Важно: ниже — обзор патентного описания (CN202157754U). Приведённые величины давления, нагрузки и глубины относятся к заявленным в патенте параметрам конструкции и не являются универсальными критериями приёмки LEISA или методом испытаний.
1. Технический фон и потребность
Стеклопластиковые трубопроводы применяются в нефтяной и газовой отрасли с 1950-х годов; в высоконапорных условиях они показали заметные преимущества. Развитые страны, в частности США, раньше внедрили технологию волокнисто-намотанных высоконапорных GRP труб и постепенно её распространили.
На многих месторождениях КНР долгое время опирались на стальные трубы: при воздействии коррозионных флюидов срок службы нередко оценивался порядка 3–5 лет (типовая отраслевая оценка в исходном материале). Стеклопластик за счёт коррозионной стойкости, более длительного срока службы (ориентир 15–20 лет в том же источнике) и благоприятных механических свойств рассматривается как альтернатива для скважинных трубопроводов.
При этом у высоконапорных FRP труб остаются узкие места: адгезия на границе стеклопластик–металл, нестабильность внутреннего/наружного давления, жёсткие требования к наружному диаметру относительно обсадной колонны и сложность формования. Патент предлагает конструкцию высоконапорного соединения для скважинного применения.
2. Заявленные технические особенности изобретения
Цель конструкции — высокопроизводительное, коррозионностойкое, относительно простое соединение, ориентированное на требования откачки и закачки воды в глубоких скважинах. В формуле патента указаны ориентиры:
- Несущая способность по давлению: одновременное восприятие внутреннего давления порядка 35 МПа и наружного порядка 15 МПа (как заявлено в патенте).
- Осевое растяжение: прочность порядка 600–1000 кН (как заявлено).
- Температура: применимость в среде порядка 100 °C (как заявлено).
- Коррозия: ориентация на среды с сероводородом, диоксидом углерода и т.п.
Диапазон глубин 2000–7000 м в патентном тексте — заявленный целевой конверт конструкции, а не полевые данные LEISA и не гарантия для любого изделия.
3. Техническое решение и конструкция
Основные элементы:
- Стеклопластиковый промежуточный корпус — футеровка, внутренний и наружный противофильтрационные слои и структурный слой для прочности, герметичности и непроницаемости.
- Стеклопластиковые концевые соединители — на обоих концах трубы, связанные с промежуточным корпусом.
- Закладной металлический соединитель — стальная труба, встроенная в стеклопластиковый соединитель, с соединительными выступами для повышения адгезии и стабильности.
Ключевые проблемы, которые конструкция стремится смягчить:
- Интерфейс FRP–металл: штифтообразный закладной соединитель; высокопластичная футеровка снижает разницу деформаций.
- Нестабильность внутреннего/наружного давления: усиленная герметичная футеровка против протечек при колебаниях давления.
- Жёсткость и устойчивость: оптимизация коэффициента жёсткости для высоких давления и температуры.
- Формование: непрерывная намотка для более цельного соединения стеклопластика со стальным соединителем.
4. Реализация (по описанию патента)
- Материалы: высокопрочные эпоксидные смолы, волокнистое армирование, высокопластичная футеровка.
- Намотка: CAD-оптимизация положения укладки и углов намотки для непрерывности структуры.
- Встраивание стального соединителя: прессование в форме и термоотверждение для интерфейса.
- Давление: готовые изделия проходят гидростатические и циклические усталостные испытания по программе производителя/спецификации — конкретные критерии задаёт контракт, не этот обзор.
5. Заявленные преимущества и перспектива
По сравнению с традиционными подходами патент заявляет:
- оптимизацию прочности, жёсткости, давления и температуры для глубоких скважин (откачка, закачка, изоляция и др.);
- существенный прирост коррозионной стойкости и срока службы относительно стали (в тексте — ориентир «в 4–5 раз дольше» — утверждение патентного описания, не независимое измерение LEISA);
- облегчённый монтаж за счёт оптимизации наружного диаметра под пространство обсадной колонны.
6. Потенциал развития
Технология соединения рассматривается как один из путей к более надёжным и экономичным решениям для глубоких скважин. Дальнейший прогресс материалов и производства может расширить ударостойкость, возможности мониторинга и температурный диапазон; смежные области — газотранспорт, геотермальные скважины, химические трубопроводы.
7. Заключение
Инновации конструкции и процесса в патенте направлены на узкие места высоконапорных FRP соединений в сложных условиях и на повышение надёжности скважинных стеклопластиковых НКТ. При закупках и приёмке опирайтесь на контракт, применимые стандарты и независимые испытания, а не только на патентное описание.
Источник: https://patents.google.com/patent/CN202157754U/zh
FAQ
Это стандарт или патент?
Патент на конструкцию. Он не заменяет API Spec 15HR / 15LR, ISO 14692 или региональные нормы.
Можно ли использовать цифры патента как приёмку партии?
Нет. Приёмка — по контракту и согласованным методам испытаний.
Нужны ли независимые испытания соединений?
Для высоконапорных скважинных применений независимая проверка интерфейса и давления обычно снижает информационную асимметрию между поставщиком и покупателем.
Связанные материалы:
- Глубокий разбор API 15HR
- Как оценить соответствие FRP скважинных НКТ
- Почему независимое тестирование — первые принципы
- Испытания намотанных стеклопластиковых напорных труб (FRP)
- связаться с нами
Автор: Simon Su | LEISA.COM | info@leisa.com