы крутящий момент был равный для внутренней и внешней навивок необходимо соблюдения соотношенийThe values of the elongation of the wire Δx can be neglected, due to their small values, since during winding there is a slight elongation. Therefore, in order for the torque to be equal for the internal and external windings, it is necessary to observe the ratios

d₁ ²/d₂ ²=(D₂·L₁)/D₁·L²).d ₁ ² / d ₂ ² = (D ₂ · L ₁ ) / D ₁ · L ² ).

Здесь можно пренебречь отношением L₁/L₂, так как при навивке проволок при изготовлении капиллярного трубопровода длины проволок внутренней и внешней навивок стремятся к бесконечности, следовательно, отношение L₁/L₂ стремится к единице.Here, the ratio L ₁ / L ₂ can be neglected, since when winding the wires in the manufacture of the capillary pipeline, the lengths of the wires of the inner and outer windings tend to infinity, therefore, the ratio L ₁ / L ₂ tends to unity.

Поэтому для соблюдения равенства крутящего момента для внутренней и внешней навивок при одинаковом шаге навивок диаметр проволок внутренней d₁ и внешней d₂ выбирается с учетом следующей формулыTherefore, in order to maintain equal torque for the inner and outer windings at the same winding pitch, the diameter of the wires of the inner d ₁ and outer d ₂ is selected taking into account the following formula

d₁ ²/d₂ ²=D₂/D₁.d ₁ ² / d ₂ ² = D ₂ / D ₁ .

Таким образом, диаметр проволоки внешней навивки меньше диаметра проволоки внутренней навивки, так что квадрат диаметра проволоки внутренней навивки относится к квадрату диаметра проволоки внешней навивки как диаметр внешней навивки к диаметру внутренней навивки.Thus, the diameter of the outer winding wire is smaller than the diameter of the inner winding wire, so that the square of the diameter of the inner winding wire refers to the square of the diameter of the outer winding wire as the diameter of the outer winding to the diameter of the inner winding.

В результате в капиллярном трубопроводе внутренняя и внешняя навивки с равным по величине и противоположно направленным крутящими моментами, поэтому капиллярный трубопровод защищен от скручивания, и тем самым, исключаются крутильные колебания в процессе эксплуатации.As a result, in the capillary pipe the internal and external windings are of equal magnitude and oppositely directed torques, therefore, the capillary pipe is protected from twisting, and thus, torsional vibrations during operation are excluded.

Источники информации:Information sources:

1. Патент №64273 РФ, Е21В 37/06, 2007.1. Patent No. 64273 of the Russian Federation, ЕВВ 37/06, 2007.

2. Патент №44782 РФ, F16L /00, 2005.2. Patent No. 44782 of the Russian Federation, F16L / 00, 2005.

Claims

A capillary pipeline including a polymer pipeline armored with two layers of oncoming wire winding, the gaps between which are filled with polymer, characterized in that the diameter of the outer winding wire is less than the diameter of the inner winding wire, so that the square of the diameter of the inner winding wire refers to the square of the diameter of the outer winding wire, as the diameter of the outer winding to the diameter of the inner winding.