Трубчатое тело заводского изготовления, выполненное за одно целое с центратором и способ его изготовления

Номер патента: 19058

Опубликовано: 17.10.2011

Авторы: БАРЫШНИКОВ, Анатолий, ЛЕВИ, Дейвид, БЭЙНХЭМ, Ричард, Рональд

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Предложен способ изготовления по меньшей мере одного выступа (4) на трубчатом теле (1), используемом в нефтегазовой промышленности для добычи и транспортировки сырой нефти или газа, а именно, на нефтегазопромысловой трубе. Выступ (4) имеет заданную форму, например лопасти, ребра или аналогичного отводящего выступа. Способ включает обеспечение наличия годных для формования материалов, наложение на трубчатое тело формы и формование указанных материалов на трубчатом теле (1) с использованием указанной формы.

Текст

Смотреть все

(51) 21 17/10 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) ТРУБЧАТОЕ ТЕЛО ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, ВЫПОЛНЕННОЕ ЗА ОДНО ЦЕЛОЕ С ЦЕНТРАТОРОМ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ(57) Предложен способ изготовления, по меньшей мере, одного выступа (4) на трубчатом теле (1),используемом в нефтегазовой промышленности для добычи и транспортировки сырой нефти или газа, а именно, на нефтегазопромысловой трубе. Выступ(4) имеет заданную форму, например лопасти, ребра или аналогичного отводящего выступа. Способ включает обеспечение наличия годных для формования материалов, наложение на трубчатое тело формы и формование указанных материалов на трубчатом теле (1) с использованием указанной формы.(74) Тагбергенова Алма Таишевна Тагбергенова Модангуль Маруповна Касабекова Найля Етисовна 19058 Изобретение относится к трубчатым изделиям,например такого типа, которые используются в нефтегазовой промышленности при добыче и транспортировке сырой нефти или газа, а именно, к нефтегазопромысловым и трубопроводным трубам,в особенности к трубчатым изделиям,предназначенным для введения в центрированном положении в нисходящую скважину. Известно использование центрирующих средств для выравнивания трубчатого изделия(в дальнейшем трубы) в буровой скважине. Типичный центратор имеет вид открытого на концах, по существу цилиндрического полого тела,которое плотно насаживают по типу рукава или втулки на трубу. Тело снабжено радиально выступающими элементами в виде ребер или расположенных на расстоянии друг от друга лопастей, которые определяют пути для протекания жидкости между выступающими элементами и позволяют жидкости обтекать центратор, когда последний находится в буровой скважине. Выступающие элементы имеют площадки для контакта с поверхностью скважины, образующие средство отведения трубы в ее заданное центрированное положение. Конструкция выступов варьируется от выровненных вдоль оси вертикальных лопастей до смещенных прямых лопастей и винтовых или спиральных лопастей от непрерывных до прерывистых (разрезных) лопастей,часто со скошенными концами. Площадки могут быть выполнены так, что после установки трубы в скважине они используются для отведения трубы,заставляя ее следовать за отклонениями скважины,поэтому в этом отношении конструкция одного центратора может отличаться от конструкции другого центратора. Хотя существует множество типов центраторов,общее у них то, что типичный центратор предназначен для установки на трубчатом теле,например на обсадной трубе, обычной трубе или аналогичном трубопроводе или инструменте,который должен быть установлен в буровой скважине, и удерживается в требуемом осевом положении на трубе с помощью замков, стопорных муфт, сварки, цементирования, клея или просто фрикционного соединения с трубой. Некоторые типы центраторов являются вращательными, т.е. они установлены на трубчатом теле с возможностью поворота вместе с ним, а другие являются невращательными и установлены на трубе неподвижно в осевом направлении, но снабжены роликовыми устройствами, так что когда площадки входят в контакт со скважиной, труба будет вращаться внутри центратора. Известные центраторы в основном изготавливают из металла, например алюминия,стали и цинка, в настоящее время, как правило,литьем, но могут быть изготовлены экструзией, а в последнее время приобрели популярность специальные сплавы,применяемые для специальных целей, например сплавы на основе цинка и бронзовые сплавы. Было также предложено изготавливать центраторы полностью или частично 2 из пластмассы, например из износостойких пластических смол, таких как нейлон и тефлон. Предлагалось использовать для поверхностей площадок специальные материалы, включая диоксид циркония, диоксид титана, оксид алюминия и карбиды металлов. Ниже даны ссылки на патентную литературу, где можно подробнее узнать о центраторах,используемые в этой отрасли промышленности. Патентные публикации Великобритании включают 2016063, 2148984, 2148985, -2155519, 2171436, 2197008, -2201176, 221084, 2210085, -2230808, 2241009, 2242457, -2249333, 2252118, 2253428, -2272233, 2277336, 2282615, -2285649, 2290331, 2304753, -А 2316422, 2331534, 2329209 и -2339584. К другим патентным публикациям, из которых перечислены лишь немногие, относятся ЕР-А-0125993, ЕР-А-0143219, ЕР-А-0196339, ЕР-А 0410729, ЕР-А-0506663, ЕР-А-0512154, ЕР-А 0585315, ЕР-А-0671546, ЕР-А-0816628, ЕР-АО 830492, ЕР-А-0920569, ЕР-А-0996811, ЕР-А 1047859,91/05093,98/07953,98/37302, 98/37881,98/40601,98/50669,99/04132,99/24690,99/25949,99/36660, 99/36661,99/48443,00/66874, -4077470, 4363360, 5005642, -5095981, 5332049, 5335723, -5797455, 5810100, 5937948 и -6006830. Было обнаружено, что на практике многие из известных центраторов имеют предпочтительную ориентацию для установки в рабочее положение и часто в помощь монтажнику маркируются символами, например стрелками. Даже при наличии такой маркировки часто оказывается, что центраторы установлены в перевернутом положении, и хотя во многих случаях это не влечет серьезных последствий при эксплуатации, в более сложных конструкциях неправильная установка может повлиять на прохождение жидкостей через центратор и, таким образом, ухудшить рабочие характеристики. Как в большинстве отраслей промышленности,трудовые и временные затраты составляют неизбежную статью затрат, которая в конечном счете влияет на жизнеспособность продукта и его цену для потребителя. Поэтому любые усовершенствования, которые позволяют снизить временные или трудовые затраты, связанные с обслуживанием на месте, имеют важное значение. Усовершенствования в этой области могут также повысить эффективность и безопасность работы. Эти требования в отношении временных и трудовых затрат особенно актуальны в нефтяной и газовой промышленности. Поэтому изобретение направлено на усовершенствование процесса установки труб,используемых в буровой скважине. Таким образом,целью изобретения является устранение или частичное решение, по меньшей мере, некоторых из 19058 проблем, которые связаны с использованием известных центраторов для труб. Согласно первому аспекту изобретения предложен способ образования на трубчатом теле,по меньшей мере, одного выступа, имеющего заданную форму, например лопасти, ребра или аналогичного отводящего выступа,путем обеспечения наличия материалов, годных для формования, наложения формы на трубчатое тело и формования этих материалов на трубчатом теле с использованием указанной формы. Преимущество этого способа состоит в том, что он позволяет создать центратор любой необходимой формы или конфигурации за счет простого проектирования соответствующей полости в форме для изготовления заданных выступающих элементов, Поэтому в результате формования можно получить на трубе требуемую комбинацию выступающих элементов, например лопастей, ребер,полос, а между ними соответствующие проходы заданной формы для жидкости в виде каналов,канавок и т.д., которые представляют собой углубления относительно площадок, образованных наружными поверхностями выступающих частей. Согласно другому аспекту изобретения,предложено трубчатое тело, на котором в заданном месте отформован, по меньшей мере, один выступ заданной формы, такой как лопасть, ребро или аналогичный отводящий выступ. Способ предпочтительно включает обеспечение наличия материалов композиционного смоляного материала, наполненного твердыми частицами,наложение этих материалов непосредственно на участок наружной поверхности трубчатого тела с помощью формы и отверждение смоляных материалов с образованием по меньшей мере одного выступа заданного размера и формы,соответствующих конструкции указанной наложенной формы. Форма предпочтительно содержит множество полостей для формования материалов с приданием им заданной формы и размеров, причем указанные полости выполнены в местах формы, которые могут быть приложены,вокруг криволинейной поверхности для образования на трубчатом теле отформованных выступающих радиально элементов. Путем выбора места расположения формы можно обеспечить заданное положение отводящих элементов на трубе, что открывает неограниченные возможности для проектирования труб с выполненными за одно целое с ними центрирующими или отводящими структурами. Лопасти, проходящие в радиальном направлении относительно продольной оси трубы, могут быть расположены на трубе, например, с равными интервалами по окружности, так что они находятся в пределах дискретной цилиндрической центрирующей зоны, расположенной вокруг трубы. В альтернативном варианте полученные формованием отводящие элементы могут быть расположены в шахматном порядке, образуя на трубе смещенную или спиральную центрирующую или отводящую структуру. Таким образом,изобретение позволяет приспособить трубу заводского изготовления для последующего использования,создавая выполненные с ней заодно целое центрирующие структуры в виде выступов, отформованных непосредственно на трубчатом теле. Трубчатое тело с центратором, выполненным с ней за одно целое, предпочтительно образовано путем обеспечения наличия композиционного материала из смолы и керамики, например в виде порошков, частиц, фибрилл, штапельных волокон,шариков или аналогичных формуемых частиц,включающего по выбору наполнители или другие формовочные материалы,и средства для отверждения или твердения смолы в отформованном виде. Смоляной материал может включать связующие агенты, например, клей или аналогичный отверждаемый компонент, а другие компоненты,которые смешиваются с этим материалом при формовании,могут включать отвердитель,ускоритель или инициатор отверждения. Композиционный материал из смолы и керамики может также включать катализатор, инициирующий его отверждение. Катализатор можно активировать термически. Как альтернатива,смешанные материалы можно активировать химически инициатором отверждения. Операция формования может включать наложение части формы,имеющей соответствующие очертания, на трубчатое тело,загрузку формы материалами из смолы и керамики в заданном количестве для образования требуемого композиционного материала,предпочтительно путем инжекции материалов в форму, отверждение материалов в форме и удаление частей формы с освобождением требуемого отформованного элемента на трубчатом теле. Образующие композицию материалы могут быть соответствующим образом смешаны с помощью оборудования для предварительно тарированного смешивания и дозировки. Труба заводского изготовления с выполненным за одно целое с ней отформованным центрирующим средством согласно изобретению может быть дополнительно обработана после удаления частей формы, например, путем нанесения покрытия из смол, красок или отделочных веществ для поверхности площадок. Согласно еще одному аспекту изобретения,составной центратор для установки на трубе(нефтегазопромысловых и трубопроводных трубах) содержит трубчатую сердцевину, предназначенную для установки на трубе с возможностью вращения трубы внутри сердцевины при работе, причем трубчатая сердцевина имеет отформованный на ней в заданном месте, по меньшей мере, один выступ,имеющий заданную форму, например лопасть,ребро или аналогичный отводящий выступ. Согласно еще одному аспекту изобретения,способ изготовления такого составного центратора 3 19058 включает выбор трубчатой сердцевины, пригодной для насадки на нефтегазопромысловые и трубопроводные трубы, и создание на этой сердцевине, по меньшей мере, одного выступа,имеющего заданную форму, например лопасти,ребра или аналогичного отклоняющего выступа,путем обеспечения наличия годных для формования материалов, наложения формы на трубчатую сердцевину и формования указанных материалов на трубчатой сердцевине с использованием указанной формы. Эти выступы обеспечивают площадки для контакта с поверхностью нисходящей скважины. Способность сердцевины позволять нефтегазопромысловой трубе вращаться в нисходящей скважине достигается аналогично тому,как это имеет место в известных так называемых невращающихся центраторах,например,с использованием средства осевой фиксации составного центратора на нефтегазопромысловой трубе, так что всякий раз, когда площадки отформованного выступа (выступов) входят в контакт со стенками скважины, составной центратор становится неподвижным, а нефтегазопромысловая труба остается свободной и может поворачиваться внутри составного центратора, что можно облегчить с помощью смазки или роликового устройства,известного из уровня техники. Составной центратор устанавливают путем осевого выравнивания трубы относительно него, введения конца трубы в сердцевину составного центратора и перемещение последнего по наружной поверхности трубы до тех пор, пока он не окажется в заданном месте вдоль оси. Ниже описан пример осуществления изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, где на фиг.1 показан вид сверху части формы на фиг.2 - вид сбоку соединенных шарнирно частей формы в раскрытом положении на фиг.3 - разрез трубы, на которой закреплены части формы на фиг.4 - готовая труба заводского изготовления в аксонометрии с выполненным за одно целое с ней отформованным центрирующим средством согласно одному из возможных вариантов выполнения изобретения (радиальная конструкция) и на фиг.5 - готовая труба заводского изготовления в аксонометрии с выполненным за одно целое с ней отформованным центрирующим средством согласно другому возможному варианту выполнения изобретения (спиральная конструкция). Трубу заводского изготовления с соответствующим центратором, выполненным за одно целое с ней, получают, изготавливают следующим образом. Нефтегазопромысловую трубу, например трубу 1 подготавливают для прикрепления к ней центрирующих элементов, подвергая ее чистке с целью удаления возможных загрязнений, таких как краска, консистентная смазка, нефть, пыль и т.д. Форму 2, имеющую множество полостей 3 для формирования выступающих элементов, например проходящих в радиальном направлении лопастей 4,надевают на трубу, устанавливая эту форму на трубе 4 в соответствующем месте вдоль оси, и закрепляют непосредственно на наружной цилиндрической поверхности трубы с обеспечением достаточно плотной посадки для успешного проведения операции формования. Можно создавать отводящие элементы с различным расположением, как показано на фиг.4 (равномерное радиальное расположение) и фиг.5 (спиральное расположение). Формовочную композицию,включающую композиционные смоляные материалы с добавленными твердыми частицами, вводят в полости формы, непосредственно примыкающие к стенке трубы, и выполняют операцию формования с отверждением формовочной композиции. В данном случае формовочная композиция содержит отверждаемую смолу,материалынаполнители из керамических частиц, включая по выбору материалы из штапельного углеродного волокна. Для этой цели подходит имеющийся на рынке материал. Композиционный материал в этом случае представляет собой полуфабрикат, состоящий из двух сырьевых компонентов, которые нужно смешать перед формованием, чтобы смесь вступила в реакцию. Реакцией можно управлять с помощью катализатора так, чтобы различные компоненты в двух отдельных частях композиционного материала не взаимодействовали до тех пор, пока они не будут смешаны при подходящих условиях формования. Таким образом, одна часть может включить активатор,инициатор или каталитический компонент, ускоряющий или инициирующий реакцию всей композиции или облегчающий ее проведение. Подходящего баланса компонентов в форме можно достичь при помощи оборудования для предварительного тарированного смешивания и дозировки. Хорошо смешанная и дозированная композиция быстро отверждается в форме, которую затем можно снять с трубы, освободив сформированный центратор, связанный или сплавленный с ее наружной поверхностью. При работе трубу заводского изготовления с выполненным за одно целое с ней центратором устанавливают и используют так же, как и известные узлы из труб и центраторов, за исключением того, что пользователь полностью избавлен от необходимости сборки на месте установки. Дополнительное преимущество состоит в том, что пользователь может освободить складские площади, которые зарезервированы для хранения центраторов и, как правило, занимают место, отдельное от стеллажей для труб. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Трубчатое тело заводского изготовления для использования в нисходящей скважине, имеющее выполненное заодно целое центрирующие образования в виде выступов, отформованных непосредственно на трубчатом теле из формуемых материалов, отличающееся тем, что выступы выполнены из материалов,включающих 19058 отверждаемую смолу, материалы-наполнители из керамических частиц и штапельное углеродное волокно. 2. Трубчатое тело заводского изготовления по п. 1, отличающееся тем, что указанное трубчатое тело с выполненным с ним заодно целое центратором изготовлено путем обеспечения наличия композиционного материала из смолы и керамики,например в виде порошка, частиц, фибрилл,штапельных волокон, шариков или аналогичных формуемых частиц, включающего по выбору наполнители или другие вспомогательные формовочные материалы, и обеспечения наличия средств для отверждения или твердения смолы в отформованном виде на указанном трубчатом теле. 3. Трубчатое тело заводского изготовления по п. 1, отличающееся тем, что средство для отверждения или твердения смолы содержит форму,причем форма используется в операции формования, включающей наложение на трубчатое тело, по меньшей мере, одной имеющей соответствующие очертания части формы, загрузку формы материалами из смолы и керамики в заданном количестве для образования требуемого композиционного материала,предпочтительно путем инжекции материалов в форму, обеспечение отверждения материалов в форме и удаление части(частей) формы с освобождением требуемого отформованного элемента, образованного на трубчатом теле. 4. Трубчатое тело заводского изготовления по любому из п.п. 1-3, отличающееся тем, что после удаления части (частей) формы нанесено покрытие из смол, красок или отделочных веществ для поверхности площадок. 5. Трубчатое тело заводского изготовления по п. 4, отличающееся тем, что формуемый материал представляет собой. 6. Способ изготовления трубчатого тела заводского изготовления по п.1, включающий выбор трубчатой сердцевины, подходящей для установки на нефтегазопромысловые и трубопроводные трубы,и создание на этой трубчатой сердцевине, по меньшей мере, одного выступа заданной формы,например, лопасти, ребра или аналогичного отводящего выступа, путем обеспечения наличия годных для формования материалов, наложения формы на трубчатую сердцевину и формования указанных материалов на трубчатой сердцевине с использованием указанной формы, где после отверждения части формы удаляют, чтобы освободить требуемые отформованные элементы,образованные на трубчатом теле. 7. Способ по п.6, в котором сердцевину изготавливают из металла, а выступы, которые формуют на ней и которые образуют площадки для контакта с поверхностью нисходящей скважины,образуют из композиционного материала из смолы и керамики, например в виде порошка, частиц,фибрилл, штапельных волокон, шариков или аналогичных формуемых частиц, включающего по выбору наполнители или другие вспомогательные формовочные материалы.

МПК / Метки

МПК: E21B 17/10

Метки: тело, заводского, одно, выполненное, трубчатое, изготовления, центратором, целое, способ

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/7-19058-trubchatoe-telo-zavodskogo-izgotovleniya-vypolnennoe-za-odno-celoe-s-centratorom-i-sposob-ego-izgotovleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Трубчатое тело заводского изготовления, выполненное за одно целое с центратором и способ его изготовления</a>

Похожие патенты