1. Соединение гибкой трубы с соединителем, содержащее соединительную секцию соединителя с оконечностью, первый ряд углублений, сформированных в соединительной секции, второй ряд углублений, сформированных в соединительной секции, расположенный между первым рядом углублений и оконечностью, трубную секцию, расположенную на соединительной секции соединителя, первый ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении первого ряда, и второй ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении второго ряда, при этом впадины второго ряда имеют неплотную посадку в их соответствующих углублениях второго ряда по отношению к посадке впадин первого ряда в их соответствующих углублениях первого ряда.

2. Соединение по п.1, в котором впадины первого ряда имеют более плотную посадку в их соответствующих углублениях первого ряда по сравнению с посадкой впадин второго ряда в их соответствующих углублениях второго ряда.

3. Соединение по п.1, в котором соединитель дополнительно содержит выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.

4. Соединение по п.2, в котором соединитель дополнительно содержит выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.

5. Соединение по п.1, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.

6. Соединение по п.5, дополнительно содержащее вторичное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.

7. Соединение по п.6, в котором вторичное уплотнение выполнено спиральным.

8. Соединение по п.2, дополнительно содержащее спиральное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.

9. Соединение по п.8, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.

10. Соединение по п.4, дополнительно содержащее спиральное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.

11. Соединение по п.10, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.

12. Соединение гибкой трубы с соединителем, содержащее множество впадин, сформированных в гибкой трубе, каждая из которых расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединителе, образуя по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", причем посадка впадин в углублениях рядов постепенно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединения.

13. Соединение по п.12, в котором соединитель имеет выступ и оконечность, и соединение между трубой и соединителем постепенно изменяется с плотной посадки вблизи выступа к неплотной посадке вблизи оконечности.

14. Соединение по п.12, дополнительно содержащее уплотнение, установленное между двумя рядами из по меньшей мере двух рядов соединений "впадина-углубление".

15. Соединение по п.12, в котором уплотнение сформировано спиральным.

16. Соединение по п.13, дополнительно содержащее первичное уплотнение, сформированное между трубой и соединителем, установленным между оконечностью и последним рядом по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".

17. Соединение по п.12, дополнительно содержащее уплотнение, установленное между двумя рядами по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".

18. Способ соединения гибкой трубы с соединителем, содержащий следующие стадии:

расположение части гибкой трубы на соединительной секции соединителя;

формирование впадин в гибкой трубе таким образом, что каждая впадина расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединительной секции, обеспечивая соединения "впадина-углубление" между гибкой трубой и соединителем;

регулировка глубины впадины таким образом, что каждая впадина проникает в соответствующее углубление, в результате чего соединение между гибкой трубой и соединителем последовательно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединительной секции.

19. Способ по п.18, в котором формируют по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", каждое из которых в одном и том же ряде по меньшей мере из двух рядов имеет по существу одну и ту же посадку, что и другие соединения "впадина-углубление" в этом же ряде.

20. Способ по п.18, в котором формируют по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление" и дополнительно обеспечивают уплотнение между двумя рядами по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".

 

(57) Реферат / Формула:
Соединение гибкой трубы с соединителем, содержащее соединительную секцию соединителя с оконечностью, первый ряд углублений, сформированных в соединительной секции, второй ряд углублений, сформированных в соединительной секции, расположенный между первым рядом углублений и оконечностью, трубную секцию, расположенную на соединительной секции соединителя, первый ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении первого ряда, и второй ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении второго ряда, при этом впадины второго ряда имеют неплотную посадку в их соответствующих углублениях второго ряда по отношению к посадке впадин первого ряда в их соответствующих углублениях первого ряда.

2. Соединение по п.1, в котором впадины первого ряда имеют более плотную посадку в их соответствующих углублениях первого ряда по сравнению с посадкой впадин второго ряда в их соответствующих углублениях второго ряда.

3. Соединение по п.1, в котором соединитель дополнительно содержит выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.

4. Соединение по п.2, в котором соединитель дополнительно содержит выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.

5. Соединение по п.1, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.

6. Соединение по п.5, дополнительно содержащее вторичное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.

7. Соединение по п.6, в котором вторичное уплотнение выполнено спиральным.

8. Соединение по п.2, дополнительно содержащее спиральное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.

9. Соединение по п.8, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.

10. Соединение по п.4, дополнительно содержащее спиральное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.

11. Соединение по п.10, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.

12. Соединение гибкой трубы с соединителем, содержащее множество впадин, сформированных в гибкой трубе, каждая из которых расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединителе, образуя по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", причем посадка впадин в углублениях рядов постепенно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединения.

13. Соединение по п.12, в котором соединитель имеет выступ и оконечность, и соединение между трубой и соединителем постепенно изменяется с плотной посадки вблизи выступа к неплотной посадке вблизи оконечности.

14. Соединение по п.12, дополнительно содержащее уплотнение, установленное между двумя рядами из по меньшей мере двух рядов соединений "впадина-углубление".

15. Соединение по п.12, в котором уплотнение сформировано спиральным.

16. Соединение по п.13, дополнительно содержащее первичное уплотнение, сформированное между трубой и соединителем, установленным между оконечностью и последним рядом по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".

17. Соединение по п.12, дополнительно содержащее уплотнение, установленное между двумя рядами по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".

18. Способ соединения гибкой трубы с соединителем, содержащий следующие стадии:

расположение части гибкой трубы на соединительной секции соединителя;

формирование впадин в гибкой трубе таким образом, что каждая впадина расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединительной секции, обеспечивая соединения "впадина-углубление" между гибкой трубой и соединителем;

регулировка глубины впадины таким образом, что каждая впадина проникает в соответствующее углубление, в результате чего соединение между гибкой трубой и соединителем последовательно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединительной секции.

19. Способ по п.18, в котором формируют по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", каждое из которых в одном и том же ряде по меньшей мере из двух рядов имеет по существу одну и ту же посадку, что и другие соединения "впадина-углубление" в этом же ряде.

20. Способ по п.18, в котором формируют по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление" и дополнительно обеспечивают уплотнение между двумя рядами по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".

 

---

008430
Настоящее изобретение в общем относится к гибкой трубе и, в частности, к соединению гибкой трубы с соединителем.
Часто необходимо обеспечить соединитель с гибкой трубой. Эта потребность возникает, когда скважинный инструмент нужно прикрепить к концу колонны гибких труб. И также, когда гибкую трубу для выполнения определенной операции невозможно разместить на одном барабане в виде непрерывной трубы. Это обстоятельство может быть обусловлено грузоподъемностью погрузочно-разгрузочного оборудования или вместимостью рабочего барабана. Прочими обстоятельствами, возникающими на нефтепромыслах, при которых требуется соединитель, являются следующие: ремонт утечки или поврежденного участка на имеющейся длине гибкой трубы или извлечение некоторой длины гибкой трубы (например, скоростной колонны) из скважины.
Еще один способ соединения соединителя с гибкой трубой заключается в размещении деформированной гибкой трубы в заранее сформированных углублениях наружного диаметра соединителя. Путем соединения соединителя с гибкой трубой этим способом выполняется прочное надежное соединение, выдерживающее растягивающие усилия и скручивающие нагрузки. Соединитель, который можно использовать для этой цели, должен обеспечивать растягивающее усилие, аналогичное прочности гибкой трубы. В случае наматываемого соединителя он также должен быть выполнен с возможностью его сгиба вокруг барабана гибкой трубы и S-образного колена инжектора во время работы. Эта последовательность сгиба и выпрямления обеспечивает низкую циклическую усталость в гибкой трубе и соединителе.
Проблемы, возникающие при использовании впадин для соединения гибкой трубы с соединителем, включают, помимо прочих, оценку растягивающего усилия соединения и обеспечение сплошного соединения, которое не ограничивает сгиб спирали вокруг барабана или S-образного колена при соединении двух секций гибкой трубы вместе. Для соединителей, прикрепленных к концу колонны гибкой трубы, можно провести испытание на разрыв на соединителе с инжектором. Тем самым будет проверена целостность соединителя для прилагаемой нагрузки, но материал нередко проявляет податливость и может подвергнуть риску соединение. Это испытание не определяет предел прочности соединения на разрыв. Когда две секции гибкой трубы соединены вместе при помощи впадин, невозможно провести испытание на разрыв, который подтвердит прочность соединителя.
В настоящее время размер и глубина впадин не регулируются. Впадины обычно формируются при помощи гидроцилиндра, который вдавливает штырь со скругленным концом в поверхность гибкой трубы, при этом материал гибкой трубы поддается и образует впадину заданной формы на наружной поверхности соединителя. Усилие, используемое для формирования впадины, регулируется выбором гидравлического давления, прилагаемого к гидроцилиндру. Это давление обычно устанавливают достаточно высоким, чтобы по всей трубе, независимо от значений ее прочности и толщины, были выполнены впадины за счет заданного усилия штыря. Поскольку гибкая труба имеет разные пределы текучести и значения толщины стенки, величина деформации и текучести могут изменяться при выполнении впадин нормативным усилием штыря. Испытания показали, что впадины, слишком мелкие или слишком глубокие, обеспечивают соединение, которое может нарушиться из-за растягивающих усилий и изгибающих нагрузок в значительной степени до выполнения соединений с предпочтительной глубиной впадин. Поэтому важно знать, надлежащим ли образом сформирована впадина.
Если выполненная заранее впадина в соединителе несколько больше вдавливающего впадины штыря, то впадина в достаточной степени заполнит полость и обеспечит надежное соединение. Если все впадины в гибкой трубе плотно посажены в заранее выполненных углублениях соединителя, то растягивающее усилие не прилагается равномерно, перенапрягая при этом некоторые впадины, показанные на фиг. 1. Фиг. 1 показывает известное соединение соединителя и гибкой трубы, в котором некоторые впадины перенапряжены. Соединитель 12 соединен с гибкой трубой 14 впадинами 18, сформированными в гибкой трубе 14 и сопряженными с углублениями 16 (фиг. 2), выполненными заранее в соединителе 12. Гибкая труба 14 перенапряжена вблизи впадин 18 в заштрихованных участках 20.
Еще один недостаток известных соединений показан на фиг. 2. Если заранее выполненное углубление 16 в соединителе 12 значительно больше по радиусу и объему, как показано на фиг. 2, то соответствующая впадина 18 полностью не заполняет полость 22 углубления, и соединение получается неплотным, в результате чего соединитель 12 может несколько перемещаться относительно гибкой трубы 14. В результате возникает зазор 24 между выступом 26 соединителя и гибкой трубой 14. Зазор 24 может обусловить проблемы, когда узел соединителя будет проходить через превентор гибкой трубы. Для обычного наматываемого соединителя оба этих обстоятельства перенапряженность и зазор - могут обусловить затруднения, которые приведут к снижению рабочих показателей.
Поэтому целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного соединения гибкой трубы и соединителя, и способа соединения гибкой трубы и соединителя, обеспечивающих целостность указанного соединения, и устраняющих недостатки известных систем и способов, обеспечивающих проверку прочности соединения, с одновременным обеспечением гибкости соединения в целях снижения циклической усталости при сгибании и вторичного барьера без ухудшения рабочих показателей первичного уплотнения.
Эта цель достигается тем, что соединение трубы с соединителем, содержит соединительную секцию
- 1 -
008430
соединителя с оконечностью, первый ряд углублений, сформированных в соединительной секции, второй ряд углублений, сформированных в соединительной секции, расположенный между первым рядом углублений и оконечностью, трубную секцию, расположенную на соединительной секции соединителя, первый ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении первого ряда, и второй ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении второго ряда, при этом впадины второго ряда имеют неплотную посадку в их соответствующих углублениях второго ряда по отношению к посадке впадин первого ряда в их соответствующих углублениях первого ряда.
Впадины первого ряда могут иметь более плотную посадку в их соответствующих углублениях первого ряда по сравнению с посадкой впадин второго ряда в их соответствующих углублениях второго
ряда.
Соединитель может дополнительно содержать выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.
Соединитель может дополнительно содержать выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.
Соединение может дополнительно содержать первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.
Соединение может дополнительно содержать вторичное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин. Вторичное уплотнение может быть выполнено спиральным.
Соединение может дополнительно содержать спиральное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.
Соединение может дополнительно содержать первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.
Соединение может дополнительно содержать спиральное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.
Соединение может дополнительно содержать первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.
Согласно изобретению создано соединение гибкой трубы с соединителем, содержащее множество впадин, сформированных в гибкой трубе, каждая из которых расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединителе, образуя по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", причем посадка впадин в углублениях рядов постепенно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединения.
Соединитель может иметь выступ и оконечность, и соединение между трубой и соединителем постепенно изменяется с плотной посадки вблизи выступа к неплотной посадке вблизи оконечности.
Соединение может дополнительно содержать уплотнение, установленное между двумя рядами из по меньшей мере двух рядов соединений "впадина-углубление".
Уплотнение может быть сформировано спиральным.
Соединение может дополнительно содержать первичное уплотнение, сформированное между трубой и соединителем, установленным между оконечностью и последним рядом из по меньшей мере двух рядов соединений "впадина-углубление".
Соединение может дополнительно содержать уплотнение, установленное между двумя рядами из по меньшей мере двух рядов соединений "впадина-углубление".
Согласно изобретению создан способ соединения гибкой трубы с соединителем, содержащий следующие стадии:
расположение части гибкой трубы на соединительной секции соединителя;
формирование впадин в гибкой трубе таким образом, что каждая впадина расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединительной секции, обеспечивая соединения "впадина-углубление" между гибкой трубой и соединителем;
регулирование глубины впадины таким образом, что каждая впадина проникает в соответствующее углубление, в результате чего соединение между гибкой трубой и соединителем последовательно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединительной секции.
Можно формировать по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", каждое из которых в одном и том же ряде из по меньшей мере двух рядов имеет по существу одну и ту же посадку, что и другие соединения "впадина-углубление" в этом же ряде.
Можно формировать по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление" и дополнительно обеспечивать уплотнение между двумя рядами по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".
Выше охарактеризованы особенности и технические преимущества настоящего изобретения для пояснения приводимого ниже подробного описания изобретения. Другие особенности и преимущества изобретения излагаются ниже и являются объектом формулы изобретения.
Излагаемые выше и прочие признаки и особенности изобретения поясняются со ссылкой на приводимое ниже подробное описание конкретного осуществления изобретения, со ссылками на прилагаемые
- 2 -
008430
чертежи, на которых изображено следующее:
фиг. 1 изображает известное соединение гибкой трубы и соединителя; фиг. 2 - другой вид известного соединения гибкой трубы и соединителя; фиг. 3 - поперечное сечение концевого соединителя гибкой трубы;
фиг. 4 - поперечное сечение варианта осуществления соединения наматываемого соединителя между двумя секциями гибкой трубы согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 - напряжение в соединении настоящего изобретения сравнительно с известным соединением, показанным на чертеже фиг. 2;
фиг. 6 - вид в перспективе известного соединения наматываемого соединителя и гибкой трубы в соответствии с известным уровнем техники;
фиг. 7 - вид в перспективе варианта осуществления соединения с постепенно изменяющейся посадкой в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 8 - вид в перспективе варианта осуществления инструмента вдавливания впадин усилием гидроцилиндра для формирования впадин согласно настоящему изобретению и
фиг. 9 - вариант соединителя согласно настоящему изобретению со спиральным уплотнением.
На чертежах изображаемые элементы не всегда показаны в масштабе, и похожие или аналогичные элементы обозначены одинаковыми ссылочными обозначениями на всех фигурах.
Изобретение обеспечивает имеющие постепенно изменяющуюся посадку соединения между соединителями и гибкой трубой, и способ проверки прочности соединения с одновременным обеспечением гибкости соединения в целях снижения циклической усталости во время сгиба. Также раскрывается вторичный барьер, который не сказывается на характеристиках первичного уплотнения.
В общем, настоящее изобретение обеспечивает надежное соединение гибкой трубы с соединителем путем измерения глубины впадин, сформированных в гибкой трубе, при соединении вместе соединителя и секции гибкой трубы. Путем регулирования глубины впадины в гибкой трубе, и диаметра и глубины заранее выполненных углублений в соединителе можно регулировать посадку между гибкой трубой и соединителем, и обеспечивать ее постепенность. Настоящее изобретение включает имеющие постепенную плотность посадки соединения, обеспеченные впадинами и углублениями и способы, согласно которым впадины плотно посажены в одной группе углублений, обеспечивая надежное соединение, и впадины в следующей группе, неплотно посаженные в другой группе углублений, за счет чего повышается способность гибкой трубы сгибаться вокруг барабана и S-образного колена в соединении. Имеющие постепенно изменяющуюся посадку соединения согласно настоящему изобретению повышают циклическую усталостную стойкость гибкой трубы и соединения. Вторичное уплотнение можно также включить в контур впадины путем вырезания спиральной канавки уплотнительного кольца между двумя рядами впадин.
Фиг. 3 показывает поперечное сечение концевого соединителя 12а. Концевой соединитель 12а имеет первую соединительную секцию 28а для соединения с гибкой трубой и концом 30 инструмента, выполненную с возможностью соединения с инструментом или другим устройством (не показано). Первая соединительная секция 28а проходит от выступа 26 соединителя к оконечности 32а. На первой соединительной секции 28а сформированы по меньшей мере два ряда углублений. Первый ряд 34а имеет углубления 16а, расположенные с интервалом по периметру вокруг первой секции 28а и расположенные вблизи выступа 26 по отношению к дополнительным рядам углублений. Второй ряд 35а имеет ряд углублений 16b, расположенных с интервалом по периметру вокруг первой секции 28а между первым рядом 34а и оконечностью 32а. Соединитель 12а может иметь дополнительные ряды углублений, нумерованных последовательно в сторону оконечности 32а. Каждое углубление 16а, 16b формирует полость 22 глубиной 16D и с радиусом 16R. Для каждого ряда: углубления 16 имеют, по существу, одинаковую глубину 16D и радиус 16R. Глубина 16D и/или радиус 16R могут изменяться между последовательными рядами углублений для обеспечения постепенно изменяющейся посадки соединения. Нужно отметить, что указанное соединение можно выполнить путем точной размерной обработки впадин для соответствующих рядов 34 углублений.
Фиг. 4 показывает поперечное сечение осуществления соединения 10 согласно настоящему изобретению. На фиг. 4 показан наматываемый соединитель 12b, соединенный с первой секцией 14а гибкой трубы и второй секцией 14b гибкой трубы. Вблизи от концевого соединителя 12а согласно фиг. 3, наматываемый соединитель 12b содержит первую соединительную секцию 28а и вторую соединительную секцию 28b. Первая соединительная секция 28а предназначена для соединения с первой секцией 14 гибкой трубы, и вторая соединительная секция 28b предназначена для соединения со второй секцией 14b гибкой трубы. Вторая соединительная секция 28b является, по существу, зеркальным отображением первой соединительной секции 28а и содержит по меньшей мере два ряда 34b и 35b углублений 16а и 16b соответственно. Каждая соединительная секция 28 может содержать первичное уплотнение 36, установленное между соединителем и трубой и оконечностью 32а и последним рядом впадин и углублений (ряд 35 на фиг. 4).
Создание соединения 10 согласно фиг. 4 далее излагается применительно к первой соединительной секции 28а, имея в виду, что по существу тот же способ выполняется для второй соединительной секции
- 3 -
008430
28b. Первая соединительная секция 28а расположена в первой секции 14а гибкой трубы, в результате чего гибкая труба 14а, по существу, примыкает к выступу 26. Затем создают впадину, например, инструментом 42 для вдавливания впадин, согласно фиг. 8, в гибкой трубе, при этом впадина располагается в соответствующем углублении. Например, в первом ряде 34а впадина 18а сформирована в гибкой трубе 14а для каждого углубления 16а. Каждая впадина формирует гребень глубиной 18D и с радиусом 18R.
Для создания соединения 10 с постепенно изменяющейся посадкой впадин в углублениях первый ряд 34а углублений 16а и впадин 18а имеет посадку, отличающуюся от посадки второго ряда 35а впадин 16b и углублений 18b. В поясняемых вариантах осуществления впадины 18а посажены относительно плотно в углублениях 16а, формируя плотную посадку первого ряда 34а. Соединения "впадина-углубление" во втором ряде 35а имеют менее плотную посадку по сравнению с посадкой первого ряда 34а, т.е. диаметр 18D и/или радиус 18R второго ряда 35а в большей степени отличаются от их соответствующих диаметров 18D и/или радиусов 16R первого ряда 34а. Нужно отметить, что соединения "впадина-углубление" не должны обязательно иметь постепенный переход в другую посадку между двумя соседними рядами, но эти ряды соединений "впадина-углубление" с постепенно или последовательно менее плотной посадкой должны формироваться по длине соединительной секции 28. Например, дополнительный ряд (не показан) соединений "впадина-углубление" можно расположить между рядом 34а и 35а фиг. 4, причем этот дополнительный ряд не синфазен с первым рядом 34а, и имеет ту же посадку "впадина-углубление", что и первый ряд 34а.
Впадины 18а первого ряда 34а имеют плотную подсадку от стороны к стороне в своих соответствующих углублениях 16а первого ряда 34а, обеспечивая сплошное соединение между секцией 14а гибкой трубы и соединителем 12b, которое, по существу, не имеет осевого зазора (шатания). Впадины 18b второго ряда 35а имеют неплотную посадку в их соответствующих углублениях 16b относительно соединений первого ряда 34а. Менее плотная посадка второго ряда 35а обеспечивает возможность некоторого движения гибкой трубы 14а относительно соединителя 12b в области второго ряда 35b. За счет постепенного изменения посадки "впадина-углубление" по секции 28 соединителя, впадины каждого ряда имеют более равномерную нагрузку, чем в известных соединениях.
На фиг. 5 показано напряжение на соединении 10 согласно настоящему изобретению. Напряжение в участке 20 вблизи впадин 18 распределенное и ниже, чем в известном соединении, показанном на фиг. 2.
На фиг. 6 показано известное соединение, и на фиг. 7 показано соединение 10 с постепенно изменяющейся посадкой впадин и углублений согласно настоящему изобретению. Для сравнения на фиг. 6 и 7 используются аналогичные ссылочные обозначения.
На фиг. 6 наматываемый соединитель 12b показан соединенным с первой и второй секциями гибкой трубы 14а и 14b. Каждая секция 14а, 14b гибкой трубы соединена с соединителем 12b тремя соответствующими рядами 34а, 35а, 37а и 34b, 35b, 37b впадин 18 и углублений 16. Каждый из указанных рядов имеет, по существу, одинаковую неплотную посадку между их соответствующими впадинами 18 и углублениями 16. Когда наматываемый соединитель 12b согнут вокруг барабана или S-образного колена (не показано, но хорошо известно из уровня техники), то натяжная сторона 38 гибкой трубы 14 стремится оторваться от соединителя 12b, a сжимающая сторона 40 оказывает нагрузку на соединитель 12b. Если посадка впадины 18 с углублением 16 является неплотной, как показано на фиг. 6, то гибкая труба 14 может поворачиваться относительно соединителя 12b, в результате чего зазор 24 открывается между гибкой трубой 14 и выступом 26 вдоль натяжной стороны 38. При этом сжимающая сторона 40 создает нагрузку свыше предела текучести, в результате чего кромка соединителя 12 выгибается.
Согласно фиг. 7 используется соединение 10 согласно изобретению. В этом варианте соединение "впадина-углубление" в первом ряде 34а плотное, посадка "впадина-углубление" второго ряда 35а является менее плотной, чем в первом ряде 34а, и соединение "впадина-углубление" третьего ряда 37 является менее плотным, чем во втором ряде 35а. Имеющее постепенно изменяющуюся плотность посадки соединение 10 ограничивает или предотвращает поворот гибкой трубы 14 относительно соединителя 12b, при этом позволяя относительное движение гибкой трубы 14 относительно соединителя 12b по длине соединителя 12b. Таким образом, зазор 24 между гибкой трубой 14 и выступом 26 значительно уменьшится, если не устранится совсем, относительно известного соединения, показанного на фиг. 6. Помимо этого, значительно снижена сильная сжимающая нагрузка на выступе 26 на стороне 40 сжатия.
Путем регулирования посадки впадины 18 в заранее выполненных углублениях 16 соединителя 12b можно улучшить соединение между трубой 14 и соединителем 12b. При этом постепенно или последовательно изменяющаяся посадка, в которой первый ряд впадин обеспечивает плотную посадку, и последовательные ряды впадин вводят небольшое шатание, распределяет растягивающие усилия и сгибающие нагрузки, и это улучшает прочность соединения.
Посадку впадины 18 в углублении 16 можно регулировать за счет регулирования глубины 18D впадины 18. Измерение впадин 18, сформированных в гибкой трубе 14, удостоверяет, что посадка соответствует техническим требованиям. Если впадины будут выполнены с рекомендованной глубиной, то соединитель будет иметь требуемые характеристики.
Зная прочность впадины на основе ее измеренной глубины, можно рассчитать слабое место в колонне гибкой трубы. Слабое место создаст в колонне соединение, которое откажет в определенном ме
- 4 -
008430
стоположении и под воздействием определенного усилия. Это обстоятельство представляет собой большое преимущество, когда гибкая труба застрянет в скважине, и ее надо будет отсоединять от колонны скважинного инструмента. Путем регулирования глубины и количества впадин эквивалентной глубины можно регулировать и прогнозировать прочность каждого соединения.
Фиг. 8 показывает вдавливающий впадины инструмент 42, который использует усилие гидроцилиндра для выполнения впадин 18 с заданной глубиной 18D и поэтому с радиусом 18R. Инструмент 42 вдавливания впадин выполнен с возможностью регулирования своего хода и поэтому глубины 18D впадины. Вдавливающее усилие гидроцилиндра обеспечивается на рекомендованном уровне, гарантирующем выполнение впадины 18 в гибкой трубе 14, но его ход регулируется для обеспечения глубины 18D впадины согласно заданным техническим условиям. Поэтому регулируемую глубину вдавливания впадин можно также обеспечить подсчетом поворотов винта или путем ограничения глубины винтовым приспособлением вдавливания впадин.
Фиг. 9 показывает вариант осуществления соединителя 12 согласно настоящему изобретению, имеющего вторичное уплотнение, или барьер, 48. Соединитель 12 имеет три ряда 34, 35, 37 углублений 16. Первичное уплотнение 36 расположено на соединителе 12 между оконечностью 32 и последним рядом 37 углублений 16. Спиральный паз 44 сформирован в соединителе 12 по меньшей мере между двумя рядами впадин 16. В этом осуществлении спиральный паз 44 сформирован между первым рядом 34 и вторым рядом 35, причем первый ряд 34 является рядом плотной посадки, и второй ряд 35 является рядом неплотной посадки по сравнению с первым рядом 34. Такой уплотнительный материал 46, как уп-лотнительное кольцо, расположено внутри паза 44 и обеспечивает вторичный барьер, или уплотнение, 48 с гибкой трубой, в соединении.
За счет этого обеспечивается надежное уплотнение в очень стабильной области соединения. Местоположение спирального уплотнения 45 также обеспечивает возможность размещения первичного уплотнения 36 вблизи последнего ряда 37 впадин 18, за счет чего улучшаются характеристики уплотнения в согнутом состоянии.
Из приводимого выше подробного описания конкретных осуществлений изобретения очевидно следует, что раскрыты обладающие новизной система и способ впадинного соединения гибкой трубы. Несмотря на то, что конкретные осуществления изобретения здесь изложены с некоторой степенью подробности, это было сделано исключительно в целях описания различных признаков и особенностей изобретения, и они не должны истолковываться как ограничивающие объем изобретения. Предполагается, что в раскрываемых осуществлениях в рамках идеи и объема изобретения, определяемых в нижеследующей формуле изобретения, можно сделать различные замены, изменения и/или модификации, включая, помимо прочего, предлагаемые здесь варианты выполнения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Соединение гибкой трубы с соединителем, содержащее соединительную секцию соединителя с оконечностью, первый ряд углублений, сформированных в соединительной секции, второй ряд углублений, сформированных в соединительной секции, расположенный между первым рядом углублений и оконечностью, трубную секцию, расположенную на соединительной секции соединителя, первый ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении первого ряда, и второй ряд впадин, образованный в трубной секции, каждая из которых расположена в соответствующем углублении второго ряда, при этом впадины второго ряда имеют неплотную посадку в их соответствующих углублениях второго ряда по отношению к посадке впадин первого ряда в их соответствующих углублениях первого ряда.
2. Соединение по п.1, в котором впадины первого ряда имеют более плотную посадку в их соответствующих углублениях первого ряда по сравнению с посадкой впадин второго ряда в их соответствующих углублениях второго ряда.
3. Соединение по п.1, в котором соединитель дополнительно содержит выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.
4. Соединение по п.2, в котором соединитель дополнительно содержит выступ, и первый и второй ряды впадин расположены между выступом и оконечностью, и труба не проходит далее выступа.
5. Соединение по п.1, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.
6. Соединение по п.5, дополнительно содержащее вторичное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.
7. Соединение по п.6, в котором вторичное уплотнение выполнено спиральным.
8. Соединение по п.2, дополнительно содержащее спиральное уплотнение, сформированное между первым и вторым рядами впадин.
9. Соединение по п.8, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.
10. Соединение по п.4, дополнительно содержащее спиральное уплотнение, сформированное между
- 5 -
008430
первым и вторым рядами впадин.
11. Соединение по п.10, дополнительно содержащее первичное уплотнение, установленное между оконечностью и последним рядом впадин.
12. Соединение гибкой трубы с соединителем, содержащее множество впадин, сформированных в гибкой трубе, каждая из которых расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединителе, образуя по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", причем посадка впадин в углублениях рядов постепенно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединения.
13. Соединение по п.12, в котором соединитель имеет выступ и оконечность, и соединение между трубой и соединителем постепенно изменяется с плотной посадки вблизи выступа к неплотной посадке вблизи оконечности.
14. Соединение по п.12, дополнительно содержащее уплотнение, установленное между двумя рядами из по меньшей мере двух рядов соединений "впадина-углубление".
15. Соединение по п.12, в котором уплотнение сформировано спиральным.
16. Соединение по п.13, дополнительно содержащее первичное уплотнение, сформированное между трубой и соединителем, установленным между оконечностью и последним рядом по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".
17. Соединение по п.12, дополнительно содержащее уплотнение, установленное между двумя рядами по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".
18. Способ соединения гибкой трубы с соединителем, содержащий следующие стадии: расположение части гибкой трубы на соединительной секции соединителя;
формирование впадин в гибкой трубе таким образом, что каждая впадина расположена в соответствующем углублении, сформированном в соединительной секции, обеспечивая соединения "впадина-углубление" между гибкой трубой и соединителем;
регулировка глубины впадины таким образом, что каждая впадина проникает в соответствующее углубление, в результате чего соединение между гибкой трубой и соединителем последовательно изменяется с плотной посадки к неплотной посадке по длине соединительной секции.
19. Способ по п.18, в котором формируют по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление", каждое из которых в одном и том же ряде по меньшей мере из двух рядов имеет по существу одну и ту же посадку, что и другие соединения "впадина-углубление" в этом же ряде.
20. Способ по п.18, в котором формируют по меньшей мере два ряда соединений "впадина-углубление" и дополнительно обеспечивают уплотнение между двумя рядами по меньшей мере из двух рядов соединений "впадина-углубление".
Фиг. 1
Известный уровень техники
- 6 -
008430
22 1В ]2 14
Фиг. 2
Известный уровень техники
Фиг. 5
- 7 -
008430
Фиг. 6
Известный уровень техники
Фиг. 9
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 8 -