Передвижная установка для очистки скважинных длинномерных цилиндрических изделий

 

Установка предназначена для использования в нефтяной, газовой и химической промышленности. Установка содержит две камеры для очистки насосно-компрессорных труб и штанг, которые складываются в транспортном положении, механизмы загрузки и выгрузки изделий, средство для подачи парообразного рабочего агента и система трубопроводов для подачи конденсата рабочего агента. Позволяет улучшить эксплуатационные характеристики установки за счет сокращения потребляемой мощности и уменьшения соотношения расходуемого рабочего агента и обрабатываемой площади изделия, а за счет одновременной очистки различных скважинных длинномерных изделий при одновременном снижении трудозатрат улучшает условия труда и экологичности. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки наружной и внутренней поверхностей скважинных цилиндрических изделий от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), в частности, насосных штанг, насосно-компрессорных труб (НКТ), и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности.

Известна установка для очистки труб, содержащая камеру очистки, выполненную в виде теплоизоляционного кожуха, и средство подачи в нее рабочего агента - потока нагретого газа, создаваемого газотурбинным двигателем (см. а.с. СССР N 1738393, кл. B 08 B 5/00, от 1985 г.).

В известной установке предназначаемые к очистке трубы собирают в блок и на тележке помещают в камеру очистки. Очистку труб осуществляют путем подачи в торец блока потока нагретого газа.

Однако указанная известная установка недостаточно надежна в эксплуатации из-за ограниченного ресурса работы газотурбинного двигателя.

Кроме того, для качественной очистки труб с помощью известной установки требуется большое количество парообразного рабочего агента, а значит и большие энергозатраты.

Вместе с этим, известная установка не отвечает требованиям экологии, загрязняет окружающую среду, так как продукты сгорания нефтепродуктов при очистке выделяются в окружающую среду.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является установка для очистки длинномерных цилиндрических изделий, содержащая станину, на которой смонтирован узел очистки изделий с возможностью размещения последних в узле, средство для подачи рабочего агента, накопители с зонами загрузки и выгрузки изделий, расположенные с противоположных сторон узла очистки, рычажный механизм загрузки изделий и механизм перемещения и вращения изделий в узле очистки, связанный с механизмом выгрузки изделий, и приводы (см., например, а.с. СССР N 820924, кл. B 08 B 9/02, от 1978 г.).

Недостатком указанной известной установки является недостаточная производительность, т.к. процесс очистки различных скважинных длинномерных изделий (насосно-компрессорных труб и штанг) идет не одновременно, а последовательно.

Кроме того, у известной установки высок расход рабочего агента на единицу обрабатываемой площади изделий, что влечет за собой большие затраты потребляемой мощности, энергии на нагрев рабочего агента. В конечном итого это ухудшает эксплуатационные характеристки известной установки.

Кроме того, указанную установку невозможно выполнить в транспортном исполнении в связи с большими габаритами, поэтому все скважинные длинномерные изделия, которые необходимо очистить от АСПО, должны быть транспортированы к этой установке, что влечет за собой увеличение трудозатрат, и самое главное, при этих условиях не обеспечивается экологичность, т.к. при дополнительной транспортировке изделий к установке для очистки будет происходить загрязнение почвы около устья скважины, около установки для очистки и в месте складирования изделий нефтяными загрязнениями, стекающими с этих изделий, что создает угрозу загрязнения окружающей среды и ухудшает условия труда обслуживающего персонала.

Целью настоящего изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик установки за счет сокращения потребляемой мощности и уменьшения соотношения расходуемого рабочего агента к обрабатываемой площади изделия и за счет одновременной очистки различных скважинных длинномерных изделий, при одновременном снижении трудозатрат, улучшения условий труда и обеспечении экологичности.

Дополнительной целью является обеспечение самотека продуктов очистки.

Поставленная цель достигается тем, что в известной передвижной установке для очистки скважинных длинномерных цилиндрических изделий, включающей станину, на которой жестко смонтирован узел очистки изделий с возможностью размещения последних в узле, средство для подачи рабочего агента, механизм загрузки и выгрузки изделий в узел, новым является то, что станина выполнена в виде транспортной тележки, узел очистки изделий выполнен в виде двух камер, одна из которых предназначена для очистки насосно-компрессорных труб, другая - для очистки штанг, при этом часть станины, на которой смонтирована камера для очистки штанг, выполнена с возможностью поворота на 90^o относительно горизонтальной оси в направлении камеры для очистки НКТ, камера для очистки штанг выполнена в виде герметичного кожуха, внутри которого в верхней части вдоль кожуха размещены перфорированные трубы, а камера для очистки НКТ выполнена в виде прямоугольного каркаса с крышкой и задней торцевой стенкой, при этом дно каркаса выполнено в виде желоба, внутри камеры для очистки НКТ установлены поворотные балансирные аппарели, механизм загрузки и выгрузки штанг выполнен в виде установленного шарнирно относительно камеры для очистки штанг приемного лотка, а механизм загрузки и выгрузки НКТ выполнен в виде приемного желоба и многоленточного вертикального транспортера с захватами, при этом в качестве рабочего агента используют парообразный рабочий агент и его конденсат, а средство для подачи парообразного рабочего агента подключено к переднему торцу каркаса и к выходу перфорированных труб кожуха, под станиной установлено устройство для сбора продуктов очистки и конденсата рабочего агента, выполненное в виде двух смежных емкостей, сообщающихся между собой посредством трубопровода с задвижкой, одна из смежных емкостей для сбора продуктов очистки и конденсата соединена сливными патрубками с камерой для очистки НКТ и с камерой для очистки штанг, а в другой емкости для сбора конденсата выполнен выходной трубопровод, который связывает через задвижку вторую емкость с торцами камер для очистки НКТ и для очистки штанг.

Дно камеры для очистки НКТ и дно камеры для очистки штанг выполнено наклонным.

В настоящее время из общедоступных источников информации нам не известны передвижные установки для очистки скважинных длинномерных цилиндрических изделий предлагаемой конструкции.

Благодаря тому, что в заявляемой установке станина выполнена в виде транспортной тележки, а камера для очистки штанг выполнена с возможностью поворота на 90^o относительно горизонтальной оси в направлении камеры для очистки НКТ, обеспечивается возможность выполнить установку передвижной с небольшими габаритами, которую легко транспортировать.

Благодаря тому, что узел очистки изделий выполнен в виде двух камер, одна из которых предназначена для очистки НКТ, а другая - для очистки штанг, а к торцам этих камер подключены средство для подачи парообразного рабочего агента и выходные трубопроводы из емкости для сбора конденсата, обеспечивается очистка одновременно и штанг, и НКТ, причем и парообразным рабочим агентом, и его конденсатом, что повышает производительность установки и качество очистки, при этом сокращается расход подводимого рабочего агента.

А благодаря тому, что в качестве рабочего агента используют парообразный агент и дополнительно его конденсат, который отделяют от продуктов очистки в отдельную емкость, смежную с емкостью для сбора продуктов очистки и конденсата, обеспечивается уменьшение соотношения расходуемого рабочего агента к обрабатываемой площади изделия, а также сокращается потребляемая мощность установки, т. к., во-первых, не требуется дополнительной энергии для нагревания рабочего агента до парообразного состояния, а, во-вторых, конденсат, используемый для очистки, также не требует дополнительного нагрева, т.к. его температура будет близка к температуре кипения рабочего агента. Все это улучшает эксплуатационные характеристики установки.

А благодаря тому, что установка выполнена передвижной и имеет автономные камеры для очистки НКТ и штанг, содержащие механизмы загрузки и выгрузки в них НКТ и штанг, обеспечивается снижение трудозатрат при очистке, т.к. технология демонтажа колонны насосных труб из скважины предусматривает поочередное, последовательное, друг за другом демонтирование НКТ и штанг. А поочередная подача их в механизмы загрузки обеих камер исключает дополнительные трудозатраты на складирование изделий и их транспортировку до установки. Это также снижает время на проведение очистки. Кроме того, при такой технологии загрузки НКТ и штанг, как в предлагаемой передвижной установке, полностью исключается загрязнение территории около скважины за счет того, что с загрязненных изделий не будут стекать нефтяные загрязнения при их складировании и транспортировке. Это, ко всему прочему, позволяет улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид в рабочем положении заявляемой установки; на фиг. 2 - вид установки в транспортном положении; на фиг. 3 - схема подачи рабочего агента в установку.

Передвижная установка для очистки скважинных длинномерных цилиндрических изделий содержит станину 1, выполненную в виде транспортной тележки, на которой смонтированы камера 2 для очистки НКТ и камера 3 для очистки штанг. Часть станины 1, на которой смонтирована камера 3 для очистки штанг, выполнена с возможностью поворота на 90^o относительно горизонтальной оси в направлении камеры 2 для очистки НКТ (на фиг. 2 представлена установка в транспортном, т.е. в сложенном состоянии). Камера 3 для очистки штанг выполнена в виде герметичного кожуха, внутри которого в верхней части вдоль кожуха размещены перфорированные трубы 4. Камера 2 для очистки НКТ выполнена в виде прямоугольного каркаса с крышкой 5 и задней торцевой стенкой 6. При этом дно 7 камеры 2 выполнено в виде желоба. Внутри камеры 2 для очистки НКТ установлены поворотные балансирные аппарели 8. Механизм загрузки и выгрузки штанг выполнен в виде установленного шарнирно относительно камеры 2 для очистки штанг приемного лотка 9. А механизм загрузки и выгрузки НКТ выполнен в виде приемного желоба 10 и многоленточного вертикального транспортера 11 с захватами 12. Средство 13 для подачи парообразного рабочего агента (фиг. 3) подключено к переднему торцу камеры 2 для очистки НКТ и к выходу перфорированных труб 4 камеры 3 для очистки штанг.

Под станиной 1 установлены емкость 14 для сбора продуктов очистки и конденсата рабочего агента и смежная с ней емкость 15 (фиг. 3) для сбора конденсата рабочего агента. Камеры 2 и 3 соединены сливными патрубками 16 с емкостью 14. А в емкости 15 выполнен выходной трубопровод 17, который связывает через задвижку емкость для сбора конденсата 15 с торцами камер 2 и 3.

Установка работает следующим образом.

Установка в транспортном положении (фиг. 2) доставляется с помощью автомобиля или трактора к устью скважины. Далее переводят установку в рабочее положение. Для этого поворачивают на 90^o часть станины 1, на которой укреплена камера 3 для очистки штанг, и устанавливают ее на откидные опоры 18. Затем поднимают из скважины штанги и НКТ. При этом штанги укладывают на приемный лоток 9 и далее загружают их рядами через прокладки в камеру 3 для очистки штанг до полной загрузки ее штанги 19. Крышку 20 камеры 3 сдвигают по направляющим (на чертеже не показаны) и камеру 3 герметично закрывают.

Поднимаемые из скважины НКТ по одной штуке подают на приемный желоб 10, с которого с помощью захватов 12 вертикального транспортера 11 НКТ помещают в камеру 2 рядами на поворотные балансирные аппарели 8. Аппарели 8 являются поворотными, балансирными, имеют конструкцию, позволяющую менять угол их наклона относительно горизонта ± 5^o. После полной загрузки камеры 2 НКТ 21 аппарели 8 устанавливают горизонтально. Далее с помощью средства 13 для подачи парообразного рабочего агента (фиг. 3) последний подают в камеру 2 и камеру 3 и в течение 30 минут производят прогрев и очистку изделий. При этом часть пара конденсируется и вместе с продуктами очистки (АСПО) самотеком по наклонному желобу 7 камеры 2 и наклонному дну камеры 3, а потом по сливным патрубкам 16 поступает в емкость 14 для сбора продуктов очистки и конденсата, где происходит расслоение на АСПО (в верхней части) и конденсат (в нижней части). Горячий конденсат с помощью вакуумного насоса 22 перекачивается в смежную емкость 15 для сбора конденсата, а оттуда посредством трубопровода 17 (фиг. 3) этот конденсат подается на обмыв штанг 19 в камеру 3 через перфорированные трубы 4, и на обмыв НКТ 21 в торец камеры 2. Подачу горячего конденсата производят в течение 10 минут до полной очистки изделий от АСПО. При этом все продукты очистки сливаются в емкость 14 и далее насосом перекачиваются в бардовоз или отдельную емкость (на чертеже не показана).

После очистки производят разгрузку камер 2 и 3 от изделий. Для разгрузки НКТ 21 поворотные аппарели 8 устанавливают с наклоном к транспортеру 11 и посредством захватов 12 НКТ 21 укладываются на приемный желоб 10 и складируются около скважины или сразу опускаются в скважину. И так до полного освобождения камеры 2.

Штанги 19 выкладывают на приемный лоток и далее в скважину до полного освобождения камеры 3. При этом очищенные изделия подают поочередно в скважину для монтажа колонны.

По завершению работ установка собирается в транспортное положение (фиг. 2).

Таким образом заявляемая установка имеет высокие эксплуатационные характеристики, т.к. характеризуется высокой производительностью, небольшими энергозатратами, низким расходом рабочего агента, при обеспечении высокого качества очистки скважинных длинномерных изделий.

Конструкция передвижной установки для очистки скважинных длинномерных изделий позволяет решить ряд экологических вопросов, связанных со сбором и утилизацией АСПО, исключающих загрязнение почвы вокруг скважины.

Значительно сокращается доля ручного труда и улучшаются условия труда обслуживающего персонала.

Передвижение установки возможно транспортом по дороге с твердым и асфальтовым покрытием.

Формула изобретения

1. Передвижная установка для очистки скважинных длинномерных цилиндрических изделий, включающая станину, на которой жестко смонтирован узел для очистки изделий с возможностью размещения последних в узле, средство для подачи рабочего агента, механизм загрузки и выгрузки изделий в узел, отличающаяся тем, что станина выполнена в виде транспортной тележки, узел очистки изделий - в виде двух камер, одна из которых предназначена для очистки насосно-компрессорных труб, другая - для очистки штанг, при этом часть станины, на которой смонтирована камера для очистки штанг, выполнены с возможностью поворота на 90^o относительно горизонтальной оси в направлении камеры для очистки насосно-компрессорных труб, камера для очистки штанг выполнена в виде герметичного кожуха, внутри которого в верхней части вдоль кожуха размещены перфорированные трубы, а камера для очистки насосно-компрессорных труб выполнена в виде прямоугольного каркаса с крышкой и задней торцевой стенкой, при этом дно каркаса выполнено в виде желоба, внутри камеры для очистки насосно-компрессорных труб установлены поворотные балансирные аппарели, механизм загрузки и выгрузки штанг выполнен в виде установленного шарнирно относительно камеры для очистки штанг приемного лотка, а механизм загрузки и выгрузки насосно-компрессорных труб выполнен в виде приемного желоба и многоленточного вертикального транспортера с захватами, при этом в качестве рабочего агента используют парообразный агент и его конденсат, а средство для подачи парообразного рабочего агента подключено к переднему торцу каркаса и к выходу перфорированных труб кожуха, под станиной установлено устройство для сбора продуктов очистки и конденсата рабочего агента, выполненное в виде двух смежных емкостей, сообщающихся между собой посредством трубопровода с задвижкой, одна из смежных емкостей для сбора продуктов очистки и конденсата соединена сливными патрубками с камерой для очистки насосно компрессорных труб и с камерой для очистки штанг, а в другой емкости для сбора конденсата выполнен выходной трубопровод, который связывает через задвижки вторую емкость с торцами камер для очистки насосно-компрессорных труб и для очистки штанг.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дно камеры для очистки насосно-компрессорных труб и дно камеры для очистки штанг выполнены наклонными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3