Устройство для очистки внутренней поверхности труб

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки эксплуатационной колонны скважины, насосно-компрессорных труб. Устройство включает полые корпуса ступеней. Каждая ступень состоит из передней части с периферийными каналами и задней части. Обе части сочленены посредством резьбового соединения, снабженного распорно-центрирующей втулкой. С передней частью корпуса первой ступени соединен кожух. Внутри полых корпусов установлен шток с открытыми продольными каналами. Втулка формирует периферийные каналы на выходе одинарных, эластичных ступенеобразных скребков. Продольные каналы расположены в соответствии с периферийными каналами полых корпусов ступеней. Переводник с отверстием под шток связывает между собой полые корпуса ступеней и выполнен в виде резьбовых пар на резьбовых соединениях с одинаковым шагом. Одна из резьбовых пар имеет резьбовое соединение различного направления и застопорена радиально расположенными по окружности штифтами, опоясанными страховочным хомутом, и затянута контргайкой с возможностью стопорения. Имеется участок схождения каналов полых корпусов ступеней и штоков, выполненный с изгибом. Шток расположен с возможностью осевого перемещения. В каналах корпусов ступеней расположены одинарные, эластичные стержнеобразные скребки, скрепленные со штоком тыльными концами. В каждой ступени между амортизатором и одинарными, эластичными скребками на их участке изгиба расположены толкатели. Устройство включает компенсатор износа одинарных, эластичных стержнеобразных скребков, установленный с возможностью взаимодействия со штоком. Одинарные, эластичные стержнеобразные скребки распределены по ступеням поочередно по окружности штока. Повышается эффективность очистки и производительность. 6 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки эксплуатационной колонны скважины, насосно-компрессорных труб (НКТ) и т.п.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб (патент RU 2179626), которое включает полые корпуса ступеней, каждый из которых состоит из передней части с периферийными каналами и задней части, сочлененных посредством резьбового соединения, снабженного распорно-центрирующей втулкой, формирующей периферийные каналы на выходе одинарных эластичных стержнеобразных скребков, кожух, соединенный с передней частью корпуса первой ступени, установленный внутри полых корпусов ступеней шток с открытыми продольными каналами, расположенными в соответствии с периферийными каналами полых корпусов ступеней, расположен с возможностью осевого перемещения, полый под шток переводник, связывающий между собой полые корпуса ступеней, выполненный с изгибом участок схождения каналов полых корпусов ступеней и штока, расположенные в каналах последних одинарные эластичные стержнеобразные скребки со скрепленными со штоком тыльными концами, толкатели, расположенные в каждой ступени между амортизатором и одинарными эластичными стержнеобразными скребками на их участке изгиба с возможностью взаимодействия с последними, и компенсатор износа одинарных эластичных стержнеобразных скребков, установленный с возможностью взаимодействия со штоком.

Опыт эксплуатации скребковых фрез с одинарно расположенными скребками показывает на то, что они более чувствительны к рельефу очищаемой поверхности (менее склонны к заеданию), по сроку службы также превосходят своих аналогов с пучковым расположением скребков, т.к. площадь поперечного сечения одинарного скребка не уступает этому показателю прототипа при одинаковом диаметре штока, в котором расположены скребки.

Тандемное расположение однородных устройств приводит к увеличению длины изделия в целом относительно количеству рабочих скребков, что напрямую связано с дополнительным возрастанием величины продольной подачи изделия, а значит, и технологической линии очистки, т.е. производственной площади.

Техническая задача заключается в обеспечении компактности устройства, повышении эффективности и производительности очистки.

Для достижения поставленной цели одинарные эластичные стержнеобразные скребки распределены по ступеням поочередно по окружности штока, полый под шток переводник, связывающий между собой полые корпуса ступеней, выполнен в виде резьбовых пар на резьбовых соединениях с одинаковым шагом, причем одна из резьбовых пар имеет резьбовое соединение различного направления и застопорена радиально расположенными по окружности штифтами, опоясанными страховочным хомутом и затянута контргайкой с возможностью стопорения.

На фиг. 1 изображен продольный разрез по линии А-А на фиг.2, по одну сторону плоскости К-К, по другую сторону от нее - разрез, повернутый на угол α по линии Б-Б на фиг.3; на фиг.2 - вынесенное сечение из фиг.1; на фиг.3 - вынесенное сечение из фиг.1; на фиг.4 - вид по стрелке В на фиг.1; на фиг.5 - разрез по линии Д-Д на фиг.4; на фиг.6 - выносной элемент I на фиг.3.

Устройство (фиг.1) выполнено в двухступенчатом варианте, где по одну сторону от плоскости К-К расположена первая ступень Б-Б, а по другую сторону К-К расположена последующая (вторая) ступень А-А. Полый корпус каждой ступени состоит из передней 1 и задней 2 частей на резьбовом разъеме 3. В передней части 1 полого корпуса выполнены периферийные каналы 4 (фиг.1, 2, 3), предназначенные для облегчения сборки и размещения рабочих концов 5 эластичных стержнеобразных скребков 6 (фиг.1, 2). Внутри полых корпусов расположен с возможностью осевого перемещения шток 7, снабженный продольными открытыми каналами 8 под одинарные скребки 6 (фиг.2) с зафиксированными со штоком 7 тыльными концами (не показаны). Скребки 6 распределены по ступеням поочередно по окружности штока 7.

Участки схождения 9 (фиг.1) каналов 8 на штоке 7 с периферийными каналами 4 в передней части 1 полого корпуса выполнены с плавным переходом, в соответствии с профилем рабочих торцов тыльной части 2 полого корпуса, с одной стороны, и толкателей 10 - с другой. Один конец толкателя 10 выполнен в виде пластины толщиной в соответствии с шириной каналов на штоке и передней части 1 полого корпуса, а другой представляет из себя разрезное кольцо 11, контактирующее с амортизатором 12 (фиг.1), рабочее усилие которого устанавливается за счет его высоты или регулировочным кольцом 13 при установке кожуха 14.

На участках резьбового разъема 3 установлены распорно-центрирующие втулки 15, служащие как центрирующий элемент, удерживая в себе разрезной резьбовой конец передней части 1, и как распорная деталь, определяющая дистанцию между частями 1, 2 полого корпуса (фиг.1). Для усиления жесткости на конце 15 предусмотрен кольцевой выступ 16, а для предотвращения проворота кольцо 15 снабжено шпонкой 17, расположенной в одной из канавок 4 соответствующей ширины.

Полые корпуса 1 расположенных друг за другом ступеней связаны между собой посредством полого под шток 7 переводника 18 на резьбовых соединениях с одинаковым шагом. Например, одна из этих резьбовых пар 19 выполнена с различным, левым направлением в то время, когда все остальные аналогичные по функциональным признакам резьбовые соединения являются нормальными (с правым направленим), и направление вращения устройства соответствует направлению при затягивании этих резьб, а резьба 19 при этом подвержена на отворот. Для исключения этого отворота резьбовое соединение 19 застопорено радиально расположенными по окружности штифтами 20 (фиг. 5, 6), опоясанными страховочным хомутом 21, расположенным в кольцевой канавке 22 (фиг.4) передней части 1 полого корпуса. Концы страховочного хомута 21 скреплены посредством болта 23, для стопорения которого использован свободный конец 24 хомута 21 путем загиба его за одну из шести граней головки болта 23. Натяг в резьбовом соединении 19 (фиг.1) создан за счет контргайки 25 (фиг.4) со стопорной шайбой 26, напоминающей по сути своей стандартную шайбу с отогнутым язычком 27 (фиг.1), расположенным в соответствующей канавке 28 переводника 18. Напротив одной из канавок 29 стопорная шайба 26 загибается до положения 30 (фиг.1, 4), что обеспечивает стопорение контргайки 25 от проворота.

Устройство работает следующим образом. Расположенная на рольгангах (не указана) очищаемая труба 31 фиксируется прижимом (не показан) от проворота и осевого перемещения. Устройство вводится в очищаемую трубу 31, включаются приводы компенсации износа скребков с исполнительным органом, подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения и осевой подачи устройства (не показаны) в последовательности из перечисления. Таким образом, устройство входит в режим очистки, при котором скребки 8 со своими рабочими концами постоянно прижимаются к очищаемой поверхности трубы 31, испытывая непрерывный износ по всему поперечному сечению. По мере износа скребков 5 (фиг.1) шток 7 также непрерывно перемещается по оси под действием исполнительного органа привода компенсации износа скребков, "проталкивая" скребки через периферийные каналы 4, и попадает в кожух 14.

В процессе работы скребки первой ступени по мере износа ориентируются на очистку слоя, расположенного на меньшем диаметре, т.е. подвергаясь более интенсивному износу, автоматически подстраиваются на свой посильный режим. Последующая, вторая ступень устройства при этом снимает оставшийся слой, подлежащий очистке, причем работа ступеней происходит в синхронном режиме, согласованно, дополняя друг друга. Каждый из толкателей 10 с амортизатором 12 настроен на работу с отдельным (одинарным) скребком 5, расположенным в своем индивидуальном канале 8 (фиг.1), что положительно отражается на чувствительности устройства, на его работе в плавном (без рывков) режиме, а это означает повышение качества очистки и производительности, связанной с увеличением числа скребков за счет многоступенчатого варианта исполнения и уменьшения хода продольной подачи устройства.

В процессе очистки образовавшиеся продукты промываются промывочно-охлаждающей жидкостью и попадают в отстойник (не показан), установленный в другом конце очищаемой трубы 31. После очистки отключаются приводы компенсации износа скребков, подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения и осевой подачи устройства. Устройство в ускоренном режиме извлекается из очищенной трубы, которая впоследствии освобождается от прижима и отводится по рольгангам на следующий участок технологической линии.

Устройство находится в работе до полного использования 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 чувствительности к рельефу очищаемой поверхности. Первоначальное расположение скребков в продольных каналах штока позволяет иметь значительный запас рабочей длины скребков на компенсацию их износа при малых габаритах устройства по диаметру.

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности труб, включающее полые корпуса ступеней, каждый из которых состоит из передней части с периферийными каналами и задней части, сочлененных посредством резьбового соединения, снабженного распорно-центрирующей втулкой, формирующей периферийные каналы на выходе одинарных эластичных стержнеобразных скребков, кожух, соединенный с передней частью корпуса первой ступени, установленный внутри полых корпусов ступеней шток с открытыми продольными каналами, расположенными в соответствии с периферийными каналами полых корпусов ступеней, расположен с возможностью осевого перемещения, полый под шток переводник, связывающий между собой полые корпуса ступеней, выполненный с изгибом участок схождения каналов полых корпусов ступеней и штока, расположенные в каналах последних одинарные эластичные стержнеобразные скребки со скрепленными со штоком тыльными концами, толкатели, расположенные в каждой ступени между амортизатором и одинарными эластичными стержнеобразными скребками на их участке изгиба с возможностью взаимодействия с последними, и компенсатор износа одинарных эластичных стержнеобразных скребков, установленный с возможностью взаимодействия со штоком, отличающееся тем, что одинарные эластичные стержнеобразные скребки распределены по ступеням поочередно по окружности штока, полый под шток переводник, связывающий между собой полые корпуса ступеней, выполнен в виде резьбовых пар на резьбовых соединениях с одинаковым шагом, причем одна из резьбовых пар имеет резьбовое соединение различного направления и застопорена радиально расположенными по окружности штифтами, опоясанными страховочным хомутом и затянута контргайкой с возможностью стопорения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6