Устройство для очистки внутренней поверхности труб

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для очистки стенок скважины и внутренней поверхности труб. Полый корпус имеет периферийные каналы. В полом корпусе соосно установлен полый шток с продольными каналами. Эластичные скребки расположены в продольных каналах. Одни концы скребков закреплены на штоке, другие, рабочие, пропущены через периферийные каналы. Имеются толкатели, амортизатор и компенсатор износа. В устройстве на участке схождения каналов штока и полого корпуса предусмотрен резьбовой разъем. На передней части резьбового разъема выполнены пазы. Разъем снабжен распорно-центрирующей втулкой. Втулка зафиксирована от проворота и формирует периферийный канал на выходе скребка. Устройство обеспечивает качественно новую технологию очистки внутренней поверхности труб путем высокопроизводительного снятия более твердых слоев в режиме работы с незначительным вылетом рабочего конца скребков при непрерывной компенсации их износа и повышенной их чувствительности к рельефу очищаемой поверхности. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки стенок скважины и внутренней поверхности труб.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб по патенту Российской Федерации RU 2082873, которое включает полый корпус с периферийными каналами, установленный концентрично в полом корпусе шток с возможностью осевого перемещения. В периферийных каналах полого корпуса и каналах штока размещены эластичные стержнеобразные скребки. Устройство снабжено толкателями, амортизатором, установленными в полом корпусе, и компенсатором износа скребков, выполненным с возможностью взаимодействия со штоком. Каналы на штоке выполнены открытыми, продольными, расположены в соответствии с периферийными каналами полого корпуса и имеют выполненные с изгибом участки схождения с последними. Эластичные стержнеобразные скребки тыльными концами жестко связаны со штоком и на участке перехода штока в полый корпус установлены с изгибом, повторяющим изгиб участков схождения. Толкателя установлены с возможностью взаимодействия с эластичными стержнеобразными скребками и с амортизатором. Рабочие концы эластичных стержнеобразных скребков на выходе из периферийных каналов полого корпуса расположены друг к другу и формируют линию, соответствующую форме периферийного канала полого корпуса в поперечном сечении.

Для нормальной работы устройства по заложенному принципу необходимо наличие в полом корпусе периферийного канала с изгибом, выполнение которого на базе известных технологий машиностроения невозможно или по крайней мере затруднительно.

Целью настоящего изобретения является обеспечение технологичности изготовления устройства.

Поставленная цель достигается тем, что на участке схождения каналов штока и полого корпуса в последнем предусмотрен резьбовой разъем, на передней части резьбового разъема выполнены пазы, совпадающие с периферийными каналами полого корпуса, причем резьбовой разъем снабжен распорно-центрирующий втулкой, зафиксированной от поворота относительно передней части резьбового разъема и формирующей периферийный канал на выходе скребков.

На фиг 1 изображен продольный разрез устройства по линии Б-Б на фиг. 2, на фиг. 2 - разрез по линии А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез по линии В-В на фиг. 1.

Устройство включает полый корпус, состоящий из передней 1 и тыльной 2 частей, снабженных резьбовым разъемом 3 (фиг. 1). В передней части 1 полого корпуса выполнены периферийные каналы 4 (фиг. 3). Внутри полого корпуса расположен соосно с последним шток 5 с возможностью осевого перемещения. На штоке 5 выполнены открытые продольные каналы 6, расположенные по окружности в соответствии с периферийными каналами 4. Участки схождения каналов 6 на штоке 5 с периферийными каналами 4 выполнены с плавным изгибом 7 в соответствии с профилем переднего торца тыльной части 2 полого корпуса.

Эластичные стержнеобразные скребки 8 расположены в каналах 6 штока 5, периферийных каналах 4 полого корпуса, а на участке перехода 7 расположены с изгибом, повторяющим изгиб канала на этом участке. Тыльные концы скребков 8 жестко связаны со штоком механическим способом, расположив Г-образные их концы по бокам в кольцевом пространстве 10. Тыльный конец штока 5 снабжен уплотнительными кольцами 11, которые предотвращают прямое попадание различного мусора в зону штока с наборами скребков, что обеспечивает нормальное осевое перемещение штока без заеданий. Тот же тыльный конец штока 5 соединен с исполнительным органом 12 привода компенсации износа скребков 8 в виде гидро- или пневмоцилиндра, шток которого (не указаны) находится во взаимодействии с исполнительным органом 12 через опору вращения (не указана), установленную на тыльном конце приводного вала 13.

На резьбовом конце передней части 1 полого корпуса выполнены проходные пазы, совпадающие с ее периферийными каналами 4. Между передней 1 и тыльной 2 частями полого корпуса установлена распорно-центрирующая втулка 15, которая служит как центрирующий элемент, удерживая в себе разрезной резьбовой конец передней части 1, и как распорная деталь, определяющая дистанцию между частями 1, 2 полого корпуса на резьбовом разъеме 3. На тыльном конце втулки 15 предусмотрены выступы 16 в виде шпонки, расположенные на соответствующих участках пазов 14, благодаря чему обеспечивается фиксация втулки 15 от проворота относительно передней части 1 резьбового разъема полого корпуса. В зоне контактирования со скребками 8 на их выходе из периферийных каналов 4 втулка 15 формирует частично или полностью или каналы, в конкретном случае (фиг. 1) с тыльной стороны.

Детали 1, 15 можно и объединить, выполнив переднюю часть 1 без разрезов 14, выступов 16, с замкнутыми в поперечном сечении периферийными каналами 4. Однако, тогда появляются трудности в выполнении каналов 4 и заправке в них скребков.

На участке изгиба 7 скребков с их передней стороны расположены толкатели 17 с возможностью взаимодействия со скребками 8, а с другой стороны с амортизатором 18, требуемый эффект амортизации которого задается путем подбора высоты регулировочного кольца 19, установленного между передней частью 1 полого корпуса и кожухом 20. В рабочей зоне передняя часть 1 корпуса снабжена открытыми каналами 21 (фиг. 3), выполненными с учетом условий очистки.

Что касается резьбового разъема, то он может быть исполнен и в обратном порядке, т. е. с наружной резьбой в передней части 1 и внутренней резьбой в тыльной части 2 полого корпуса. При этом в аналогичных разрезах 14 передней части корпуса пришлось бы расположить зафиксированные съемные шпонки с аналогичным участком схождения 7. Однако, такой вариант исполнения устройства не технологичен в изготовлении, сборке и теряет надежность из-за недостаточной жесткости распорного элемента 15 уже в укороченном исполнении и т.д.

Устройство работает следующим образом. Расположенная на рольгангах (не указаны) очищаемая труба 21 фиксируется прижимом (не показан) от проворота и осевого перемещения. Устройство вводится в очищаемую трубку 21, включаются приводы компенсации износа скребков, подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения и осевой подачи устройства (не показаны) в последовательности их перечисления. Таким образом, устройство входит в режим очистки, при котором скребки 8 со своими рабочими концами постоянно поджимаются к очищаемой поверхности трубы 21, испытывая непрерывный износ по всему поперечному сечению. По мере износа скребков шток 5 также непрерывно перемещается по оси под действием исполнительного органа 12 привода компенсации износа скребков, "проталкивая" скребки через периферийные каналы 4. Каждый из толкателей 17 независимо друг от друга, находясь под воздействием усилия со стороны очищаемой поверхности, передаваемого через концы скребков, совершает некоторое возвратно-поступательное движение благодаря амортизатору 18, как бы копируя рельеф очищаемой поверхности, в результате чего достигается плавный режим работы, без рывков, устройства с выполнением требований к очищенной поверхности.

В процессе очистки продукты очистки промываются промывочно-охлаждающей жидкостью и попадают в отстойник (не указан), установленный в другом конце очищаемой трубы 21.

После очистки отключаются приводы компенсации износа скребков, подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения и осевой подачи устройства. Устройство извлекается в ускоренном режиме из очищенной трубы, которая впоследствии освобождается от прижима и отводится по рольгангам на следующий участок технологической линии.

Устройство находится в работе до полного использования полезной рабочей длины скребков, после чего последние заменяются на новые.

Устройство обеспечивает качественно новую технологию очистки внутренней поверхности труб, путем высокопроизводительного снятия более твердых слоев в режиме работы с незначительным вылетом рабочего конца скребков при непрерывной компенсации их износа и повышенной их чувствительности к рельефу очищаемой поверхности.

Первоначальное расположение скребков в продольных каналах штока позволяет иметь значительный запас рабочей длины скребков на компенсацию из износа при малых габаритах устройства по диаметру.

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности труб, включающее полый корпус с периферийными каналами, установленный концентрично в полом корпусе с возможностью осевого перемещения шток с открытыми продольными каналами, расположенными в соответствии с периферийными каналами полого корпуса, выполненный с изгибом участок схождения каналов полого корпуса и штока, расположенные в каналах последних эластичные стержнеобразные скребки со скрепленными с штоком тыльными концами, толкатели, амортизатор и выполненный с возможностью взаимодействия с штоком компенсатор износа скребков, при этом толкатели установлены на участке схождения каналов с передней стороны скребков с возможностью взаимодействия с последними с одной стороны и амортизатором - с другой, а рабочие концы скребков на выходе из периферийных каналов полого корпуса расположены друг к другу и формируют линию, соответствующую форме периферийного канала в поперечном сечении, отличающееся тем, что на участке схождения каналов штока и полого корпуса в последнем предусмотрен резьбовой разъем, на передней части резьбового разъема выполнены пазы, совпадающие с периферийными каналами полого корпуса, причем резьбовой разъем снабжен распорно-центрирующей втулкой, зафиксированной от проворота относительно передней части резьбового разъема и формирующей периферийный канал на выходе скребков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3