Соединитель гибкой насосно-компрессорной трубы и способ его изготовления

008791 Изобретение относится к соединителю гибкой насосно-компрессорной трубы и способу изготовления такого соединителя. Соединители гибких насосно-компрессорных труб используются для соединения гибких насоснокомпрессорных труб с инструментом или с одним концом спусковой колонны. При бурении нефтяных скважин и при выполнении других операций в скважинах оператор использует гибкие насосно-компрессорные трубы для подъема и опускания инструментов в скважину. Оператор прикрепляет инструмент/спусковую колонну к одному концу катушки гибкой насосно-компрессорной трубы. При разматывании гибкой насосно-компрессорной трубы оператор может вводить инструмент/спусковую колонну в требуемое место в скважине. При извлечении гибкой насосно-компрессорной трубы оператор может извлекать инструмент/спусковую колонну из скважины. На соединитель для гибкой насосно-компрессорной трубы внутри скважины могут воздействовать существенное напряжение, сила сжатия и крутящий момент. Соединитель не должен разъединяться в этих условиях. Известен тип соединителя для гибкой насосно-компрессорной трубы, который представляет собой так называемый "внешний скользящий" соединитель. В соединителе этого типа используется компоновка так называемых "оплетенных" скользящих соединителей, которые захватывают гибкую насосно-компрессорную трубу в результате заклинивания. При повышении напряженности сила захвата увеличивается. Каждый оплетенный скользящий соединитель соединен с гибкой насосно-компрессорной трубой через набор зубьев. Способность удержания соединителя связана с "захватом" зубьями гибкой насоснокомпрессорной трубы. Оплетенные скользящие соединители выполняют закаленными для обеспечения захвата зубьями гибкой насосно-компрессорной трубы. Это исключает возможность использования внешнего скользящего соединителя в определенных агрессивных средах. Форма, подгонка и размер плетения определяют внешний диаметр соединителя. Внешние скользящие соединители могут быть дорогостоящими, и для их производства требуется значительное время. Кроме того, производственные допуски влияют на рабочие характеристики. Второй известный тип соединителя гибких насосно-компрессорных труб представляет собой так называемый соединитель с "внешними выемками". Соединитель этого типа соединяется с гибкой насосно-компрессорной трубой с использованием последовательности установочных винтов, которые входят в зацепление с заранее сформированными выемками на внешней поверхности стенки насосно-компрессорной трубы. Выемки формируют с использованием инструмента. Инструмент наносит зазубрины в положениях, соответствующих установочным винтам на соединителе. Прочность этого соединителя ограничена пределом прочности на сдвиг установочных винтов. Для подготовки гибкой насосно-компрессорной трубы требуется использовать специальный инструмент. Вследствие этого подготовка и установка соединителя занимают значительное время. Внутренний диаметр гибкой насосно-компрессорной трубы существенно уменьшается в области соединителя. Кроме того, внешний диаметр соединителя определяется формой и размером установочных винтов. Использование такого соединителя в определенных средах ограничено из-за материалов, из которых изготовлен соединитель. Другой известный тип соединителя гибкой насосно-компрессорной трубы представляет собой так называемый "накатываемый" соединитель. Соединитель такого типа включает резьбовой участок, на котором образовано множество заранее сформированных каналов. Соединитель закрепляют во внутреннем отверстии гибкой насосно-компрессорной трубы через резьбовой участок. Оператор закрепляет соединитель на гибкой насосно-компрессорной трубе в результате обжима насосно-компрессорной трубы по заранее сформированным каналам с использованием обжимного инструмента. Недостаток такой компоновки состоит в том, что внутренний диаметр соединителя меньше, чем у гибкой насосно-компрессорной трубы. Накатываемый соединитель также трудно снимать с гибкой насосно-компрессорной трубы."Внутренний скользящий" соединитель представляет собой другой тип известного соединителя гибкой насосно-компрессорной трубы. Оператор закрепляет соединитель этого типа во внутреннем отверстии гибкой насосно-компрессорной трубы, используя множество клиновидных плашек. Внутреннее отверстие такого соединителя существенно меньше, чем у гибкой насосно-компрессорной трубы. Другой тип известного соединителя гибкой насосно-компрессорной трубы представляет собой соединитель на "выемках". Соединитель этого типа прикрепляют на гибкой насосно-компрессорной трубе через участок соединителя, который имеет расположенные на некотором расстоянии друг от друга выемки на его внешней поверхности. Оператор закрепляет соединитель на гибкой насосно-компрессорной трубе посредст-1 008791 вом обжима насосно-компрессорной трубы на заранее сформированной выемке, используя обжимной инструмент. Внутреннее отверстие соединителя поэтому меньше, чем внутреннее отверстие гибкой насоснокомпрессорной трубы. Кроме того, соединитель на выемках иногда трудно снять с гибкой насосно-компрессорной трубы. Задача изобретения заключается в устранении вышеуказанных проблем. Поставленная задача решается посредством соединителя для гибкой насосно-компрессорной трубы,который содержит первую полую втулку, содержащую внутренний участок с выемкой и соединительный участок, расположенный рядом с первым концом втулки; по меньшей мере один изогнутый сегмент, при этом каждый из указанных сегментов образует выпуклость, продолжающуюся радиально от внутренней его поверхности; и вторую полую втулку, содержащую соединительный участок, расположенный рядом с первым ее торцом,причем первая втулка выполнена подвижной на внешней поверхности вдоль длины размотанной гибкой насосно-компрессорной трубы; каждый из указанных выступов выполнен с возможностью соединения с соответствующей, продолжающейся вдоль окружности выемкой гибкой насосно-компрессорной трубы; вторая втулка установлена с возможностью движения по внешней поверхности гибкой насоснокомпрессорной трубы; и соединительный участок первой втулки выполнен с возможностью соединения с соединительным участком второй втулки, причем при использовании каждый из указанных изогнутых сегментов удерживается в пределах внутреннего участка выемки первой втулки, поддерживая соединение каждого указанного продолжающегося радиально выступа в продолжающейся радиально выемке гибкой насосно-компрессорной трубы. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения во второй втулке выполнен внутренний буртик, причем внутренний буртик упирается в первый торец гибкой насосно-компрессорной трубы. Соответствующие стороны каждого изогнутого сегмента предпочтительно могут упираться в первый торец второй втулки и во внутренний буртик первой втулки, предотвращая осевое движение соединенных втулок па отношению к каждому изогнутому сегменту. Предпочтительно на соединительном участке первой втулки выполнена винтовая резьба и на соединительном участке второй втулки выполнена взаимодополняющая винтовая резьба. Предпочтительно вторая втулка имеет второй торец и на втором торце выполнен резьбовой участок,который обеспечивает возможность соединения инструмента или спусковой колонны с соединителем. Вторая втулка имеет второй торец, причем второй торец образует компоновку, которая, по существу, аналогична первому торцу, причем два аналогичных торца обеспечивают возможность соединения в линию двух отрезков гибкой насосно-компрессорной трубы. Поставленная задача также решается посредством способа изготовления соединителя для гибкой насосно-компрессорной трубы, в котором:(a) формируют по меньшей мере одну продолжающуюся вдоль окружности выемку на внешней поверхности отрезка размотанной гибкой насосно-компрессорной трубы;(b) устанавливают первую полую втулку с возможностью движения так, чтобы она окружала гибкую насосно-компрессорную трубу;(c) устанавливают один или более изогнутых сегментов разрезного кольца на внешней поверхности гибкой насосно-компрессорной трубы, при этом выступы, продолжающиеся радиально от внутренней поверхности по меньшей мере одного изогнутого сегмента, соединяются с продолжающейся вдоль окружности выемкой;(d) устанавливают вторую полую втулку с возможностью движения, при этом она окружает гибкую насосно-компрессорную трубу; и(e) соединяют первую и вторую втулку вместе, при этом удерживают каждый изогнутый сегмент между ними, поддерживая, таким образом, соединение каждого радиально продолжающегося выступа с продолжающейся вдоль окружности выемкой, и фиксируют первую и вторую втулки для исключения их движения по отношению к гибкой насосно-компрессорной трубе. В предпочтительном варианте выполнения способа на этапе (е) выполняют упор каждого изогнутого сегмента в первый торец второй втулки и внутренний буртик, образованный первой втулкой, при этом предотвращают осевое движение соединенных втулок по отношению к каждому изогнутому сегменту. Предпочтительно на этапе (d) выполняют упор внутреннего буртика, образованного второй втулкой, в первый торец гибкой насосно-компрессорной трубы. Для установки соединителя гибкой насосно-компрессорной трубы согласно изобретению требуется использовать только доступный инструмент, что позволяет его быстро и просто использовать. Дополнительное преимущество изобретения состоит в том, что соединитель гибкой насосно-комп-2 008791 рессорной трубы обеспечивает требуемую прочность гибкой насосно-компрессорной трубы и не зависит от соединения зубьев для удержания. Другое преимущество изобретения состоит в том, что соединитель гибкой насосно-компрессорной трубы можно изготовить из материала, соответствующего для конкретной (например, на дне скважины) окружающей среды и который является недорогостоящим в производстве. Соединитель гибкой насосно-компрессорной трубы пригоден для повторного использования. Еще одно преимущество изобретения состоит в создании простого, быстрого способа изготовления соединителя для гибкой насосно-компрессорной трубы. Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено: фиг. 1 - частичный разрез отрезка известной гибкой насосно-компрессорной трубы, размотанной с барабана; фиг. 2 - частичный разрез первой втулки в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения, установленной на гибкой насосно-компрессорной трубе, представленной на фиг. 1; фиг. 3 - вид в перспективе разрезного кольца в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения; фиг. 4 - частичный разрез компоновки, представленной на фиг. 2, включающей разрезное кольцо в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения; фиг. 5 - частичный разрез первой втулки, разрезного кольца и второй втулки в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения, включающий гибкую насосно-компрессорную трубу, показанную на фиг. 1; фиг. 6 - частичный разрез соединителя гибкой насосно-компрессорной трубы в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения. На фиг. 1 показана известная полая гибкая насосно-компрессорная труба, которая обозначена ссылочной позицией 10, предназначенная для использования в нефтяных и газовых скважинах. Гибкая насосно-компрессорная труба 10 обычно выполнена из углеродистой стали, устойчивых к коррозии сплавов или титана и включает на внешней поверхности продолжающуюся вдоль окружности выемку 11,расположенную рядом с первым торцом 12. В предпочтительном варианте выполнения выемка 11 продолжается по всей окружности гибкой насосно-компрессорной трубы 10. Также возможны другие варианты выполнения (не показаны на чертежах), на которых выемка или множество выемок продолжаются только по части окружности насосно-компрессорной трубы. На фиг. 2-6 показан предпочтительный вариант выполнения соединителя гибкой насосно-компрессорной трубы, который обозначен, в целом, ссылочной позицией 50 (фиг. 6). Соединитель 50 содержит первую втулку 20, которая выполнена с возможностью скольжения по внешней поверхности гибкой насосно-компрессорной трубы 10. Первая втулка 20 имеет участок 21 внутренней выемки (фиг. 2) и соединительный участок 22 на первом ее торце 26. Соединитель 50 также включает два изогнутых сегмента 31, 32. На фиг. 3 показан предпочтительный вариант выполнения, в котором два изогнутых сегмента 31, 32 образуют разрезное кольцо 30. Каждый изогнутый сегмент 31, 32 имеет выступ 33, продолжающийся радиально от его внутренней поверхности. Каждый выступ 33 соединяется с продолжающейся вдоль окружности выемкой 11 на гибкой насосно-компрессорной трубе 10 (фиг. 4). Можно использовать большее или меньшее количество сегментов. Кроме того, не все сегменты обязательно включают радиально продолжающиеся выступы. Соединитель 50 также содержит вторую втулку 40, которая может скользить по внешней поверхности гибкой насосно-компрессорной трубы 10 (фиг. 5). Вторая втулка 40 имеет соединительный участок 41, расположенный рядом с первым ее торцом 42. Соединительный участок 22 первой втулки 20 соединяется с соединительным участком 41 второй втулки 40. Соединение первой и второй втулок 20, 40 вместе (фиг. 6) удерживает два изогнутых сегмента 31, 32 внутри участка 21 внутренней выемки первой втулки 20. Это, в свою очередь, поддерживает соединение продолжающихся радиально выступов 33 с продолжающейся по окружности выемкой 11 гибкой насосно-компрессорной трубы 10. Соединительные участки 22, 41 каждой из первой втулки 20 и второй втулки 40 образуют винтовую резьбу 24, 43. Винтовая резьба 43 второй втулки 40 взаимно соответствует винтовой резьбе 24 первой втулки 20. Это позволяет надежно соединять вместе первую и вторую втулки 20, 40. Это также упрощает съем соединителя 50 с гибкой насосно-компрессорной трубы 10, что, таким образом, позволяет повторно использовать соединитель 50. Таким образом, соединитель 50 закрепляют на гибкой насосно-компрессорной трубе 10. Вторая втулка 40 имеет внутренний буртик 43 (фиг. 5). При использовании буртик 44 упирается в первый торец 12 гибкой насосно-компрессорной трубы 10. Это позволяет прикладывать к торцу 12 гибкой насосно-компрессорной трубы 10 осевую нагрузку на второй втулке 40, по мере ее перемещения в скважину. Это снимает осевую нагрузку с разрезного кольца 30 и выемки 11, увеличивая, таким образом,усталостную долговечность соединителя 50. Соответствующие кромки 34, 36 изогнутых сегментов 31, 32 упираются в первый торец 42 второй-3 008791 втулки 40 и внутренний буртик 23 первой втулки 20. Это исключает осевое движение соединенных втулок 20, 40 по отношению к изогнутым сегментам 31, 32. Такая компоновка также помогает продлить усталостную долговечность соединителя 50. Второй торец 46 второй втулки 40 образует резьбовой участок 47 (фиг. 6). Этот участок 47 позволяет присоединять инструмент или спусковую колонну к соединителю 50. В качестве альтернативы, второй торец 46 второй втулки 40 образует компоновку (не показана на чертежах), по существу, аналогичную первому торцу второй втулки 40. Два аналогичных торца обеспечивают возможность соединения в линию двух отрезков гибких насосно-компрессорных труб. Предпочтительный способ изготовления соединителя 50 гибкой насосно-компрессорной трубы по фиг. 6 содержит следующие этапы: формование продолжающейся вдоль окружности выемки 11 на внешней поверхности отрезка размотанной гибкой насосно-компрессорной трубы 10; установку со скольжением первой втулки 20 на гибкую насосно-компрессорную трубу 10 через первый ее торец 12(как показано на фиг. 2); установку двух изогнутых сегментов 31, 32, которые образуют разрезное кольцо 30, на внешней поверхности гибкой насосно-компрессорной трубы 10, так чтобы выступ 33, продолжающийся радиально от внутренней поверхности каждого изогнутого сегмента 31, 32, соединился с продолжающейся вдоль окружности выемкой 11 (как показано на фиг. 4); установку со скольжением второй втулки 40 на гибкую насосно-компрессорную трубу 10 через первый ее торец 12, обеспечение упора внутреннего буртика 44, образованного второй втулкой 40, в первый торец 12 гибкой насоснокомпрессорной трубы 10; и соединение первой и второй втулок 20, 40 вместе для удержания двух изогнутых сегментов 31, 32 между ними с поддерживанием, таким образом, соединения каждого продолжающегося радиально выступа 33 с продолжающейся вдоль окружности выемкой 11. Оператор может использовать модифицированный резак гибкой насосно-компрессорной трубы для формирования продолжающейся вдоль окружности выемки 11. Модификация резака включает замену режущего лезвия колесом, имеющим поперечное сечение, соответствующее форме требуемой выемки. Предпочтительным является то, что способ также содержит этап упора двух изогнутых сегментов 31,32 в первый торец 42 второй втулки 40 и внутренний буртик 23, образованный первой втулкой 20. Это исключает осевое движение соединенных втулок 20, 40 по отношению к двум изогнутым сегментам 31, 32. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Соединитель для гибкой насосно-компрессорной трубы, содержащий первую полую втулку, содержащую внутренний участок с выемкой и соединительный участок, расположенный рядом с первым концом втулки; по меньшей мере один изогнутый сегмент, при этом каждый из указанных сегментов образует выпуклость, продолжающуюся радиально от внутренней его поверхности; и вторую полую втулку, содержащую соединительный участок, расположенный рядом с первым ее торцом, причем первая втулка выполнена подвижной на внешней поверхности вдоль длины размотанной гибкой насоснокомпрессорной трубы; и каждый из указанных выступов выполнен с возможностью соединения с соответствующей, продолжающейся вдоль окружности выемкой гибкой насосно-компрессорной трубы; при этом вторая втулка установлена с возможностью движения по внешней поверхности гибкой насоснокомпрессорной трубы; а соединительный участок первой втулки выполнен с возможностью соединения с соединительным участком второй втулки, причем при использовании каждый из указанных изогнутых сегментов удерживается в пределах внутреннего участка выемки первой втулки, поддерживая соединение каждого указанного продолжающегося радиально выступа в продолжающейся радиально выемке гибкой насосно-компрессорной трубы. 2. Соединитель по п.1, в котором во второй втулке выполнен внутренний буртик, причем внутренний буртик упирается в первый торец гибкой насосно-компрессорной трубы. 3. Соединитель по п.1, в котором соответствующие стороны каждого изогнутого сегмента упираются в первый торец второй втулки и во внутренний буртик первой втулки, предотвращая осевое движение соединенных втулок по отношению к каждому изогнутому сегменту. 4. Соединитель по п.1, в котором на соединительном участке первой втулки выполнена винтовая резьба, а на соединительном участке второй втулки выполнена взаимодополняющая винтовая резьба. 5. Соединитель по п.1, в котором вторая втулка имеет второй торец и на втором торце выполнен резьбовой участок, который обеспечивает возможность соединения инструмента или спусковой колонны с соединителем гибкой насосно-компрессорной трубы. 6. Соединитель по п.1, в котором вторая втулка имеет второй торец, причем второй торец образует компоновку, которая, по существу, аналогична первому торцу, причем два аналогичных торца обеспечивают возможность соединения в линию двух отрезков гибкой насосно-компрессорной трубы. 7. Способ изготовления соединителя для гибкой насосно-компрессорной трубы, в котором:(a) формируют по меньшей мере одну продолжающуюся вдоль окружности выемку на внешней поверхности отрезка размотанной гибкой насосно-компрессорной трубы;(b) устанавливают первую полую втулку с возможностью движения так, чтобы она окружала гибкую насосно-компрессорную трубу;(c) устанавливают один или более изогнутых сегментов разрезного кольца на внешней поверхности гибкой насосно-компрессорной трубы, при этом выступы, продолжающиеся радиально от внутренней поверхности по меньшей мере одного изогнутого сегмента, соединяются с продолжающейся вдоль окружности выемкой;(d) устанавливают вторую полую втулку с возможностью движения так, чтобы она окружала гибкую насосно-компрессорную трубу; и(e) соединяют первую и вторую втулки вместе, при этом удерживают каждый изогнутый сегмент между ними, поддерживая, таким образом, соединение каждого радиально продолжающегося выступа с продолжающейся вдоль окружности выемкой, и фиксируют первую и вторую втулки для исключения их движения по отношению к гибкой насосно-компрессорной трубе. 8. Способ по п.7, в котором на этапе (е) выполняют упор каждого изогнутого сегмента в первый торец второй втулки и внутренний буртик, образованный первой втулкой, при этом предотвращают осевое движение соединенных втулок по отношению к каждому изогнутому сегменту. 9. Способ по п.7, в котором на этапе (d) выполняют упор внутреннего буртика, образованного второй втулкой, в первый торец гибкой насосно-компрессорной трубы.