Скребок автоматический

 

Изобретение относится к области для непрерывной очистки внутренней поверхности насосных труб от отложений парафина и мехпримесей при эксплуатации нефтяных скважин фонтанным и газлифтным способами, погружными электроцентробежными насосными установками и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Скребок содержит корпус с ножами и уплотнительным элементом, размещенный в корпусе с зазором толкатель, образованный втулкой, направляющей и упором, снабженным заглушкой и установленным с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом, в котором корпус и толкатель выполнены с возможностью периодической фиксации относительного взаимного расположения. Для обеспечения очистки полости труб с различной производительностью и физическими свойствами добываемой жидкости в заглушке выполнено отверстие или в заглушке выполнено отверстие и имеется пробка, выполненная с возможностью перекрытия этого отверстия. Скребок обеспечивает надежную непрерывную автоматическую очистку внутренней полости труб действующих нефтяных скважин. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике для очистки внутренней поверхности насосных труб от отложений парафина и мехпримесей при эксплуатации скважин фонтанным и газлифтным способами, погружными электроцентробежными насосными установками и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен скребок автоматический (аналог-см. патент США № 3912007, кл. 166-175, 14.10.75), содержащий стопоры, толкатель и корпус с ножами, причем корпус совместно с толкателем имеет возможность перемещаться относительно колонны насосных штанг.

Недостатком этого скребка является громоздкость конструкции, соизмеримая с длиной насосных труб, полость которых надо очищать от отложений. Например, чтобы обеспечить очистку полости насосных труб длиной 1000 метров (что, как правило, на практике и необходимо), данная конструкция должна иметь длину более 1000 метров.

Основным недостатком данной конструкции является невозможность автоматической очистки полости насосных труб при эксплуатации скважин фонтанным и газлифтным способами, погружными электроцентробежными насосными установками, т.к. очистка возможна лишь при обеспечении принудительного (от автономного привода) возвратно-поступательного или поступательного движения насосных штанг. В принципе, данное решение можно использовать при эксплуатации скважин лишь штанговыми глубиннонасосными установками, причем с хорошей эффективностью.

Известен скребок автоматический (прототип-см. патент РФ № 2140337, кл. B 08 В 9/00, 27.10.99), содержащий корпус с ножами и уплотнительным элементом, размещенный в корпусе с зазором толкатель, образованный втулкой, направляющей и упором, снабженным заглушкой и установленным с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом.

Недостатком этого скребка является низкая работоспособность при большой производительности скважины и высокой вязкости добываемой жидкости.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - надежная непрерывная автоматическая очистка внутренней полости насосных труб действующих нефтяных скважин, эксплуатируемых фонтанным, газлифтным способами или электроцентробежными насосными установками, с различной производительностью и физическими свойствами добываемой жидкости.

Указанный результат достигается тем, что в предложенном скребке автоматическом, содержащем корпус с ножами и уплотнительным элементом, размещенный в корпусе с зазором толкатель, образованный втулкой, направляющей и упором, снабженным заглушкой и установленным с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом, в заглушке выполнено отверстие, а корпус и толкатель выполнены с возможностью периодической фиксации относительного взаимного расположения. Корпус может содержать пробку, выполненную с возможностью перекрытия отверстия заглушки. Ножи целесообразно расположить несимметрично. Сечение отверстия в заглушке целесообразно выполнить переменным.

На чертеже изображена компоновка скребка автоматического.

Скребок автоматический состоит из корпуса 1, образованного втулками 2, 3 и спиральными ножами 4, и толкателя 5, образованного втулкой 6, упором 7 и связывающей их направляющей 8. Упор 7 толкателя 5 снабжен заглушкой 9 с отверстием 10. Толкатель 5 снабжен пробкой 11, выполненной с возможностью перекрытия отверстия 10 заглушки 9, и фиксатором 12, выполненным с возможностью взаимодействия с корпусом 1. Размеры отверстия, сечение которого целесообразно выполнить переменным, и необходимость оснащения скребка пробкой 11 (пробка 11 может быть сбивной) определяют расчетным или опытным способом в зависимости от производительности скважины и физических параметров добываемой жидкости. На втулке 3 корпуса закреплен уплотнительный элемент 13, взаимодействующий с внутренней поверхностью насосных труб.

Работа скребка происходит следующим образом. При положении скребка, как показано на чертеже, скребок представляет собой поршень и выталкивается вверх потоком нефти по колонне насосных труб. При этом в результате взаимодействия спиральных ножей 4 с потоком и с внутренней поверхностью насосных труб скребок, кроме того, приводится во вращательное движение, накапливая кинетическую энергию, и очищает полость труб от парафиновых и других отложений. Так, двигаясь вверх, скребок доходит до ограничителя хода (например, лубрикаторной задвижки - на чертеже не показана). При контакте втулки 6 с ограничителем хода толкатель 5 останавливается, а корпус 1 продолжает движение вверх, выводя из взаимодействия втулку 3 с уплотнительным элементом 13 и упор 7, а при наличии пробки 11 последняя выходит из отверстия 10 - клапан, образованный последними, открывается, обеспечивая возможность беспрепятственного прохождения добываемой жидкости в выкидную линию. Далее скребок под действием собственного веса опускается по колонне вниз до контакта с нижним ограничителем хода (на чертеже не показан), установленным в нижней части насосных труб на заданной глубине, соответствующей началу интервала парафиноотложения. При контакте упора 7 с нижним ограничителем хода толкатель 5 останавливается, а корпус 1 по инерции продолжает движение вниз, опускаясь, приводит во взаимодействие втулку 3 с упором 7, фиксируя их относительное взаимное расположение фиксатором 12 и образуя поршень, а при наличии пробки 11 - одновременное перекрытие отверстия 10. Далее циклы повторяются в той же последовательности.

При необходимости скребок может быть извлечен из скважины через лубрикатор.

Применение изобретения исключает возможность образования парафиновых пробок в полости насосных труб скважин, эксплуатируемых фонтанным и газлифтным способами, погружными электроцентробежными насосными установками, исключает ручной труд по их очистке, а также позволяет повысить наработку УЭЦН на отказ ориентировочно в 2 раза за счет исключения дополнительного гидравлического сопротивления по преодолению сужения сечения НКТ в результате исключения отложения парафина.

На день составления настоящего описания произведены промышленные испытания трех опытных скребков. Испытания показали принципиально хорошую работоспособность разработки.

Применение изобретения позволит сэкономить не менее 100 тысяч рублей в год на одной скважине.

Формула изобретения

1. Скребок автоматический, содержащий корпус с ножами и уплотнительным элементом, размещенный в корпусе с зазором толкатель, образованный втулкой, направляющей и упором, снабженным заглушкой и установленным с возможностью взаимодействия с уплотнительным элементом, в котором корпус и толкатель выполнены с возможностью периодической фиксации относительного взаимного расположения, при этом для обеспечения очистки полости труб с различной производительностью и физическими свойствами добываемой жидкости в заглушке выполнено отверстие или в заглушке выполнено отверстие и имеется пробка, выполненная с возможностью перекрытия этого отверстия.

2. Скребок автоматический по п.1, в котором ножи расположены несимметрично.

РИСУНКИРисунок 1