Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы



Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы
Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы

 


Владельцы патента RU 2498049:

Александров Виктор Егорович (RU)
Александров Андрей Викторович (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для очистки от асфальтосмолопарафиновых отложений насосно-компрессорных труб. Устройство содержит соединенные между собой по общей продольной осевой раздвижные скребки верхний 1 и нижний 2 и утяжелитель 3. Скребки 1, 2 содержат корпус 5 в виде пластин, которые соединены между собой с разворотом одна относительно другой. На обеих плоскостях пластин 5 неподвижно закреплены по паре шарниров 6, 7 и 8, 9 на одной и той же стороне относительно продольной оси корпуса, на одинаковом расстоянии от нее и на одинаковом расстоянии друг от друга. На шарнирах 6, 7 и 8, 9, посредством пазов 12, 13 и 14, 15, закреплены вытянутые вдоль продольной оси корпуса 5 подвижные пластины 10, 11. На торцах пластин 10, 11 жестко закреплены резаки 16 и 17 в виде плоской рамки в форме параллелограмма. Наружные боковые кромки рамки резаков 16, 17 являются рабочими с двусторонней заточкой. В пространстве резаки скребков перекрывают друг друга. Корпус утяжелителя 3 выполнен протяженным со сквозным отверстием 20 по продольной оси. Калибровочный поясок 4 и присоединительный шарнирный элемент 19 нижнего скребка имеют осевое отверстие, полностью совпадающее с сквозным осевым отверстием в корпусе утяжелителя. Повышается качество очистки и надежности работы устройства. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в устройствах для очистки от асфальтосмолопарафиновых отложений внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ).

Наиболее близким к предлагаемому является скребок для очистки внутренних поверхностей труб от парафинистых и других отложений (РФ, заявка №95107062, 27.04.1997, Е21В 37/02). Устройство содержит, один или более, раздвижные скребки, соединенные между собой по продольной осевой, соединенные верхним скребком с узлом присоединения к тяговому органу, а нижним - с направляющим стабилизатором. Каждый скребок содержит корпус в виде пластины, которые соединены с общей продольной осевой под углом друг к другу. На каждой пластине корпуса скребка на обеих сторонах неподвижно закреплены по два шарнира на расстоянии друг от друга. Каждый шарнир крепит подвижный элемент, посредством паза, выполненного в нем под углом к продольной оси корпуса скребка, способного плоскопараллельно перемещаться вдоль паза. Подвижные элементы оснащены изогнутыми ножами. Нижние кромки изогнутых ножей заточены так, что при движении скребка в запарафиненную скважину сдвигают подвижные элементы с изогнутыми ножами по пазам вверх, образуя между ножами расстояние, примерно равное диаметру направляющего стабилизатора. Верхние кромки изогнутых ножей имеют такой скос, который при движении скребка вверх раздвигает подвижные элементы с ножами по пазам вниз, образуя необходимый размер для очистки внутренней поверхности трубы от парафина.

Основной недостаток устройства состоит в том, что конструкция скребка обеспечивает очистку внутренней поверхности НКТ только при подъеме устройства. При этом, поскольку резак, по сути, является продолжением подвижной пластины, то при подъеме он работает на отрыв, что снижает надежность конструкции. Кроме того, выполнение резаков в форме плоских ножей и перемещение их плоско-параллельно обеспечивает только рыхление отложений, что снижает качество очистки внутренней поверхности НКТ.

Кроме того, так же, как и в предыдущем аналоге, при спуске против газо-жидкостного потока, рабочий конец утяжелителя испытывает нагрузку, противодействующую его продвижению вниз, что, может привести к зависанию его на твердых отложениях и снижает надежность устройства.

Из вышеизложенного следует, что выявленное в процессе патентного поиска устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы при осуществлении не обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки и в повышении надежности устройства.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания устройства для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качества очистки и в повышении надежности устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом устройстве для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, содержащем, раздвижные скребки, не менее двух, соединенные между собой по продольной осевой, соединенные верхним скребком с узлом присоединения к тяговому органу, а нижним - с утяжелителем, при этом каждый скребок содержит корпус в виде пластины, которые соединены между собой с разворотом одна относительно другой с образованием общей продольной осевой, а на обеих плоскостях пластин неподвижно закреплены по паре шарниров на расстоянии друг от друга, кроме того, корпус утяжелителя выполнен протяженным, а на нижнем конце корпуса утяжелителя жестко закреплен калибровочный поясок, диаметр которого превышает поперечный размер корпуса утяжелителя, при этом корпусы скребков, корпус утяжелителя и узел присоединения к гибкому тяговому органу имеют общую продольную ось, новым является то, что парные шарниры установлены на обеих плоскостях каждой пластины корпуса на одной и той же стороне относительно продольной оси корпуса, на одинаковом расстоянии от нее и на одинаковом расстоянии друг от друга, кроме того на парных шарнирах на каждой плоскости пластины корпуса скребка закреплена, вытянутая вдоль продольной оси корпуса, подвижная пластина, которая закреплена на шарнирах посредством пазов, выполненных на ее верхнем и нижнем конце под одинаковыми углами к продольной оси корпуса скребка, при этом на торцах подвижных пластин, обращенных в сторону внутренней поверхности очищаемой трубы, жестко закреплены резаки в виде плоской рамки в форме параллелограмма, выпуклой в направлении стенки очищаемой трубы и ориентированной одной из диагоналей параллельно продольной оси корпуса, наружные боковые кромки которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку, причем в пространстве резаки верхних скребков перекрывают нижние, при этом, паз на подвижной пластине имеет длину, обеспечивающую начальный раскрыв скребков при движении вниз, превышающий диаметр калибровочного пояска утяжелителя, а при движении вверх - обеспечивающую раскрыв скребка, близкий к внутреннему диаметру очищаемой трубы, кроме того, корпус утяжелителя выполнен со сквозным отверстием по продольной оси, при этом калибровочный поясок выполнен в форме усеченного конуса с отверстием в центре, полностью совпадающим с отверстием в корпусе утяжелителя, причем пластина корпуса нижнего скребка свободным концом соединена с верхним концом утяжелителя шарнирно, не закрывая выхода сквозного отверстия, выполненного в корпусе утяжелителя.

Кроме того, корпус утяжелителя выполнен из стальной трубы; корпус утяжелителя выполнен из стальной трубы, имеющей в сечении или круг, или овал, или многоугольник; корпус утяжелителя в верхней части снабжен втулкой резьбовой; рамка резака ориентирована параллельно продольной оси корпуса большей диагональю; присоединительный шарнирный элемент свободного конца пластины корпуса нижнего скребка имеет осевое отверстие, полностью совпадающее с сквозным осевым отверстием в корпусе утяжелителя, и соединен с корпусом утяжелителя резьбовым соединением.

Технический результат достигается следующим образом. Признаки формулы изобретения: «Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, содержащее раздвижные скребки, не менее двух, соединенные между собой по продольной осевой, соединенные верхним скребком с узлом присоединения к тяговому органу, а нижним - с утяжелителем, при этом каждый скребок содержит корпус в виде пластины, которые соединены между собой с разворотом одна относительно другой с образованием общей продольной осевой, а на обеих плоскостях пластин неподвижно закреплены по паре шарниров на расстоянии друг от друга, кроме того, корпус утяжелителя выполнен протяженным, а на нижнем конце корпуса утяжелителя жестко закреплен калибровочный поясок, диаметр которого превышает поперечный размер корпуса утяжелителя, при этом корпусы скребков, корпус утяжелителя и узел присоединения к гибкому тяговому органу имеют общую продольную ось,…» являются неотъемлемой частью заявленного устройства и обеспечивают его работоспособность, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата, заключающегося в повышении качества очистки и в повышении надежности устройства.

Поскольку для закрепления подвижной пластины с резаками парные шарниры неподвижно установлены на обеих плоскостях каждой пластины корпуса на одной и той же стороне относительно продольной оси корпуса, на одинаковом расстоянии от нее и на одинаковом расстоянии друг от друга, то пространственно парные шарниры установлены симметрично относительно продольной оси пластины корпуса скребка. В результате, закрепленные пазами на парных шарнирах подвижные пластины и резаки, закрепленные на торцах подвижных пластин, обращенных в сторону внутренней поверхности очищаемой трубы, также закреплены симметрично относительно продольной оси пластины корпуса скребка. Кроме того, корпусы скребков, корпус утяжелителя и узел присоединения к гибкому тяговому органу имеют общую продольную ось, что, в совокупности с предлагаемой установкой парных шарниров и креплением подвижных пластин и резаков, уравновешивает конструкцию заявленного устройства относительно его продольной оси. Это позволяет спускать и поднимать устройство строго по центру, что повышает качество очистки и повышает надежность устройства. При этом соединение пластины корпуса нижнего скребка свободным концом с верхним концом утяжелителя шарнирно снижает вероятность застревания устройства в отложениях, что повышает надежность устройства.

В заявленном устройстве резаки закреплены на торцах подвижных пластин, обращенных в сторону внутренней поверхности очищаемой трубы. Подвижность пластин обеспечивает закрепление их на парных шарнирах посредством пазов, выполненных на верхнем и нижнем конце пластины под одинаковыми углами к продольной оси корпуса скребка. Учитывая, что парные шарниры установлены на обеих плоскостях каждой пластины корпуса на одной и той же стороне относительно продольной оси корпуса, на одинаковом расстоянии от нее и на одинаковом расстоянии друг от друга, подвижная пластина, а, следовательно, и закрепленный на ней резак, имеют возможность перемещения в вертикальной плоскости от продольной оси корпуса скребка в сторону внутренней поверхности НКТ и обратно параллельно продольной оси корпуса скребка. Во время спуска устройства пазы подвижной пластины упираются в шарниры нижним концом, прижимая пластину в направлении к продольной оси корпуса, а при подъеме пазы упираются в шарниры верхним концом, отодвигая пластину в противоположную сторону. При спуске, благодаря тому, что пазы подвижной пластины упираются в шарниры нижним концом, формируется усилие, удерживающее скребок в раскрытом состоянии, сохраняя тем самым начальный размер раскрыва скребка, что обеспечивает возможность срезания резаком отложений при движении вниз. При этом степень свободы перемещения пластины ограничена длиной паза. Это позволяет использовать длину паза для установки рабочего расстояния резака скребка до внутренней поверхности НКТ, а именно: паз на подвижной пластине имеет длину, обеспечивающую начальный раскрыв скребков при движении вниз, превышающий диаметр калибровочного пояска утяжелителя, а при движении вверх - обеспечивающую раскрыв скребка, близкий к внутреннему диаметру очищаемой трубы. В результате заявленное устройство выполняет очистку НКТ от отложений как при спуске, так и при подъеме устройства, что повышает качество очистки.

Возможность использования неподвижно закрепленного шарнира в совокупности с выбором размера и угла наклона подвижной пластины для фиксации начального размера раскрыва скребков не требует введения в заявленное устройство специальных средств для удержания начального раскрыва скребка, что упрощает заявленное устройство и повышает его надежность.

Выбирая угол наклона и длину паза можно варьировать диаметром раскрыва скребков, что позволяет изготавливать устройство для очистки труб различного диаметра в широком диапазоне. При этом диаметр раскрыва скребка при движении вверх выбирают в соответствии с внутренним диаметром очищаемой трубы, а диаметр раскрыва скребка при движении вниз фиксирован, несколько превышает диаметр калибровочного пояска на утяжелителе и выбирается из условия обеспечения срезания отложений при движении вниз с учетом минимально возможной толщины отложений. Это обеспечивает повышение качества очистки.

Благодаря тому, что подвижная пластина вытянута вдоль продольной оси пластины корпуса скребка и закреплена на ней верхним и нижним концами, т.е. в двух крайних точках, при этом угол наклона пазов к продольной оси корпуса скребков одинаков, это исключает перекосы при смещении подвижной пластины, т.е. обеспечивает ее строго плоско-параллельное перемещение. В результате подвижная пластина обеспечивает пружинящий эффект при перемещении скребков в процессе срезания отложений и надежный и равномерный прижим скребков к внутренней поверхности НКТ при срезании отложений. При этом при продвижении по отложениям резаки смещаются в пространстве всей плоскостью, без рывков, что повышает качество очистки и снижает вероятность выхода резаков из строя, повышая надежность устройства.

Благодаря тому, что пазы на подвижной пластине выполнены наклонными, при перемещении резака как на спуск, так и на подъем, подвижная пластина, упираясь пазами в шарниры, всегда удерживает резак на оптимальном расстоянии от очищаемой поверхности НКТ, одновременно формируя требуемое усилие реза, что повышает качество очистки. При этом закрепление подвижной пластины в двух точках позволяет распределить усилия реза между двумя упорами (между двумя шарнирами), что снижает нагрузку на шарниры при резании и повышает надежность устройства.

В заявленном устройстве каждый резак в скребке имеет самостоятельное крепление и не зависит от пространственного положения парного скребка. В результате резаки скребков работают самостоятельно, независимо друг от друга, с производительностью, соответствующей на их пути толщине отложения. Это особенно важно при спуске, так как улучшает условия продвижения скребка вниз, снижает вероятность застревания устройства. В результате повышается как качество очистки, так и надежность устройства.

В заявленном устройстве резаки скребков представляют собой плоскую рамку в форме параллелограмма, выпуклую в направлении стенки очищаемой трубы и ориентированную одной из диагоналей параллельно продольной оси корпуса. При этом наружные боковые кромки рамки являются рабочими и имеют двустороннюю заточку. Оптимальный вариант, обеспечивающий оптимальный угол резания отложений, это ориентация рамки резака параллельно продольной оси корпуса большей диагональю. Предлагаемая форма резака выполняет срезание отложений клином, подобно вспахиванию, отваливая срезанные отложения в обе стороны от резака. Поскольку резаки в пространстве перекрывают друг друга, то срез выполняется одновременно по всей поверхности. При этом срезание отложений выполняют как при спуске, так и при подъеме устройства. В результате часть срезанных отложений выносится вверх при движении скребка вниз, а другая - при движении вверх, что снижает нагрузку на скребок, повышает надежность работы устройства, повышает качество очистки.

Как отмечалось выше, при движении утяжелителя вниз газожидкостная среда НКТ создает впереди него давление, препятствующее продвижению. Выполнение внутри корпуса утяжелителя сквозного отверстия, соосного с продольной осью его корпуса, формирует дополнительный канал для выхода вверх газо-жидкостной среды. Наличие в корпусе утяжелителя дополнительного канала для выхода вверх газожидкостной среды снижает давление на рабочий конец утяжелителя со стороны газо-жидкостной среды в НКТ. В результате снижается вероятность застревания утяжелителя в отложениях, а, следовательно, и всего устройства в НКТ, что снижает вероятность подброса скребка и повышает надежность устройства.

Присоединительный шарнирный элемент свободного конца пластины корпуса нижнего скребка имеет осевое отверстие, полностью совпадающее с сквозным осевым отверстием в корпусе утяжелителя. Выполнение калибровочного пояска со сквозным осевым отверстием, полностью совпадающими с отверстием в корпусе утяжелителя, а также присоединение пластины корпуса нижнего скребка свободным концом к верхнему концу утяжелителя шарнирно, не закрывая выхода сквозного отверстия, выполненного в корпусе утяжелителя, сохраняет сквозной проход газо-жидкостной среды через канал, сформированный внутри корпуса утяжелителя. Благодаря малому диаметру осевого отверстия, скорость газо-жидкостного потока через осевое отверстие значительно превышает скорость выноса отложений потоком, движущимся вдоль стен НКТ. Причем, поскольку отверстие выполнено сквозным и осевым, то, выходя из корпуса утяжелителя, газо-жидкостной поток смывает отложения со скребков снизу, снижая вероятность скопления срезанных отложений в режущих элементах скребка, а также дополнительно разбивает срезанные отложения, находящиеся в свободном пространстве на более мелкие фракции. В результате повышается качество очистки и улучшаются условия выноса срезанных отложений из НКТ.

Как показали испытания, оптимальным является соотношение между максимальным диаметром корпуса утяжелителя (Д1) и диаметром (Д2) сквозного осевого отверстия: Д2/Д1=1/2. При этом при снижении веса утяжелителя на 20% из-за выполнения сквозного осевого отверстия сила сопротивления встречного потока снижается на 60%.

Присоединительный шарнирный элемент свободного конца пластины корпуса нижнего скребка соединен с корпусом утяжелителя резьбовым соединением, что обеспечивает оперативную смену скребков на другие конструктивные размеры как по мере очистки НКТ, так и при переходе на другую скважину. При этом сборка сводится к простому прикручиванию скребков к верхнему концу груза. В результате, имея набор скребков, различных по диаметру, можно оперативно изменять диаметр обработки отложений в НКТ, что особенно важно при переходе со скважины в 2,5 дюйма на двухдюймовую скважину, либо на сильно запарафиненную скважину, либо просто при переходе на другую скважину. В результате обеспечивается мобильность и универсальность заявленного устройства, повышается надежность устройства.

Выполнение корпуса утяжелителя из стальной трубы позволяет использовать свойства стали для получения улучшенных эксплуатационных характеристик утяжелителя путем выбора сорта стали, обладающей стойкостью к агрессивным средам, коррозионной стойкостью. Кроме того корпус утяжелителя может быть выполнен из стальной трубы, имеющей в сечении или круг, или овал, или многоугольник. В результате улучшаются эксплуатационные свойства устройства и повышается его надежность.

Таким образом, из выше изложенного следует, что заявленное устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки и в повышении надежности устройства.

На фиг.1 изображено заявленное устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы с двумя раздвижными скребками; на фиг.2 - повернутое на 90°, с вертикальным разрезом утяжелителя с калибровочным пояском и шарнирным присоединительным элементом.

Заявленное устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы содержит соединенные между собой по общей продольной осевой раздвижные скребки верхний 1 и нижний 2 и утяжелитель 3, на рабочем конце которого выполнен калибровочный поясок 4. Каждый скребок 1, 2 содержит корпус 5 в виде пластины, которые соединены между собой с разворотом одна относительно другой на 90° с образованием общей продольной осевой.

Поскольку скребки выполнены одинаково, то при дальнейшем описании устройства использованы видимые части верхнего скребка и видимые части нижнего скребка, повернутого на 90° (фиг.2). На обеих плоскостях пластин 5 неподвижно закреплены по паре шарниров 6, 7 и 8, 9. Парные шарниры 6-9 установлены на обеих плоскостях каждой пластины корпуса на одной и той же стороне относительно продольной оси корпуса, на одинаковом расстоянии от нее и на одинаковом расстоянии друг от друга. На парных шарнирах 6, 7 и 8, 9 на каждой плоскости пластины 5 корпуса скребков 1, 2 закреплена, вытянутая вдоль продольной оси корпуса 5, подвижная пластина 10, 11, которая закреплена на шарнирах 6, 7 и 8, 9 посредством пазов 12, 13 и 14, 15 соответственно, выполненных на верхнем и нижнем конце пластин 10, 11 под одинаковыми углами к продольной оси корпуса 5 скребков 1, 2. На торцах подвижных пластин 10, 11, обращенных в сторону внутренней поверхности очищаемой трубы, жестко закреплены резаки 16 и 17 соответственно, в виде плоской рамки в форме параллелограмма, выпуклой в направлении стенки очищаемой трубы и ориентированной одной из диагоналей параллельно продольной оси корпуса 5. В оптимальном варианте рамка резака ориентирована параллельно продольной оси корпуса большей диагональю. Наружные боковые кромки рамки резаков 16, 17 являются рабочими и имеют двустороннюю заточку. В пространстве резаки верхнего скребка перекрывают нижние. Паз 12 (13-15) на подвижной пластине 10 (11) имеет длину, обеспечивающую начальный раскрыв скребков 1, 2 при движении вниз, превышающий диаметр калибровочного пояска 4 утяжелителя 3, а при движении вверх - обеспечивающую раскрыв скребков 1, 2, близкий к внутреннему диаметру очищаемой трубы. Корпус утяжелителя 3 выполнен протяженным. Диаметр калибровочного пояска превышает поперечный размер корпуса утяжелителя 3. Верхний скребок 1 свободным концом соединен с узлом присоединения 18 к тяговому органу (не показан). Нижний скребок 2 свободным концом соединен посредством присоединительного шарнирного элемента 19 с верхним концом утяжелителя 3. Корпусы 5 скребков 1, 2, корпус утяжелителя 3 и узел присоединения к гибкому тяговому органу 18 имеют общую продольную ось. Корпус утяжелителя 3 выполнен со сквозным отверстием 20 по продольной оси. Калибровочный поясок 4 выполнен в форме усеченного конуса с отверстием в центре, полностью совпадающим с отверстием в корпусе утяжелителя. Присоединительный шарнирный элемент 19 имеет осевое отверстие, полностью совпадающее с сквозным осевым отверстием в корпусе утяжелителя, и соединен с корпусом утяжелителя резьбовым соединением, для чего корпус утяжелителя 3 в верхней части снабжен втулкой резьбовой 21.

Устройство выполняют из стали, которая должна быть коррозионностойкой, а так же стойкой к кислотам и щелочам.

Корпус утяжелителя 3 может быть выполнен из стальной трубы, имеющей в сечении или круг, или овал, или многоугольник.

Вес утяжелителя выбирают или исходя из характеристик скважины или в расчете на высокодебитную скважину, имеющую высокое давление (а следовательно, и высокую скорость движения,) движущейся в ней жидкости. Длину корпуса утяжелителя выбирают исходя из того, чтобы устройство вместе со скребками и узлом присоединения к гибкому тяговому органу входило в лубрикатор.

Опыт показал, что для максимального поперечного размера корпуса утяжелителя, равного 38 мм, оптимальными являются диаметр калибровочного пояска 40 мм, диаметр сквозного осевого отверстия внутри корпуса утяжелителя 20 мм.

Скребки собирают в заводских условиях. Корпуса скребков соединяют между собой сваркой.

Соединение верхнего скребка с узлом присоединения к тяговому органу и закрепление резаков на торцах подвижных пластин, а также присоединение калибровочного пояска к корпусу утяжелителя выполняют сваркой.

Замену скребков выполняют простым выкручиванием из втулок резьбовых одних скребков и вкручиванием на их место других скребков, с последующим контрением шайбой Гровера или шплинтованием.

Заявленное устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы работает следующим образом.

Устройство в собранном виде вводят в лубрикатор. Затем открывают задвижку лубрикатора и вводят устройство в очищаемую НКТ.

Первым в НКТ входит калибровочный поясок 4 утяжелителя 3, который боковыми рабочими кромками, несколько выходящими за поперечный размер утяжелителя, врезается в отложения, рыхлит их, обеспечивая свободный проход для утяжелителя.

Далее в работу вступают резаки 16, 17 нижнего 2, а затем и верхнего 1 скребков. При этом при спуске подвижные пластины 10, 11, упираясь нижними концами пазов в шарниры 6, 7, фиксируют диаметр раскрыва скребков 1, 2 при движении вниз несколько превышающим диаметр калибровочного пояска 4 на утяжелителе 3, удерживая резаки 16, 17 скребков 1, 2 на оптимальном расстоянии от очищаемой поверхности НКТ и одновременно формируя требуемое усилие реза. При движении вниз скребки 1, 2 выполняет черновой срез отложений со стенок НКТ, работая по типу клина и «отваливая» срезанные отложения в стороны. При этом, поскольку пластина 5 корпуса нижнего скребка 2 соединена свободным концом с верхним концом утяжелителя 3 шарнирно, то утяжелитель 3 плавно тянет за собой оба скребка, снижая вероятность застревания устройства в отложениях.

Срезанные отложения уносит вверх встречный газо-жидкостной поток вдоль протяженного корпуса, дополнительно кроша их о торцы подвижных пластин 10, 11 и резаков 16, 17. Кроме того, газожидкостной поток проходит сквозь осевое отверстие 20 в утяжелителе 3. Поскольку скорость газо-жидкостного потока через осевое отверстие 20 утяжелителя 3 значительно превышает скорость выноса отложений потоком, движущимся вдоль стен НКТ, то газо-жидкостной поток, вырываясь из корпуса утяжелителя 3 из сквозного отверстия 20 смывает отложения со скребков 1, 2 снизу, снижая вероятность скопления срезанных отложений в режущих элементах скребков, а также дополнительно разбивает срезанные отложения, находящиеся в свободном пространстве на более мелкие фракции.

При подъеме вверх раскрыв скребков близок к внутреннему диаметру очищаемой трубы.

При подъеме устройства вверх скребки выполняют окончательную зачистку стенок НКТ. Срезанные отложения аналогично предыдущему уносятся вверх встречным газо-жидкостным потоком жидкости, движущимся в НКТ и через сквозное осевое отверстие 20 в корпусе утяжелителя 3.

Каждый резак 16, 17 в скребке 1 (2), имея самостоятельное крепление, не зависит от пространственного положения парного скребка. В результате резаки 16, 17 скребков 1 (2) работают самостоятельно, независимо друг от друга, с производительностью, соответствующей на их пути толщине отложения. При этом, закрепление подвижной пластины 10, 11 исключает перекосы при ее смещении, обеспечивая строго плоско-параллельное перемещение. В результате при продвижении по отложениям как при спуске, так и при подъеме, резаки 16, 17 смещаются в пространстве всей плоскостью, без рывков, т.е. обеспечивается пружинящий эффект при перемещении скребков в процессе срезания отложений и надежный и равномерный прижим скребков к внутренней поверхности НКТ.

1. Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, содержащее раздвижные скребки, не менее двух, соединенные между собой по продольной осевой, соединенные верхним скребком с узлом присоединения к тяговому органу, а нижним - с утяжелителем, при этом каждый скребок содержит корпус в виде пластин, которые соединены между собой с разворотом одна относительно другой с образованием общей продольной осевой, а на обеих плоскостях пластин неподвижно закреплены по паре шарниров на расстоянии друг от друга, кроме того, корпус утяжелителя выполнен протяженным, а на нижнем конце корпуса утяжелителя жестко закреплен калибровочный поясок, диаметр которого превышает поперечный размер корпуса утяжелителя, при этом корпуса скребков, корпус утяжелителя и узел присоединения к гибкому тяговому органу имеют общую продольную ось, отличающееся тем, что парные шарниры установлены на обеих плоскостях каждой пластины корпуса на одной и той же стороне относительно продольной оси корпуса, на одинаковом расстоянии от нее и на одинаковом расстоянии друг от друга, кроме того, на парных шарнирах на каждой плоскости пластины корпуса скребка закреплена вытянутая вдоль продольной оси корпуса подвижная пластина, которая закреплена на шарнирах посредством пазов, выполненных на ее верхнем и нижнем конце под одинаковыми углами к продольной оси корпуса скребка, при этом на торцах подвижных пластин, обращенных в сторону внутренней поверхности очищаемой трубы, жестко закреплены резаки в виде плоской рамки в форме параллелограмма, выпуклой в направлении стенки очищаемой трубы и ориентированной одной из диагоналей параллельно продольной оси корпуса, наружные боковые кромки которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку, причем в пространстве резаки верхних скребков перекрывают нижние, при этом паз на подвижной пластине имеет длину, обеспечивающую начальный раскрыв скребков при движении вниз, превышающий диаметр калибровочного пояска утяжелителя, а при движении вверх - обеспечивающую раскрыв скребка, близкий к внутреннему диаметру очищаемой трубы, кроме того, корпус утяжелителя выполнен со сквозным отверстием по продольной оси, при этом калибровочный поясок выполнен в форме усеченного конуса с отверстием в центре, полностью совпадающим с отверстием в корпусе утяжелителя, причем пластина корпуса нижнего скребка свободным концом соединена с верхним концом утяжелителя шарнирно, не закрывая выхода сквозного отверстия, выполненного в корпусе утяжелителя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус утяжелителя выполнен из стальной трубы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус утяжелителя выполнен из стальной трубы, имеющей в сечении или круг, или овал, или многоугольник.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус утяжелителя в верхней части снабжен втулкой резьбовой.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рамка резака ориентирована параллельно продольной оси корпуса большей диагональю.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что присоединительный шарнирный элемент свободного конца пластины корпуса нижнего скребка имеет осевое отверстие, полностью совпадающее с сквозным осевым отверстием в корпусе утяжелителя, и соединен с корпусом утяжелителя резьбовым соединением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для удаления парафина с поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ). Устройство содержит лебедку с барабаном и электродвигателем, подключенную к блоку управления, сообщенному с датчиком, проволоку со скребком на конце, установленным в колонне НКТ, систему контроля из рычага, ролика и датчика.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и используется для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) механическим путем. Для спускоподьемных операций со скребком используют многожильный электрический бронированный кабель и мобильный подъемник с гидрофицированной лебедкой.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в устройствах для очистки от асфальтосмолопарафиновых отложений внутренней поверхности насосно-компрессорных труб.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке скважины. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин. .

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для удаления парафина с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных скважин, оборудованных электроцентробежными насосами.

Изобретение относится к нефтегазодобывющей отрасли и может найти применение при очистке ствола или пласта скважин от отложений на забое и плавающего мусора скважинной жидкости.

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к устройствам для центрирования насосных штанг и удаления парафинообразований, выпадающих на стенках насосно-компрессорных труб.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам очистки внутренней поверхности труб. При осуществлении способа к трубе присоединяют шаблон, соединенный с устройством, включающим фрезу, щетку, крыльчатку для обеспечения вращения фрезы и щетки, тросом, длина которого превышает длину трубы. Производят отсоединение троса с устройством от шаблона, присоединяют трос с устройством к натяжному барабану. Протаскивание устройства вдоль трубы производят с одновременной подачей воздуха во внутреннюю полость трубы. Повышается эффективность очистки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для удаления отложений, в частности асфальтосмолопарафинистых (АСПО) с внутренней поверхности труб. Устройство содержит полый корпус с входными и выходными каналами, на внешней стороне которого установлен уплотнитель, подпружиненную очистную головку, соединенную с передней частью корпуса, в корпус с зазором установлен шар с возможностью возбуждения его колебаний. В очистной головке выполнена тороидальная камера. Головка посажена на ось, выполненную заодно с корпусом и снабженную выступом, взаимосвязанным с посадочным отверстием, в виде паза очистной головки. Прокачиваемая жидкость, попадая в корпус, возбуждает колебания шара. Вибрирующие движения шара создают пульсированный поток жидкости. Поток, попадая в очистную головку, создает акустические колебания высокой частоты. Повышается эффективность очистки поверхности от АСПО. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления отложений с поверхности насосно-компрессорных труб. Устройство содержит три идентичных скребка, закрепленных на общей штанге, каждый с двумя идентичными радиальными ножами в форме равнобочной трапеции. Все радиальные ножи жестко закреплены большими основаниями трапеций на боковой поверхности штанги под углом 90° к ее поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и развернуты относительно друг друга на 180°. У первых радиальных ножей выполнены рабочими боковые стороны и меньшее основание трапеции. У вторых радиальных ножей рабочие только боковые стороны трапеции. Корпус утяжелителя и штанга выполнены пустотелыми. Для первого варианта: на меньшем основании трапеции вторых радиальных ножей закреплен резак в форме тупоугольного параллелограмма. Резак закреплен по диагонали, соединяющей тупые углы, выгнут в направлении стенки очищаемой трубы и равноудален от нее. Для второго варианта: радиальные ножи крайних скребков лежат в одной плоскости и пространственно противоположны относительно продольной оси штанги. Радиальные ножи среднего скребка развернуты относительно крайних на 90°. В скребках жестко закреплен резак из двух идентичных пластин в виде лент с заточкой обоих краев вовнутрь. Уменьшается сопротивление резанию, снижается усилие резания, повышается качество очистки. 2 н.п. ф-лы; 11 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления отложений с поверхности насосно-компрессорных труб. Устройство содержит три идентичных скребка, закрепленных на общей штанге, каждый с двумя идентичными по форме радиальными ножами в форме равнобочной трапеции. Все радиальные ножи жестко закреплены большими основаниями трапеций на боковой поверхности штанги под углом 90° к ее поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и развернуты друг относительно друга на 180°. У первых радиальных ножей выполнены рабочими боковые стороны и меньшее основание трапеции. У вторых радиальных ножей рабочие только боковые стороны трапеции. Рабочие кромки радиальных ножей имеют двустороннюю заточку. Для первого варианта: на меньшем основании трапеции вторых радиальных ножей закреплен резак в форме тупоугольного параллелограмма с заточкой рабочей кромки вовнутрь. Резак закреплен по диагонали, соединяющей тупые углы, выгнут в направлении стенки очищаемой трубы и равноудален от нее. Для второго варианта: радиальные ножи крайних скребков лежат в одной плоскости и пространственно противоположны относительно продольной оси штанги. Радиальные ножи среднего скребка развернуты относительно крайних на 90°. В скребках жестко закреплен резак из двух идентичных пластин в виде лент с заточкой обоих краев вовнутрь. Уменьшается сопротивление резанию, снижается усилие резания, повышается качество очистки. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к устройствам для очистки и защиты труб от коррозионного разрушения и от разрушения под воздействием трения. Устройство включает цилиндрический корпус с центрирующим элементом. Корпус выполнен полым, многослойным. Наружный слой выполнен из протекторного сплава. На поверхности корпуса выполнена сквозная прорезь, соединяющая противоположные торцы корпуса и имеющая участки, расположенные в продольном направлении корпуса, и участок, расположенный в поперечном направлении корпуса. Ширина участков прорези, расположенных в продольном направлении, не менее внутреннего диаметра корпуса. Ширина участка прорези, расположенного в поперечном направлении, больше внутреннего диаметра корпуса. Центрирующий элемент выполнен в виде щетки из электропроводного материала. Расширяются функциональные возможности, повышается удобство крепления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. Устройство содержит корпус 1, являющийся утяжелителем. На концах утяжелителя 1 закреплены идентичные верхний 2 и нижний 3 скребки. Скребки 2, 3 содержат первую 7, 8 режущую головку, закрепленную на конце соответствующей штанги 4, соединенном с утяжелителем 1, и вторую 9, 10 режущую головку, закрепленную на противоположном конце штанги 4. Режущие головки 7-10 выполнены из полиамида и содержат корпус 11, закрепленный с возможностью вращения на штанге. На корпусе 11 закреплены лопасти 12 под углом к его продольной оси. Парные режущие головки 7, 9 (8, 10) закреплены на соответствующей штанге 4 на расстоянии друг от друга с возможностью независимого вращения в противоположную сторону. В продольном сечении лопасть 12 имеет параллелограмм. Меньшие стороны 14 параллелограмма параллельны продольной оси корпуса 11. Рабочей кромкой 15 лопасти 12 является линия пересечения плоскостей, проходящих через стороны параллелограмма, образующих острый угол β. Режущие головки 7 и 9 имеют по пять лопастей 12. Режущие головки 8 и 10 имеют по четыре лопасти 12. Режущие головки 7-10 имеют возможность перемещения вдоль оси вращения в пределах от 3 до 8 мм. Повышается качество очистки, улучшаются условия для выноса отложений, снижается аварийность. 3 з.п. ф-лы; 5 ил.

Группа изобретений относится к области добычи углеводородов из буровых скважин, очистки скважин, а также их изоляции. Устройство для работы с проходящими через пласт скважинами, которые должны быть выведены из эксплуатации путем установки закрывающей пробки из отверждающегося материала, такого как бетон, и в которых имеется обсадная колонна, скрепленная бетоном со стенкой ствола скважины, содержит сборный узел, состоящий из трех следующих частей: ствола перфоратора, содержащего взрывные заряды, которые путем детонации образуют отверстия в колонне и далее снаружи в окружающем слое бетона; устройства для механической очистки внутренней стенки колонны у перфорированного участка; и промывающего устройства для разрыхления, растворения и вымывания затвердевшего цементного материала, находящегося между наружной стенкой колонны и стенкой ствола скважины. Обеспечивается уменьшение спуско-подъемных операций за счет выполнения перфорации, очистки и изоляции ствола скважины одним устройством. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ). Устройство содержит утяжелитель 1, один конец которого соединен с узлом присоединения к гибкому тяговому органу 2, а второй соединен с обтекателем 3, выполненным в примере в виде конуса. Скребок 4 представляет собой втулку 5, на которой закреплены режущие элементы 6. Скребок 4 втулкой 5 надет на утяжелитель 1 с возможностью вращения и перемещения вдоль продольной оси утяжелителя 1. На концах утяжелителя 1 закреплены ограничители хода 7, 8 втулки 5 скребка 4. Скребок 4 имеет возможность вращательного и линейного движений. В результате при спуске и при подъеме устройства скребок 4 занимает оптимальное положение на утяжелителе 1, обусловленное плотностью отложений и скоростью движения жидкой среды в НКТ. Уменьшается вероятность аварийных ситуаций за счет возможности улучшения условий для выноса срезанных отложений из НКТ путем снижения зависимости возникновения аварийных ситуаций от соотношения между скоростью движения жидкой среды в НКТ и скоростями спуска и подъема скребка при срезании отложений; улучшается качество очистки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть использована для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. Устройство содержит (для всех вариантов) протяженный корпус 1, который одновременно является утяжелителем, и скребки 2, 3, закрепленные на его концах. Каждый скребок 2, 3 содержит штангу 6 (16) и закрепленные попарно, идентичные радиальные ножи с первого 7 по четвертый 10 в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку. Резаки 11-14 соединены между собой на малых основаниях трапеций с образованием угла резания и острия. Первый резак 11 соединяет меньшие основания трапеций первого 7 и четвертого 10 радиальных ножей, второй 12 резак - четвертого 10 и второго 8, третий резак 13 - второго 8 и третьего 9 (не показано), четвертый резак 14 - третьего 9 и первого 7 радиальных ножей. Углы резания составляют от 36 до 86°. По второму варианту скребки 2, 3 выполнены с возможностью вращения. Повышается качество очистки путем снижения площади контакта скребка с отложениями, улучшаются условия резания, снижается вероятность возникновения аварийных ситуаций. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть использована для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. Устройство содержит электродвигатель-редуктор, лубрикатор, вертикальную стойку с узлом крепления к трубе лубрикатора, барабан для намотки скребковой проволоки, закрепленный на выходном валу редуктора, устройство контроля натяжения скребковой проволоки, сальниковое устройство, скребковое устройство, индуктивный датчик положения скребка в лубрикаторе, устройство управления. По первому варианту введен одинарный подъемно-спусковой блок на верхнем конце вертикальной стойки. Электродвигатель-редуктор и барабан жестко закреплены на нижнем конце вертикальной стойки. Устройство контроля закреплено выше барабана. Редуктор двигателем направлен в сторону от трубы лубрикатора. По второму варианту: введен одинарный подъемно-спусковой блок на верхнем конце первой вертикальной стойки. Длина стойки обеспечивает расположение блока над сальниковым устройством. Введена вторая вертикальная стойка со вторым узлом присоединения к трубе лубрикатора. Электродвигатель-редуктор и закрепленный на его выходном валу барабан жестко закреплены на нижнем конце второй вертикальной стойки. Выше барабана закреплено устройство контроля. Редуктор двигателем направлен в сторону трубы лубрикатора и не касается ее. Повышается безопасность эксплуатации механизма, улучшаются условия эксплуатации, упрощается сборка, повышается качество и глубина очистки. 2 н.п. ф-лы; 4 ил.
Наверх