Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы (варианты)

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 отложений с поверхности насосно-компрессорных труб.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы (варианты) (РФ, патент №2398096, Е21В 37/02, 27.08.2010). Устройство содержит протяженный корпус, который одновременно является утяжелителем. На концах корпуса жестко закреплены скребки. По второму варианту: каждый скребок содержит четное число, не менее четырех, идентичных вертикальных ножей в виде половины плоской рамки, имеющей форму симметричного относительно своих вертикальной и горизонтальной осей восьмигранника. Вертикальные ножи жестко соединены между собой сваркой по вертикальной оси скребка с образованием равных углов между их боковыми поверхностями. Кроме того, скребки содержат наклонные ножи - резаки по числу вертикальных ножей в виде пластин, боковые кромки которых имеют двустороннюю заточку. Наклонные ножи жестко закреплены на вертикальных ножах снаружи с образованием равных между собой углов резания и острия. При этом первый наклонный нож соединяет верхний конец вертикальной кромки первого вертикального ножа с нижним концом вертикальной кромки второго вертикального ножа, второй наклонный нож соединяет нижний конец вертикальной кромки второго вертикального ножа с верхним концом вертикальной кромки третьего вертикального ножа, третий наклонный нож соединяет верхний конец вертикальной кромки третьего вертикального ножа с нижним концом вертикальной кромки четвертого вертикального ножа, четвертый наклонный нож соединяет нижний конец вертикальной кромки четвертого вертикального ножа с верхним концом вертикальной кромки первого вертикального ножа (для четырех вертикальных ножей). При этом один конец скребков выполнен с возможностью соединения с корпусом, а второй конец верхнего скребка выполнен с возможностью подвижного соединения с вертлюгом.

Недостаток известного устройства состоит в следующем. В известном устройстве улучшение условий резания и повышение качества очистки достигается уменьшением угла резания, образуемого двумя соседними резаками скребков. Для этого увеличивают количество вертикальных ножей. Однако с увеличением количества вертикальных ножей одновременно увеличивается площадь соприкосновения скребка с парафиновыми отложениями. Последнее, что особенно характерно для твердых отложений, способствует запарафиниванию режущей головки, снижает качество очистки и, в дальнейшем, ведет к созданию условий для образования «поршня», что приводит к аварийным ситуациям.

Кроме того, в известном устройстве изменение угла резания напрямую связано не только с количеством, но и с длиной вертикальных ножей скребка. При уменьшении угла резания ухудшаются условия для выноса срезанных отложений, что одновременно ухудшает условия резания, так как расстояние между вертикальными ножами уменьшается (количество вертикальных ножей увеличивается), кроме того, увеличивается и число наклонных ножей, перекрывающих пространство между вертикальными ножами. Для улучшения условия для выхода срезанных отложений увеличивают длину скребков. Однако общая длина устройства очистки не должна превышать длину лубрикатора. Следовательно, с уменьшением угла резания, соответственно, с увеличением длины скребков, уменьшается длина корпуса устройства, что снижает его вес, а следовательно, снижает качество очистки, особенно на тяжелых отложениях.

Предлагаемое устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы решает задачу создания соответствующего устройства, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в повышении качества очистки, путем снижения площади контакта скребка с отложениями, улучшения условий резания и снижения усилия резания, а также заключающегося в снижении вероятности возникновения аварийных ситуаций.

Сущность изобретения состоит в том, что для всех вариантов в устройстве для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, включающем протяженный корпус, который одновременно является утяжелителем, идентичные верхний и нижний скребки, при этом каждый скребок содержит радиальные ножи и резаки, соединенные между собой с образованием угла резания и острия, кроме того, скребки соединены с корпусом устройства, а верхний скребок свободным концом соединен с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, при этом продольные осевые линии узла присоединения, скребков и корпуса совпадают, новым является:

по первому варианту - каждый скребок содержит штангу и идентичные радиальные ножи с первого по четвертый, которые выполнены в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку, радиальные ножи закреплены попарно, а именно: первый, второй и третий, четвертый, большими основаниями трапеций на концах штанги на ее боковой поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и под углом 90° к поверхности, с разворотом друг против друга на 180° и симметрично относительно продольной оси штанги, при этом каждая пара радиальных ножей развернута на штанге на 90° по отношению ко второй паре, кроме того, скребок содержит резаки с первого по четвертый, представляющие собой пластины в форме равных отрезков ленты с заточкой обоих краев внутрь, которые жестко закреплены концами на меньших основаниях трапеций радиальных ножей с образованием равных между собой углов резания и острия, при этом первый резак соединяет меньшие основания трапеций первого и четвертого радиальных ножей, второй резак - четвертого и второго, третий резак - второго и третьего, четвертый резак - третьего и первого радиальный ножей, при этом рабочая поверхность пластин резаков равноудалена от очищаемой поверхности насосно-компрессорной трубы, а углы резания составляют от 36 до 86°, кроме того, штанга верхнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, а штанга нижнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с обтекателем, выполненным в форме конуса.

По второму варианту: каждый скребок содержит штангу, которая выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси, и идентичные радиальные ножи с первого по четвертый, которые выполнены в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку, радиальные ножи закреплены попарно, а именно: первый, второй и третий, четвертый, большими основаниями трапеций на концах штанги на ее боковой поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и под углом 90° к поверхности, с разворотом друг против друга на 180° и симметрично относительно вертикальной оси штанги, при этом каждая пара радиальных ножей развернута на штанге на 90° по отношению ко второй паре, кроме того, скребок содержит резаки с первого по четвертый, представляющие собой пластины в форме равных отрезков ленты с заточкой обоих краев внутрь, которые жестко закреплены концами на меньших основаниях трапеций радиальных ножей с образованием равных между собой углов резания и острия, при этом первый резак соединяет меньшие основания трапеций первого и четвертого радиальных ножей, второй резак - четвертого и второго, третий резак - второго и третьего, четвертый резак - третьего и первого радиальный ножей, при этом рабочая поверхность пластин резаков равноудалена от очищаемой поверхности насосно-компрессорной трубы, а углы резания составляют от 36 до 86°, кроме того, штанга верхнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, а штанга нижнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с обтекателем, выполненным в форме конуса. При этом штанга представляет собой трубу, насаженную на ось с возможностью вращения, при этом ось снабжена фиксаторами осевого перемещения трубы, а концы оси выполнены с возможностью присоединения верхнего и нижнего скребков к корпусу и к гибкому тяговому органу и обтекателю соответственно.

Заявленный технический результат достигается следующим образом.

Для всех вариантов. Существенные признаки формулы изобретения: «Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, включающее протяженный корпус, который одновременно является утяжелителем, идентичные верхний и нижний скребки, при этом каждый скребок содержит радиальные ножи и резаки, кроме того, скребки соединены с корпусом устройства, а верхний скребок свободным концом соединен с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, при этом продольные осевые линии узла присоединения, скребков и корпуса совпадают,...» являются неотъемлемой частью заявленного устройства и обеспечивают его работоспособность, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.

В заявленном устройстве каждый скребок содержит штангу и четыре идентичных радиальных ножа, которые выполнены в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку.

Штанга верхнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, а штанга нижнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с обтекателем, выполненным в форме конуса. В результате обеспечивается жесткое соединение узлов устройства между собой, что обеспечивает его работоспособность и качество очистки, снижает возникновение аварийных ситуаций.

Радиальные ножи в скребках закреплены попарно, а именно: первый, второй и третий, четвертый, большими основаниями трапеций на концах штанги на ее боковой поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и под углом 90° к поверхности, с разворотом друг против друга на 180° и симметрично относительно вертикальной оси штанги. При этом каждая пара радиальных ножей развернута на штанге на 90° по отношению ко второй паре. В результате радиальные ножи в заявленном устройстве выполняют роль опорных элементов для резаков и одновременно определяют и фиксируют рабочий диаметр скребка. Кроме того, поскольку боковые стороны радиальных ножей являются рабочими и имеют двустороннюю заточку, то при перемещении скребка внутри насосно-компрессорной трубы (НКТ) радиальные ножи выполняют рыхление и одновременно служат ребрами для разбивания об них срезанных отложений, измельчая их и улучшая условия для выноса из НКТ срезанных отложений. При этом, располагаясь конструктивно перед резаками, радиальные ножи путем предварительного рыхления отложений улучшают условия резания, повышая тем самым качество очистки. Одновременно снижается усилие резания, что повышает стабильность работы всего механизма и снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Кроме того, скребок содержит резаки с первого по четвертый, представляющие собой пластины в форме равных отрезков ленты с заточкой обоих краев вовнутрь. При этом первый резак соединяет меньшие основания трапеций первого и четвертого радиальных ножей, второй резак - четвертого и второго, третий резак - второго и третьего, четвертый резак - третьего и первого радиальный ножей. Резаки жестко закреплены концами на меньших основаниях трапеций радиальных ножей с образованием равных между собой углов резания и острия.

В результате предлагаемого закрепления пластины образуют идентичные резаки, закрепленные на малых основаниях трапеций радиальных ножей, которые, при повороте вокруг оси скребка на 90°, развернуты остриями один относительно другого на 180°. Таким образом, образуются две пары одинаково закрепленных резаков, смещенных по окружности штанги на 180°. В результате при движении скребка резаки работают попарно: при движении вниз резаки, у которых направление острия совпадает с направлением движения, врезаются в отложения и работают по принципу плуга, отваливая отложения в стороны. Одновременно вторая пара резаков срезает отложения рабочими кромками пластин, образующих внутренний угол резака. В обоих случаях благодаря заточке рабочих кромок резаков внутрь срезанные отложения попадают внутрь скребка и уносятся из НКТ газо-жидкостным потоком.

При движении скребка в противоположную сторону пары резаков меняются функциями.

В результате очистка поверхности НКТ выполняется при перемещении скребков устройства в обе стороны, причем двумя видами техники среза отложений: первая пара резаков работает по принципу плуга, выполняя срез отложений обращенных в их сторону стенок НКТ, а вторая пара резаков сдирает с обращенных в сторону их пластин стенок НКТ отложения продольной полосой с шириной, определяемой углом резания, что повышает качество очистки. Одновременно снижается усилие резания, что повышает стабильность работы всего механизма и снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Благодаря тому что рабочая поверхность пластин резаков равноудалена от очищаемой поверхности НКТ, т.е. параллельна ее внутренней поверхности, обеспечивается равномерность очистки стенок НКТ, что повышает качество очистки. Кроме того, поскольку рабочая поверхность пластин резаков равноудалена от очищаемой поверхности НКТ, то благодаря жесткому закреплению резаков на радиальных ножах обеспечивается центрация всего устройства, что также повышает качество очистки.

При этом заявленная конструкция обеспечивает минимальную площадь соприкосновения рабочей поверхности скребка с отложениями, что снижает вероятность запарафинивания скребка (образования «поршня»), а следовательно, снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций.

В заявленном устройстве достижение технического результата обеспечивается заявленным диапазоном углов резания, который в заявленном устройстве находится в пределах от 36 до 86° и зависит от характеристик счищаемых отложений.

Значения диапазона углов резания, реализуемого в заявленном устройстве, являются оптимальными и впервые получены авторами изобретения опытным путем.

Аналогично прототипу в заявленном изобретении угол резания регулируют, изменяя расстояние между парами радиальных ножей, а именно: с увеличением расстояния между радиальными ножами на концах штанги угол между резаками уменьшается. Однако угол резания, реализуемый в заявленном устройстве, является оптимальным, получен опытным путем и исключает увеличение общей длины устройства более длины стандартного лубрикатора. Кроме того, в заявленном устройстве скребок собран на штанге, которую, ввиду функциональной нагрузки, выполняют массивной. Это относится к радиальным ножам, закрепленным на концах штанги. Поэтому увеличение длины скребка не приводит к заметному изменению общей массы утяжелителя, которое может привести к подбросу скребка и возникновению аварийной ситуации. При этом благодаря заявленному закреплению резаков, изменение угла резания не уменьшает пространство для выноса из НКТ срезанных отложений, что предотвращает образование пробок и возникновение аварийной ситуации.

Таким образом, возможность реализации в предлагаемом устройстве для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы заявленного диапазона углов резания позволяет, не изменяя принципа конструкции скребка, уменьшать или увеличивать угол резания, одновременно не увеличивая площадь соприкосновения с отложениями и практически не изменяя массу утяжелителя. В результате улучшаются условия резания, повышается качество очистки и снижается риск возникновения аварийных ситуаций.

При этом внешний и внутренний углы резания равны. Поэтому условия резания оптимальны. При этом, как указывалось выше, при срезании отложений с использованием угла резания техника резания напоминает работу плуга: срезанные отложения отваливаются на угол резания по обе стороны от радиального ножа, на котором закреплены резаки. Поскольку пластины резаков равноудалены от стенок НКТ, т.е. резание выполняется по цилиндрической поверхности, то срез получается равномерным, что повышает качество очистки. При этом благодаря выполнению резания с выбранным углом резания срезанные отложения спадают в стороны от центрального реза, разбиваясь на мелкие куски, что облегчает их вынос из НКТ. Одновременно нарушается устойчивость подрезанных отложений, что способствует более быстрому их отделению второй парой резаков, сдирающих отложения. В результате повышается качество очистки, снижается усилие резания, что способствует стабилизации работы устройства.

Для второго варианта. Благодаря выполнению штанги скребков с возможностью вращения, скребок приобретает функцию самоустановки внутри НКТ в оптимальное положение, обеспечивающее наилучшие условия для среза отложений. Это позволяет избежать запарафинивания скребков, а также снижает вероятность подброса скребка. В результате улучшаются условия резания, снижается усилие резания, повышается качество очистки, а также снижается вероятность возникновения аварийных ситуаций.

Вращение штанги вокруг своей оси обеспечивается конструкцией: штанга представляет из себя трубу, насаженную на ось с возможностью вращения, а концы оси выполнены с возможностью присоединения верхнего и нижнего скребков к корпусу и к гибкому тяговому органу и обтекателю соответственно. Благодаря тому что ось снабжена фиксаторами осевого перемещения трубы, обеспечивается жесткость конструкции скребка и плавность изменения его положения в НКТ, что снижает риск возникновения аварийных ситуаций.

Для всех вариантов. Таким образом, из вышеизложенного следует, что предлагаемое устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении качества очистки, путем снижения площади контакта скребка с отложениями, улучшения условий резания и снижения усилия резания, а также заключающегося в снижении вероятности возникновения аварийных ситуаций.

На фиг. 1 изображено заявленное устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, общий вид, для обоих вариантов; на фиг. 2 - конструкция скребка по первому варианту, вид сбоку; на фиг. 3 - вертикальный разрез; на фиг. 4 - конструкция скребка по первому варианту, вид сверху; на фиг. 5 - вертикальный разрез; на фиг. 6 - конструкция скребка по второму варианту, вид сбоку; на фиг. 7 - вертикальный разрез; на фиг. 8 - конструкция скребка по второму варианту, вид сверху; на фиг. 9 - вертикальный разрез.

Для всех вариантов устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы содержит (фиг. 1) протяженный корпус 1, который одновременно является утяжелителем, идентичные верхний 2 и нижний 3 скребки, соединенные с корпусом 1. Верхний скребок 2 свободным концом соединен с узлом 4 присоединения к гибкому тяговому органу, а нижний скребок 3 соединен с обтекателем 5, выполненным в форме конуса. При этом продольные осевые линии узла 4 присоединения, скребков 2 и 3, корпуса 1 и обтекателя совпадают.

По первому варианту (фиг. 2, 3) скребок 2 (3) содержит штангу 6 и идентичные радиальные ножи с первого 7 по четвертый 10, которые выполнены в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку. Радиальные ножи закреплены попарно, а именно: первый 7, второй 8 и третий 9, четвертый 10, большими основаниями трапеций на концах штанги 6 на ее боковой поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и под углом 90° к поверхности, с разворотом друг против друга на 180° и симметрично относительно продольной оси штанги 6. При этом первая пара 7, 8 радиальных ножей развернута на штанге на 90° по отношению ко второй паре 9, 10. Кроме того, скребок 2 (3) содержит резаки с первого 11 по четвертый 14, представляющие собой пластины в форме равных отрезков ленты с заточкой обоих краев внутрь, которые жестко закреплены концами на меньших основаниях трапеций радиальных ножей 7, 8 и 9, 10 с образованием равных между собой углов резания α и острия 15. При этом 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. При этом рабочая поверхность пластин всех резаков равноудалена от очищаемой поверхности насосно-компрессорной трубы, а углы резания α составляют от 36 до 86°. Кроме того, штанга 6 верхнего скребка 2 выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом 1, а другим концом - с узлом 4 присоединения к гибкому тяговому органу. Штанга 6 нижнего скребка 3 выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом 1, а другим концом - с обтекателем 5.

По второму варианту (фиг. 6, фиг. 7) каждый скребок 2, 3 содержит штангу 16, которая выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси, и идентичные радиальные ножи с первого 17 по четвертый 20, которые выполнены в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку. Радиальные ножи закреплены попарно, а именно: первый 17, второй 18 и третий 19, четвертый 20, большими основаниями трапеций на концах штанги на ее боковой поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и под углом 90° к поверхности, с разворотом друг против друга на 180° и симметрично относительно вертикальной оси штанги. При этом первая пара 17, 18 радиальных ножей развернута на штанге на 90° по отношению ко второй паре 19, 20. Кроме того, скребок 2 (3) содержит резаки с первого 21 по четвертый 24, представляющие собой пластины в форме равных отрезков ленты с заточкой обоих краев внутрь, которые жестко закреплены концами на меньших основаниях трапеций радиальных ножей 17, 18 и 19, 20 с образованием равных между собой углов резания α и острия 25. При этом первый резак 21 соединяет меньшие основания трапеций первого 17 и четвертого 20 радиальных ножей, второй резак 22 - четвертого 20 и второго 18, третий резак 23 - второго 12 и третьего 23 (не показано), четвертый резак 24 - третьего 19 и первого 17 радиальный ножей. При этом рабочая поверхность всех пластин резаков равноудалена от очищаемой поверхности насосно-компрессорной трубы, а углы резания α составляют от 36 до 86°. Кроме того, штанга 16 верхнего 2 скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом 1, а другим концом - с узлом 4 присоединения к гибкому тяговому органу, а штанга 16 нижнего скребка 3 выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом 1, а другим концом - с обтекателем 5.

Штанга 16 представляет собой трубу 27, насаженную на ось 28 с возможностью вращения. Ось 28 снабжена фиксаторами осевого перемещения трубы (не показано), а концы оси 28 выполнены с возможностью присоединения верхнего и нижнего скребков к корпусу 1 и к гибкому тяговому органу 4 и обтекателю 5 соответственно.

Соединения скребков с узлами устройства могут быть выполнены резьбовыми.

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

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

Для всех вариантов. В отложения первым врезается конус 5, который центрирует положение устройства в НКТ. Конус 5 обеспечивает прокладку рабочего канала: рыхлит и одновременно сглаживает отложения перед нижним скребком 3. При этом конусная форма снижает встречное сопротивление среды при продвижении утяжелителя 1 вниз, что облегчает продвижение всего устройства в целом, делает более плавным.

Утяжелитель 1, практически не вращаясь, под тяжестью своего веса опускается вниз, двигая перед собой штангу 6 (16) с закрепленным на ней нижним скребком 3.

Первыми врезаются в отложения нижними боковыми рабочими кромками радиальные ножи третий 9 (19) и четвертый 10 (20) нижнего скребка 3 и рыхлят их. Затем, по мере продвижения скребка 3 вниз, в парафиновые отложения врезаются острия 15, образованные первым 11 (21) и вторым 12 (22) резаками и третьим 11 (23) и четвертым 14 (24) резаками, которые закреплены на третьем 9 (19) и четвертом 10 (20) радиальных ножах. Резаки с заданным углом резания α начинают срезать отложения по принципу плуга. Срезанные полосы, отворачиваясь в стороны, сползают по боками резаков одновременно падая в внутрь НКТ, крошатся и уносятся вверх потоком движущейся в НКТ жидкости.

Одновременно, вторая пара резаков первый 11 (21) и четвертый 14 (24) и второй 12 (22) и третий 13 (23) срезает отложения рабочими кромками пластин, образующих внутренний угол резания α резаков. Поскольку при продвижении первой пары резаков вниз по обе стороны от них ослабляется сцепление наслоений со стенками НКТ, то сопротивление резанию для второй пары резаков уменьшается, повышая качество очистки.

В обоих случаях благодаря заточке рабочих кромок всех резаков вовнутрь срезанные отложения попадают внутрь скребка и уносятся из НКТ газо-жидкостным потоком.

При движении скребка в противоположную сторону пары резаков меняются функциями.

В результате очистка поверхности НКТ выполняется при перемещении скребков устройства в обе стороны, причем двумя видами техники среза отложений: первая пара резаков работает по принципу плуга, выполняя срез отложений обращенных в их сторону стенок НКТ, а вторая пара резаков сдирает с обращенных в сторону их пластин стенок НКТ отложения продольной полосой с шириной, определяемой углом резания.

После того как весь корпус 1 устройства вошел в НКТ, в отложения врезаются резаки верхнего 2 скребка. Поскольку скребки идентичны и могут отличаться только по диаметру, то верхний скребок работает аналогично нижнему.

Для второго варианта. Выполнение штанги скребков 2 (3) с возможностью вращения, придает скребкам функцию самоустановки внутри НКТ в оптимальное положение, обеспечивающее наилучшие условия для среза отложений. При попадании скребков 2(3) на плотные отложения скребка 2 (3) труба 27 штанги 6 (16) начинает поворачиваться вокруг своей оси 28 до тех пор, пока скребок не продолжит свое движение. Дальнейшая работа скребков 2(3) описана выше.

В обоих вариантах скребки 2, 3 могут быть выполнены из эластомера. В этом случае при чистке НКТ снижается вероятность разрушения поверхности, что особенно важно для НКТ с полимерным покрытием. В результате повышается качество очистки и снижается вероятность аварийной остановки работы устройства.

1. Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, включающее протяженный корпус, который одновременно является утяжелителем, идентичные верхний и нижний скребки, при этом каждый скребок содержит радиальные ножи и резаки, соединенные между собой с образованием угла резания и острия, кроме того, скребки соединены с корпусом устройства, а верхний скребок свободным концом соединен с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, при этом продольные осевые линии узла присоединения скребков и корпуса совпадают, отличающееся тем, что каждый скребок содержит штангу и идентичные радиальные ножи с первого по четвертый, которые выполнены в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку, радиальные ножи закреплены попарно, а именно: первый, второй и третий, четвертый, большими основаниями трапеций на концах штанги на ее боковой поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и под углом 90° к поверхности, с разворотом друг против друга на 180° и симметрично относительно продольной оси штанги, при этом первая пара радиальных ножей развернута на штанге на 90° по отношению ко второй паре, кроме того, скребок содержит резаки с первого по четвертый, представляющие собой пластины в форме равных отрезков ленты с заточкой обоих краев внутрь, которые жестко закреплены концами на меньших основаниях трапеций радиальных ножей с образованием равных между собой углов резания и острия, при этом первый резак соединяет меньшие основания трапеций первого и четвертого радиальных ножей, второй резак - четвертого и второго, третий резак - второго и третьего, четвертый резак - третьего и первого радиальных ножей, при этом рабочая поверхность пластин резаков равноудалена от очищаемой поверхности насосно-компрессорной трубы, а углы резания составляют от 36 до 86°, кроме того, штанга верхнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, а штанга нижнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с обтекателем, выполненным в форме конуса.

2. Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы, включающее протяженный корпус, который одновременно является утяжелителем, идентичные верхний и нижний скребки, при этом каждый скребок содержит радиальные ножи и резаки, соединенные между собой с образованием угла резания и острия, кроме того, скребки соединены с корпусом устройства, а верхний скребок свободным концом соединен с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, при этом продольные осевые линии узла присоединения, скребков и корпуса совпадают, отличающееся тем, что каждый скребок содержит штангу, которая выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси, и идентичные радиальные ножи с первого по четвертый, которые выполнены в форме равнобочной трапеции, боковые стороны которой являются рабочими и имеют двустороннюю заточку, радиальные ножи закреплены попарно, а именно: первый, второй и третий, четвертый, большими основаниями трапеций на концах штанги на ее боковой поверхности, параллельно ее продольной осевой линии и под углом 90° к поверхности, с разворотом друг против друга на 180° и симметрично относительно вертикальной оси штанги, при этом первая пара радиальных ножей развернута на штанге на 90° по отношению ко второй паре, кроме того, скребок содержит резаки с первого по четвертый, представляющие собой пластины в форме равных отрезков ленты с заточкой обоих краев внутрь, которые жестко закреплены концами на меньших основаниях трапеций радиальных ножей с образованием равных между собой углов резания и острия, при этом первый резак соединяет меньшие основания трапеций первого и четвертого радиальных ножей, второй резак четвертого и второго, третий резак - второго и третьего, четвертый резак - третьего и первого радиальных ножей, при этом рабочая поверхность пластин резаков равноудалена от очищаемой поверхности насосно-компрессорной трубы, а углы резания составляют от 36 до 86°, кроме того, штанга верхнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с узлом присоединения к гибкому тяговому органу, а штанга нижнего скребка выполнена с возможностью соединения одним концом с корпусом, а другим концом - с обтекателем, выполненным в форме конуса.

3. Устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы по п. 2, отличающееся тем, что штанга представляет собой трубу, насаженную на ось с возможностью вращения, при этом ось снабжена фиксаторами осевого перемещения трубы, а концы оси выполнены с возможностью присоединения верхнего и нижнего скребков к корпусу и к гибкому тяговому органу и обтекателю соответственно.



 

Похожие патенты:

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

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.

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

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.

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.

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.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для удаления отложений, в частности асфальтосмолопарафинистых (АСПО) с внутренней поверхности 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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, а именно к устройствам для очистки стенок скважины от фильтрационной корки и закупоривания пор и трещин коллектора. Устройство включает трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах и скребками, установленными снаружи в расположенных вдоль образующей корпуса проемах. На равном удалении от скребков в корпусе наклонно к его оси выполнены каналы, сообщающие полость корпуса с наружным пространством и снабженные гидромониторными насадками, направленными под углом друг к другу, оси которых пересекаются в точке на стенке скважины. Диаметр выходного отверстия нижней гидромониторной насадки выбран в 1,1-1,3 раза больше диаметра выходного отверстия верхней гидромониторной насадки. Проемы выполнены в виде продольных пазов с выборками, снабженных ответными к ним съемными корпусами скребков с выступами прямоугольной в сечении формы, выдвинутыми за пределы трубчатого корпуса, и отверстиями, выполненными на разных его уровнях по высоте. Под верхней присоединительной резьбой корпуса установлен сепаратор центробежного типа. Сохраняются фильтрационно-емкостные свойства продуктивных пластов, сокращаются затраты на освоение скважины, обеспечивается безаварийный спуск колонны в скважину, сокращаются возможные ремонтно-изоляционные работы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобычи и может быть использована в обслуживании эксплуатационных скважинах. При осуществлении способа спускают в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) очистное устройство, смонтированное на подающей трубе. Подают с поверхности очистной агент, разрушают отложения, расположенные на внутренней поверхности колонны НКТ и/или представляющие собой глухую пробку, гидромониторным воздействием прямого потока очистного агента и гидромеханическим воздействием с использованием прямого потока. Удаляют разрушенные отложения с одновременным гидромеханическим воздействием на них с использованием обратного потока очистного агента. Сначала разрушенные отложения направляют в пространство, изолированное от пространства, в котором их разрушают гидромеханическим воздействием с использованием прямого потока очистного агента, а затем по кольцевому пространству, образованному внутренней поверхностью колонны НКТ и наружной поверхностью подающей трубы. Механическое воздействие осуществляют вращающимися под действием потока очистного агента рабочими головками, оснащенными режущими элементами, а гидравлическое воздействие - сначала прямым потоком очистного агента, затем его обратным потоком. Очистное устройство включает корпус, присоединенный снизу к пакерующему элементу, имеющему каналы для связи внутреннего пространства входного патрубка с внешним пространством корпуса ниже пакерующего элемента, каналы для связи кольцевого пространства с внешним пространством входного патрубка выше пакерующего элемента. Повышается качество очистки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологиям удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтедобывающих скважин, оборудованных электроцентробежными и другими глубинными насосами без привода с поверхности земли. Способ включает организацию движения скребка в полости колонны труб снизу вверх, срезание слоя отложений с внутренней поверхности. Скребок формируют из магнитной жидкости с помощью направленного электромагнитного поля, исходящего от электромагнитных активаторов, равномерно и дискретно расположенных по всей длине колонны НКТ. При необходимости магнитные свойства сформированного скребка могут быть сведены к нулю благодаря обратной работе электромагнитных активаторов в сторону размагничивания жидкости скребка. Решение о необходимости формирования или расформирования скребка принимает станция управления по показаниям датчика давления, расположенного в нижней части колонны НКТ, и датчиков электромагнитной активности, находящихся в комплекте каждого активатора. Обеспечивается возможность регулирования свойств скребка и безаварийная эксплуатация нефтедобывающих скважин. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к очистке внутренней поверхности трубопроводов от различных отложений с использованием колтюбинговой установки. При очистке трубопровода размещают колтюбинговую установку с комплексом оборудования над участком трубопровода. Формируют котлован и удаляют отрезок трубопровода. На торце трубопровода устанавливают задвижку и тройник. К рабочему концу безмуфтовой длинномерной трубы БДТ подсоединяют устройство для очистки, которое состоит из двухступенчатого шламонакопителя ДШ и коронки. Устройство вводят в направляющую трубу НТ, выполненную в форме дуги с центральным углом 90°. Верхний конец НТ соединяют с инжектором, а нижний - с тройником. Боковой отвод тройника, посредством выкидной линии, соединяют с приемной емкостью, установленной на поверхности. Открывают задвижку и подают жидкость по БДТ с одновременным перемещением устройства по НТ к месту разрушения отложений в трубопроводе. Разрушение отложений и вынос шлама в ДШ осуществляют посредством коронки. Коронка имеет внутреннее коническое углубление, на образующих которого закреплены режущие прямолинейные износостойкие вставки, а также симметрично расположенные относительно оси устройства параллельные сквозные отверстия. Сквозные отверстия выполнены с расширением к внутренней поверхности коронки и образованием гидравлической связи осевого канала устройства с внутренней полостью ДШ. Одна из ступеней ДШ представлена неподвижным шламосборником, а другая - центробежным сепаратором. Контролируют давление подаваемой жидкости, и при резком его увеличении подачу жидкости прекращают. Указанное устройство возвращают в НТ. Закрывают задвижку и отсоединяют нижний конец НТ от тройника. Поднимают НТ с устройством на поверхность и удаляют шлам из ДШ. Подсоединяют нижний конец НТ с устройством к тройнику и открывают задвижку. Цикл операций проводят многократно, до полной очистки трубопровода. Проводят демонтаж оборудования и восстанавливают трубопровод, а котлован засыпают. Технический результат: повышение эффективности очистки трубопровода. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к устройствам для очистки внутренней поверхности труб от отложений и глинистой корки. Устройство включает полый корпус с перемычкой в осевом канале, в которой перпендикулярно к оси корпуса выполнена цилиндрическая расточка, гидравлически связанная подводящим каналом с осевым каналом корпуса над перемычкой и отводящим каналом с осевым каналом полого корпуса под ней. На наружной поверхности корпуса на его концах выполнены конические резьбы, под ними на корпусе выполнены цилиндрические резьбы и цилиндрические проточки, на которых установлены стопорные гайки, ограничивающие осевое перемещение скребковых элементов, установленных на цилиндрических проточках с возможностью вращения. В цилиндрической расточке установлен ступенчатый поршень с глухой перегородкой в средней части, с разделением внутреннего канала. Канал, обращенный наружу, выполнен в виде поперечного паза, в котором на оси вращения размещен ролик с насечкой. Другая часть канала, обращенная к днищу цилиндрической расточки полого корпуса, выполнена в виде внутренней расточки, в которой размещен фильтр в виде перфорированной шайбы, образующей с глухой перегородкой промежуточную камеру, гидравлически связанную с кольцевой камерой под ступенчатым поршнем через дренажные отверстия в его теле, а через пазы в теле гайки - с полостью скважины. Повышается эффективность очистки, обеспечивается возможность регулирования процесса и очистки рабочих поверхностей. 3 ил.

Группа изобретений относится к области нефтегазодобычи и может быть использована при обслуживании эксплуатационных скважин. Устройство включает по крайней мере одну секцию в виде установленных с возможностью свободного вращения на стержне верхней и нижней очистных головок с противоположно направленными рабочими элементами на наружной поверхности, расположенными под углом к продольной оси стержня. Между очистными головками установлен двухсторонний ограничитель. На нижнем конце стержня установлен фиксатор, а на верхнем конце стержня - наконечник соединительный. В нижней очистной головке снизу выполнена внутренняя выемка-углубление, обычно коническая, а в нижней торцевой части упомянутой очистной головки - острые выступы-зубцы на ее рабочих элементах. Коническая выемка-углубление формирует своей поверхностью совместно с наружной цилиндрической поверхностью в нижней торцевой части очистной головки острые выступы-зубцы. Или в каждой очистной головке снизу и сверху выполнены внутренние конические выемки-углубления, формирующие своей поверхностью совместно с наружной цилиндрической поверхностью, переходящей в конические поверхности, на которых расположены режущие кромки рабочих элементов, в торцевых частях каждой очистной головки острые выступы-зубцы. Сокращаются затраты времени на очистку труб за счет создания устройства, позволяющего одновременно вести очистку от всех типов отложений, снижается аварийность, ликвидируются вынужденные простои из-за аварий. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

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 через узел коммутации к блоку управления, сообщенному с датчиком, проволоку со скребком на конце, установленным в НКТ, систему контроля, состоящую из рычага, ролика и датчика, отслеживающую натяжение проволоки и положение скребка. Проволока на выходе из скважины перекинута через ролик системы контроля и намотана на барабан лебедки. Ролик установлен на подпружиненный рычаг, телескопически сочлененный со стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси в направляющих на скважине. На ролике установлен определитель местонахождения скребка и определитель направления вращения ролика в виде двух герконов и магнитов. Скребок выполнен в виде шнека, разделенного на две части, которые в сборе на общей оси создают полный профиль шнека. Каждая из частей шнека взаимно противоположного вращения снабжена фиксатором поворота, обеспечивающим свободное вращение шнека при движении скребка вниз и фиксацию от вращения шнека при движении скребка вверх. На концах скребка смонтированы кольцевые резцы предварительной очистки разного диаметра на каркасе из двух перпендикулярно сопрягаемых пластин, у которого с одной стороны смонтирована резьбовая втулка, а с другой - резьбовая ось с монтажно-технологическим отверстием, а винтовые поверхности частей шнека противоположного вращения выполнены не сплошными вдоль продольной оси полого стержня, вращающегося на валу с зазором, позволяющим шнеку своей цилиндрической поверхностью центрироваться относительно внутренней поверхности НКТ независимо от не концентричности НКТ в муфтовых соединениях, при этом на валу выполнено монтажно-технологическое отверстие для сборки скребка на устье скважины. Повышается надежность, работы устройства под нагрузкой возможности, сокращаются затраты времени на проведение операции по очистке труб за счет выполнения оптимальной конфигурации рабочих элементов скребка. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. Механизм содержит электропривод, состоящий из электродвигателя и редуктора. Вал электродвигателя соединен с входным валом редуктора посредством сменной зубчатой передачи, что позволяет изменять режимы чистки НКТ. На выходном валу редуктора закреплен барабан для намотки скребковой проволоки. Электропривод закреплен на площадке на верхнем конце стойки. Стойка нижним концом жестко, разъемно и с возможностью поворота соединена узлом крепления с трубой лубрикатора. Фиксатор положения стойки выполнен в виде разъемного сочленения, обеспечивает неизменность ее пространственного положения в узле крепления относительно оси лубрикатора. В площадке выполнены регулировочные пазы Г-образной формы для крепления электропривода. Это позволяет регулировать положение барабана относительно оси лубрикатора в случае его замены. Обеспечивается универсальность при одновременном повышении жесткости конструкции и повышении устойчивости работы. 2 з.п. ф-лы. 5 ил.

Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть использована для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. Устройство содержит протяженный корпус 1, который одновременно является утяжелителем, и скребки 2, 3, закрепленные на его концах. Каждый скребок 2, 3 содержит штангу 6 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, 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.

Наверх