EA005916B1

EA005916B1 - Устройство движущего трубопрочистного ерша двунаправленного действия и способ применения этого устройства

Info

Publication number: EA005916B1
Application number: EA200401029A
Authority: EA
Inventors: Джеймс Р. Крофорд
Original assignee: Сьюпириор Энерджи Сервисис, Ллк
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2005-06-30
Also published as: BR0215589A; CA2473496A1; US7025142B2; BR0215589B1; AU2002360342B2; US20040118565A1; OA12766A; CN100507203C; WO2003067016A2; EP1497526B1; EP1497526A4; US6651744B1; EP1497526A2; NZ534497A; WO2003067016A3; DE60226647D1; NO20043678L; EA200401029A1; NO336007B1; MXPA04007534A

Abstract

Предложено извлекаемое устройство (10) трубопрочистного ерша, имеющее, по существу, цилиндрический корпус (32), причем этот корпус (32) имеет сквозной центральный проточный канал (34) и прикреплен к гибкой трубе (22), свертываемой в бухту, и при этом центральный проточный канал (34) текучей среды сообщается посредством текучей среды с внутренним каналом (35) гибкой трубы, свертываемой в бухту; при этом предусмотрена совокупность проточных каналов (40), равноотстоящих друг от друга внутри корпуса, причем эти проточные каналы (40) обеспечивают протекание текучей среды, нагнетаемой под предварительно определенным давлением, по проточным каналам с обеспечением ее выпуска на переднем конце трубопрочистного ерша для образования струи высокого давления, предназначенной для разрушения возникших в трубопроводе пробок обломочного материала (70), такого как парафин и т.п.; при этом обломочный материал (70) удаляют по центральному каналу (34) обратно в гибкую трубу, свертываемую в бухту, для сбора в резервуаре (157) и т.п. на поверхности. Также имеется совокупность гибких манжет (24), которые отстоят друг от друга вдоль внешней стенки корпуса (25) трубопрочистного ерша, причем каждая манжета (24) прикреплена к внутреннему металлическому кольцу (26) вокруг корпуса (25) трубопрочистного ерша, при этом гибкие манжеты (24) вступают в контакт со стенкой (13) трубопровода для обеспечения постоянного гидравлического уплотнения между стенкой (13) трубопровода и концами совокупности гибких манжет (24). Между каждыми соседними манжетами (24) имеется сжимаемое предохранительное кольцо (28), которое сжимается под действием избыточного давления в трубопроводе, обеспечивая тем самым протекание текучей среды мимо

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Устройство согласно настоящему изобретению относится к устройству для введения гибких труб в трубопровод, скважину или не обсаженный ствол скважины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству движущего трубопрочистного ерша двунаправленного действия, которое выполнено с возможностью введения гибкой трубы, свертываемой в бухту, в жесткую трубу в глубокой воде для обеспечения обслуживания в этой жесткой трубе на предмет удаления пробок, например, парафина, гидратов, минеральных отложений или твердого обломочного материала. Жесткая труба, о которой идет речь, может быть частью вертикальной или горизонтальной скважины, трубопроводом или представлять собой комбинацию обоих этих вариантов. Более конкретно, устройство и способ согласно настоящему изобретению обеспечивают получение движительной системы двунаправленного действия за счет использования сменных регулируемых обратных клапанов двойного действия в каждом направлении, при этом величину гидравлического тягового давления устанавливают и задают до проведения работы или изменяют в полевых условиях. Характерный для предлагаемого устройства признак двунаправленного потока текучей среды позволяет извлекать устройство из трубопровода после выполнения этим устройством своей функции прочистки путем снятия или уменьшения любого гидравлического или гидростатического усилия, воздействующего на трубопрочистной ерш, во время его извлечения из трубопровода или скважины.

Предшествующий уровень техники

В процессе разведочного бурения и разработки подземных месторождений нефти и газа, а также поиска других источников энергии, приходится бурить либо вертикальные, горизонтальные, искривленные скважины, либо совокупность таких скважин, а затем вводить в них удлиненную гибкую трубу с поверхности вглубь жесткой трубы или не обсаженного ствола скважины. Такие пробуренные стволы скважин могут быть частью, например, скважины, нитки трубопровода, нитки насосно-компрессорных труб или бурильной трубы, в зависимости от обстоятельств. Довольно часто требуется вводить гибкую трубу - непрерывно или сегментами - в жесткую трубу или не обсаженный ствол скважины, причем вводимая гибкая труба имеет диаметр, меньший, чем диаметр бура, насосно-компрессорной трубы или не обсаженного ствола скважины, чтобы можно было удалить или разрушить пробки, которые образовались в жесткой трубе или пробуренном стволе скважины.

Стало очень выгодным использовать при прочистке или очистке трубопроводов или горизонтальных скважин непрерывную гибкую трубу, называемую гибкой трубой, свертываемой в бухту. Эта гибкая труба обычно является вводимой трубой, которой присуща относительная гибкость и которая имеет непрерывную длину при разматывании с большого барабана на полу буровой вышки и опускании в ствол скважины. К концу гибкой трубы, свертываемой в бухту, можно подсоединять инструменты различных типов для решения любой необходимой задачи ниже поверхности. Можно соединять друг с другом колонны гибких труб, свертываемых в бухты, чтобы нарастить их до длины свыше десять миль за раз.

Для введения и извлечения тысяч футов (метров) или более гибких стальных труб в жесткую трубу или не обсаженный ствол скважины, который может быть заполнен углеводородами или другими веществами, зачастую необходимы большие усилия. При разработке большинства устройств основное внимание уделяется вводящей головке, расположенной в месте, где трубу меньшего диаметра вводят в трубу большего диаметра. Вводящая головка захватывает гибкую трубу вдоль ее длины и - вместе с электродвигателем - направляет и принудительно перемещает эту гибкую трубу в жесткую трубу посредством, например, транспортера с двумя противолежащими цепями или ленточного транспортера, находящегося на поверхности скважины. Вводящие головки довольно распространены в нефтяной или газовой промышленности, свидетельства чего можно обнаружить, например, в патентах США №№ 3827487, 5309990, 5566764 и 5118174, причем все они упоминаются здесь для справок.

Обычная проблема, с которой приходится сталкиваться в области введения гибкой трубы в трубопровод, заключается в том, что гибкая труба может изгибаться или образовывать петли, то есть, гибкая труба образует спираль внизу скважины вследствие как больших усилий, проталкивающих эту гибкую трубу, так и массы самой гибкой трубы. Кроме того, когда жесткая труба становится расположенной ближе к горизонтальной плоскости, масса самих гибких труб, свертываемых в бухты, больше не действует как продольное усилие, тянущее гибкие трубы, а вместо этого действует на стенку жесткой трубы, создавая трение. Кроме того, масса гибкой трубы больше не действует как средство выпрямления этой гибкой трубы, свертываемой в бухту. Такая бухта в связи с трением приводит к возникновению увеличенного усилия, действующего между гибкой трубой, свертываемой в бухту, и внутренним диаметром жесткой трубы, причем это усилие, по существу, связывает гибкую трубу. В результате этой и других проблем, такие уже известные устройства не могут эффективно вводить более чем от примерно 3000 до примерно 5000 футов (от 900 до 1500 м) гибких труб, по существу, в горизонтальную жесткую трубу.

Разработаны другие способы увеличения длины, на которую можно вводить гибкую трубу. В патенте США № 5704393 описано устройство, которое можно устанавливать в скважине на конце колонны гибких труб, свертываемых в бухту, в определенном месте. Это устройство представляет собой клапанное устройство, пакерное устройство и соединитель. Предусмотрены уплотнения, которые позволяют перемещать не текучую среду, а гибкую трубу, свернутую в бухту, в центральном канале, проходящем

- 1 005916 через пакерное устройство. Устройство является неподвижным относительно внешнего трубопровода, выполнено с возможностью ограничения или предотвращения течения текучей среды. Сразу же после установки пакера, давление в кольцевом пространстве, т.е. разность давлений между трубопроводом и внутренним пространством гибкой трубы, свертываемой в бухту, увеличивается за счет нагнетания текучей среды в объем кольцевого пространства. Это повышенное давление ужесточает и выпрямляет гибкую трубу, свертываемую в бухту, обеспечивая введение гибкой трубы, свертываемой в бухту, в трубопровод на большее расстояние.

Кроме того, в выданном 17 июля 2001 г. патенте США № 6260617 под названием 8ка1е АррагаГик Еог 1и)ес1шд ТиЬшд Ботеи йрейиек («Салазочное устройство для введения гибких труб в трубопроводы») предложено устройство, которое располагается в некотором промежуточном месте вдоль длины гибкой трубы, свертываемой в бухту, и имеет совокупность роликовых элементов, которая обеспечивает поддержание гибкой трубы, свертываемой в бухту, в центре жесткой трубы, чтобы уменьшить трение между гибкой трубой, свертываемой в бухту, и жесткой трубой. Однако, такое устройство не пригодно для продвижения на большие расстояния - свыше двух или более миль.

Упоминание обо всех вышеупомянутых проблемах, с которыми приходится иметь дело в области использования гибких труб, свертываемых в бухты, внутри ствола скважины или трубопровода, можно найти в упоминаемом здесь для справок патенте США № 6315498 под названием ТйгикГег Ρί§ АррагаГик Еог 1и)ес1шд ТиЬшд Ботеи Р1ре1ше8 («Устройство движущего трубопрочистного ерша, предназначенное для введения гибких труб в трубопроводы»). В этом патенте описаны способ и устройство для введения и гибкой трубы, свертываемой в бухту, в жесткую трубу и извлечения упомянутой гибкой из упомянутой жесткой трубы без изгиба или кручения и с использованием разности давлений, приложенной к движущему трубопрочистному ершу, для создания усилия, необходимого для введения гибкой трубы в жесткую трубу. Трубопрочистной ерш включает в себя одну или более шевронных манжет, препятствующих протеканию текучей среды сквозь трубопрочистной ерш, так что к задней части трубопрочистного ерша можно прикладывать давление и продвигать в трубопровод. Предусмотрено отверстие, обеспечивающее прохождение текучих сред, прокачиваемых через центр гибкой трубы, в пространство перед трубопрочистным ершом. Предусмотрено наличие одного или более клапанов, установленных последовательно или параллельно, которые замедляют прохождение текучих сред мимо трубопрочистного ерша в кольцевое пространство позади трубопрочистного ерша. Имеется вторая группа обратных клапанов, которые в некоторых условиях обеспечивают протекание текучих сред из кольцевого пространства между гибкой трубой и внутренней поверхностью трубопрочистного ерша в пространство перед трубопрочистным ершом. Эти клапаны ограничивают давление, которое может быть приложено сзади трубопрочистного ерша, и они будут открываться, обеспечивая прохождение текучей среды, что принципиально, когда трубопрочистной ерш извлекают из трубопровода. Хотя это устройство и является эффективным, оно не может работать, продолжая одновременно двигаться вперед в трубопроводе и вычищать засорения из этого трубопровода. Кроме того, в отличие от настоящего изобретения, текучая среда под давлением нагнетается по каналу гибкой трубы, свертываемой в бухту, через единственное сопло на переднем конце трубопрочистного ерша, что ограничивает его подвижность и прочищающую способность в трубопроводе. Кроме того, в этом устройстве не предусматривается подъем кусков обломочного материала на поверхность позади трубопрочистного ерша, когда трубопрочистной ерш движется вперед, разрушая преграды в трубопроводе.

Краткое изложение сущности изобретения

Устройство согласно настоящему изобретению и способ применения этого устройства способствуют простому и непосредственному решению проблем, присущих известному уровню техники. Предложено извлекаемое устройство трубопрочистного ерша, имеющее, по существу, цилиндрический корпус, причем этот корпус имеет сквозной центральный проточный канал. Задняя часть корпуса может быть прикреплена к первому концу секции гибкой трубы, свертываемой в бухту, и может включать в себя центральный проточный канал текучей среды, сообщающийся посредством текучей среды с внутренним каналом гибкой трубы, свертываемой в бухту. Также предусмотрена совокупность проточных каналов, равноотстоящих друг от друга внутри корпуса, причем эти проточные каналы обеспечивают протекание текучей среды, нагнетаемой под предварительно определенным давлением, по проточным каналам с обеспечением ее выпуска на переднем конце трубопрочистного ерша для образования струи высокого давления, предназначенной для разрушения возникших в трубопроводе пробок, таких как парафиновые и т.п. Обломочный материал, который образуется в результате разрушения парафина и т.п., можно удалять по центральному каналу обратно в гибкую трубу, свертываемую в бухту, для хранения в резервуаре и т.п. на поверхности. Также имеется совокупность гибких манжет, которые отстоят друг от друга вдоль внешней стенки корпуса трубопрочистного ерша, причем диаметр каждой из них равен внутреннему диаметру трубопровода, и каждая манжета прикреплена к внутреннему металлическому кольцу, которое введено в скользящее сцепление вокруг корпуса трубопрочистного ерша, при этом гибкие манжеты простираются на некоторое расстояние от корпуса трубопрочистного ерша, а их концы находятся в контакте со стенкой трубопровода для обеспечения постоянного гидравлического уплотнения между стенкой трубопровода и концами совокупности гибких манжет. Между манжетами имеется сжимаемое предохрани

- 2 005916 тельное кольцо, так что если трубопрочистной ерш случайно испытывает давление, достигающее величины, при которой может произойти разрыв трубопровода, сжимаемые элементы буду сжиматься, обеспечивая тем самым протекание текучей среды мимо совокупности гибких манжет, что способствует уменьшению давления в трубопроводе. Кроме того, внутри совокупности шести проточных каналов вокруг внутреннего проточного канала предусмотрена система для регулирования усилия, которое сообщается потоку через совокупность каналов в любом направлении, за счет наличия первого пружинного элемента и второго пружинного элемента внутри каналов, причем каждый из пружинных элементов выполнен с возможностью приложения предварительно определенного сжимающего усилия для осуществления сжатия пружины и оказания воздействия на проходящий сквозь нее поток текучей среды и ее сжатия. На задней части трубопрочистного ерша также предусмотрено средство, обеспечивающее прикрепление ловильного инструмента к трубопрочистному ершу с целью удаления трубопрочистного ерша из трубопровода в случае, если трубопрочистной ерш застревает внутри трубопровода. Если это происходит, то обеспечивается протекание текучей среды в противоположном направлении внутри каналов, что позволяет извлекать трубопрочистной ерш из трубопровода при эксплуатации. Как будет видно из нижеследующего изложения задач изобретения, этот усовершенствованный движущий трубопрочистной ерш обладает многими признаками, которые представляют собой усовершенствования по сравнению с движущим трубопрочистным ершом, описанным в патенте США № 6315498, упоминавшимся ранее.

Основная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать устройство трубопрочистного ерша двунаправленного действия, выполненное с возможностью прикрепления к непрерывной гибкой трубе, свертываемой в бухту, и продвижения этой гибкой трубы, свертываемой в бухту, на некоторое расстояние в колодец, трубопровод или буровую скважину на расстояние десять миль или более.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать надежную складываемую систему, содержащую арматурную опорную систему ИМНА на каждой манжете, предназначенную для сжатия и обеспечения складывания манжет в случае приложения избыточного давления, которое можно определить заранее, чтобы предотвратить любую перегрузку по давлению в кольцевом пространстве.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать движущую систему двунаправленного действия, содержащую сменные регулируемые обратные клапаны двойного действия в каждом направлении, причем величину гидравлического осевого давления устанавливают и задают до проведения работы или изменяют в полевых условиях.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать совокупность обратных клапанов двойного действия в «бухтовом» движущем трубопрочистном ерше, которые могут обеспечить протаскивание гибкой трубы, свертываемой в бухту, в трубопровод, скважину или колодец на расстояние свыше 10 миль при одновременной промывке спереди трубопрочистного ерша во время его перемещения вперед и сзади него при вытягивании трубопрочистного ерша из трубопровода, колодца или скважины.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать систему обратных клапанов двойного действия внутри движущего трубопрочистного ерша, которая может обеспечить распыление химических веществ перед движущим трубопрочистным ершом вниз по гибкой трубе, свертываемой в бухту, или - при возврате назад - через трубопрочистной ерш на сторону кольцевого пространства, что экономичнее и быстрее, чем перекачивание химических веществ на сторону кольцевого пространства.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать движущий трубопрочистной ерш, который обеспечивает настройку обратного клапана обратного потока в трубопрочистном ерше на предварительно установленное гидравлическое осевое тяговое усилие, которое будет способствовать оказанию тягового воздействия на гибкую трубу, свертываемой в бухту, или жесткую трубу и направленного вдоль ответвления, вследствие чего исключается подавляющая часть сопротивления трения, обуславливаемого шпилевой катушкой или шпоночной посадкой, вдоль радиуса.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы исключить не только спиральное бухтование гибкой трубы, свертываемой в бухту, или выпучивание жесткой трубы по мере продвижения гибкой трубы по намеченному маршруту, но и предотвратить течение материала гибкой трубы, свертываемой в бухту, или жесткой трубы за счет надежного установления осевого давления, обуславливаемого механической сущностью настроек обратных клапанов, перед работами.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать движущий трубопрочистной ерш, не имеющий частей, которые могут ломаться или теряться в скважине или нитке труб.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать движущий трубопрочистной ерш, который при необходимости можно полностью снарядить и перестроить в полевых условиях и в котором все обратные клапаны двойного действия и складываемая система являются сменными, перестраиваемыми или переустанавливаемыми в полевых условиях.

- 3 005916

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать три или более гибких манжет, которые можно ввести в систему, чтобы надежнее гарантировать их лучшее надевание на более длинных пролетах скважины с трубами.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать новый движущий трубопрочистной ерш, который может включать в себя внутренний встроенный профиль для отсоединения трубопрочистного ерша и вылавливания его из нитки труб.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать новую систему движущего трубопрочистного ерша, длина которой составляет 12 дюймов (30,48 см) и которая полностью сохраняет мощность осевой тяги для продвижения гибких труб, свертываемых в бухту, или трубы на расстояние до десяти миль и более при одновременном обеспечении работы системы на малом радиусе изгиба, включая, но не в ограничительном смысле, радиус 5Ό.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать систему, в которой возможно использование манжет и либо конических движущих трубопрочистных ершей, либо движущих трубопрочистных ершей двунаправленного действия.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать специальные формованные манжеты, предназначенные для движущего трубопрочистного ерша, который можно полностью снарядить для обслуживания труб из некоторой совокупности размеров, например труб, имеющих размеры 6, 8, 10 и 12 дюймов (15,24, 20,32, 25,4 и 30,48 см) и другие размеры.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать движущий трубопрочистной ерш, который может создавать гидравлические усилия, достаточно большие, чтобы продвигать гибкие трубы, свертываемые в бухты, или трубу по скважине на расстояние, превышающее 6 миль, если это потребуется, и может быть использован с салазками или без них.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать устройство движущего трубопрочистного ерша двунаправленного действия, которое может обеспечить протекание текучей среды через трубопрочистной ерш в двух направлениях одновременно, что позволяет перемещать трубопрочистной ерш вперед внутри трубопровода или извлекать этот ерш из трубопровода в случае необходимости.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать сжимающую предохранительную систему для обеспечения повышения давления внутри трубопровода с целью сжатия части трубопрочистного ерша и сброса давления внутри трубопровода.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать устройство движущего трубопрочистного ерша, имеющее совокупность внешних проточных каналов для обеспечения вытекания текучей среды под давлением из передней части трубопрочистного ерша и имеющее центральный проточный канал для обеспечения возврата текучей среды назад через трубопрочистной ерш в гибкую трубу, свертываемую в бухту, и хранения в резервуаре над землей.

Дополнительная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать устройство движущего трубопрочистного ерша, прикрепляемое к концу гибкой трубы, свертываемой в бухту, которое за счет реализации способа проталкивания трубопрочистного ерша по трубопроводу под воздействием давления, прикладываемого к задней части трубопрочистного ерша, - обеспечивает транспортировку гибкой трубы, свертываемой в бухту, трубопрочистным ершом по трубопроводу на расстояния более десяти миль с одновременным исключением бухтования или петлевания гибкой трубы, свертываемой в бухты, во время использования.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания характера, задач и преимуществ настоящего изобретения нужно обратиться к нижеследующему подробному описанию, которое следует читать в связи с нижеследующими чертежами, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые элементы и при этом на фиг. 1 показан общий вид в разрезе устройства движущего трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению, находящегося на конце гибкой трубы, свертываемой в бухту, внутри трубопровода;

на фиг. 2 - вид в поперечном разрезе предпочтительного конкретного варианта осуществления устройства движущего трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению, прикрепленного к концу гибкой трубы, свертываемой в бухту;

на фиг. 3 - дополнительный вид в поперечном разрезе устройства согласно настоящему изобретению, иллюстрирующий центральный внутренний канал, проходящий сквозь устройство;

на фиг. 4 и 5 показаны соответственно виды спереди и сзади предпочтительного конкретного варианта осуществления устройства движущего трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению;

на фиг. 6 - пространственное изображение с разделением деталей, содержащихся в одном из совокупности внешних каналов внутри устройства движущего трубопрочистного ерша;

на фиг. 7А-7С - течение текучей среды по одному из внешних каналов на корпусе движущего трубопрочистного ерша в зависимости от давления внутри канала;

- 4 005916 на фиг. 8 - вид устройства движущего трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению во время использования устройства, когда оно движется по трубопроводу, вычищая обломочный материал, скопившийся внутри трубопровода;

на фиг. 9 - поперечное сечение предпочтительного конкретного варианта осуществления устройства согласно настоящему изобретению, извлекаемого из трубопровода при течении текучей среды в обратном направлении через трубопрочистной ерш, осуществляемом для достижения упомянутого эффекта;

на фиг. 10 показано поперечное сечение устройства трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению, вводимого вместе с ловильным или подобным ему инструментом;

на фиг. 11 - дополнительный вид устройства движущего трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению после закрепления ловильного инструмента в устройство движущего трубопрочистного ерша с целью извлечения его из трубопровода; и на фиг. 12 - макет всей системы, которая применяется для осуществления способа продвижения трубопрочистного ерша в трубопровод и извлечения из трубопровода во время использования.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1-12 проиллюстрирован конкретный вариант осуществления устройства согласно настоящему изобретению и способа применения этого устройства. Как показано на общем виде в разрезе, представленном на фиг. 1, здесь изображено устройство 10 движущего трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению, именуемое далее просто устройством 10, которое расположено внутри трубопровода 12, обычно представляющего собой секционный трубопровод или обсадную колону в скважине, которая пробурена либо вертикально, либо горизонтально, либо с комбинированием обоих этих направлений, на большое расстояние - до 500000 или 60000 футов (15 или 18 км) или более - для извлечения углеводородов по каналу 14 трубопровода на поверхность в направлении стрелки 16. Как показано на чертеже, трубопровод включает в себя непрерывную стеночную часть 19 и, как говорилось ранее, имеет сквозной канал 14. Как видно на фиг. 1, устройство 10 трубопрочистного ерша закреплено на конце секции гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, которая широко применяется в нефтяной и газовой промышленности. Как известно в данной области техники, гибкая труба 22, свертываемая в бухту, представляет собой непрерывную секцию некоторой гибкой трубы, которую разматывают с барабана, находящегося на полу буровой вышки, выполненного с возможностью непрерывного разматывания гибкой трубы, свертываемой в бухту, вниз в трубопровод в различных целях. Хотя предпочтительный способ маневрирования устройства 10 трубопрочистного ерша в стволе скважины состоит в использовании гибкой трубы, свертываемой в бухту, при осуществлении описываемого здесь способа можно использовать колоны труб других типов.

Как видно на фиг. 1, а также на виде, показанном на фиг. 2, гибкую трубу 22, свертываемую в бухту, сначала крепят к гидравлическому отсоединяющему механизму 18, который широко известен в данной области техники, и служит для обеспечения отсоединения устройства 10 трубопрочистного ерша от гибкой трубы, свертываемой в бухту, в случае, когда трубопрочистной ерш застревает в трубопроводе 12. Гидравлический отсоединяющий механизм 18 крепится к первому вилочному шарнирному отклонителю 20, который в свою очередь крепится ко второму вилочному шарнирному отклонителю 20, причем функция вилочных шарнирных отклонителей 20 состоит в том, чтобы обеспечить критический изгиб трубопрочистного ерша на конце гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, в трубопроводе. Второй вилочный шарнирный отклонитель 20 может быть прикреплен резьбой к устройству 10 трубопрочистного ерша с помощью резьбового элемента 23, как видно на фиг. 2.

Важность использования вилочных шарнирных отклонителей 20 в конструкции между гибкой трубой 22, свертываемой в бухту, и устройством 10 лучше всего пояснить, обратившись к фиг. 12. На фиг. 12, где проиллюстрирован макет системы, показано, что трубопровод 12 делает изгиб на 90° в месте 15, которое в технологии прокладки трубопроводов известно под названием «изгиб радиусом 5Ό» (где Ό диаметр трубы). Чтобы устройство 10 трубопрочистного ерша, находящееся на конце гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, могло отработать такой изгиб, необходимы два вилочных шарнирных отклонителя 20, при наличии которых устройство 10 трубопрочистного ерша легко проходит по изгибу радиусом 5Ό, продвигаясь дальше по горизонтальному или вертикальному трубопроводу 12. Хотя трубопрочистной ерш в этом конкретном варианте осуществления маневрирует по изгибу радиусом 5Ό, можно заранее сказать о возможности маневрирования и по изгибам других размеров, в зависимости от размера трубопровода.

Сейчас обратимся к фиг. 2-5, где подробно показано устройство 10 трубопрочистного ерша. Обращаясь теперь сначала к фиг. 2, отмечаем, что устройство 10 включает в себя, по существу, цилиндрический корпус 32, имеющую основной центральный проточный сквозной канал 34, идущий от переднего конца 36 устройства к заднему концу 38 устройства. Как показано на чертеже, проточный канал 34 проходит непрерывно - как непрерывный проточный канал - через вилочные шарнирные отклонители 20, гидравлический отсоединяющий механизм 18 и идет к каналу 35 гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, и далее к полу буровой вышки. Функционирование этого канала будет пояснено ниже. На переднем конце 36 устройства 10 предусмотрен носовой элемент 29, прикрепленный резьбой к устройству 10 посредством резьбового соединения 31 и имеющий совокупность отстоящих друг от друга надставок 33, окан

- 5 005916 чивающихся в концевой части 37, ограничивающей совокупность проточных проемов 39 для текучей среды между надставками 33 с целью обеспечения протекания через проемы 39 в проточный канал 34; причины этого ограничения будут пояснены ниже.

Как ясно видно на фиг. 2 и 3, устройство 10 трубопрочистного ерша также содержит совокупность отстоящих друг от друга гибких манжет 24. Эти манжеты 24 должны быть выполнены из долговечного гибкого материала, такого, как полиуретан или аналогичный материал. Каждая манжета 24 является круглой в поперечном сечении и включает в себя круглую корпусную часть 25, прикрепленную к внутреннему металлическому кольцевому элементу 26, который закреплен вокруг внешней стенки корпуса 32 трубопрочистного ерша. Каждая манжета 24 также включает в себя раструбную часть 27, простирающуюся наружу от корпуса 25 каждой манжеты 24 и вступающую в контакт вдоль внутренней поверхности 13 трубопровода 12 и тем самым определяющую контактное сцепление с поверхностью 13, когда трубопрочистной ерш продвигается внутри трубопровода 12 под давлением, а текучая среда между ними пройти не может.

Кроме того, как показано на видах спереди и сзади, представленных на фиг. 2-5, имеется совокупность внешних проточных каналов 40, причем, как видно на чертежах, каждый из этих проточных каналов 40 проходит от переднего конца 36 устройства до заднего конца 38 устройства 10. Как показано на чертежах, каждый из проточных каналов 40 ограничивает систему, обеспечивающую протекание текучей среды под давлением в любом из двух направлений внутри проточных каналов 40, что будет пояснено ниже. Система в каждом проточном канале 40 содержит первую, переднюю пружину 42 движущего трубопрочистного ерша и заднюю, реверсную пружину 44 движущего трубопрочистного ерша, причем эта задняя пружина 44 удерживается на своем месте посредством гайки 46, как показано на фиг. 5, а передняя пружина 42 удерживается на своем месте посредством сопловых элементов 48, 49, введенных в резьбовое зацепление внутри канала 40 устройства.

Как дополнительно показано на подробном виде, между пружинами 42, 44 имеется подвижный поршневой элемент 50, закрепляемый внутри сальника 52, представляющего собой уплотняющее тело 52, и имеющий пару уплотнительных колец 54 круглого поперечного сечения для обеспечения или блокировки протекания текучей среды через него в зависимости от давления в системе. Функционирование каждого из проточных каналов 40, в которых заключены вышеописанные элементы, будет более подробно рассмотрено этой заявке ниже со ссылками на фиг. 8 и 9.

Перед пояснением действий устройства 10 трубопрочистного ерша во время работы обратимся теперь к фиг. 6 и фиг. 7А-7С, которые подробно поясняют функционирование компонентов внутри каждого из внешних каналов 40 устройства 10 трубопрочистного ерша. Как видно на фиг. 6 в перспективном изображении с пространственным разделением деталей и как было рассмотрено ранее в связи с фиг. 5, внутри корпуса трубопрочистного ерша 10 имеется в общей сложности шесть каналов 40, три сопловых элемента 48, имеющих один сквозной канал 51 для направления течения текучей среды непосредственно вперед из устройства 10 трубопрочистного ерша, и другие три сопловых элемента 49, имеющие совокупность трех сквозных каналов 51, обеспечивающих воздействие струи, направляемой наружу из сопла и вступающей в контакт со стенкой обсадной колонны, как можно было увидеть на фиг. 6 и 8. Сопловые элементы 48 и 49 могут чередоваться внутри корпуса 32 трубопрочистного ерша 10 и могут быть введены в резьбовое зацепление посредством штокового элемента 53, который ввинчен в переднее резьбовое отверстие 55 канала 40, как видно на фиг. 6.

Для описания работы системы приложения давления текучей среды, обратимся к фиг. 7. Как показано на фиг. 7А, пружинные элементы 42 и 44 трубопрочистного ерша находятся внутри канала 40, а поршневой элемент 50 посажен внутри уплотняющего тела 52 и уплотнен по месту уплотнительными кольцами 54 круглого поперечного сечения, не допуская протекание текучей среды, если не подвергается воздействию усилия предварительно определенной величины. Обратимся теперь к фиг. 7В, где показано, что задняя пружина 44 подверглась воздействию усилия текучей среды, обеспечивающего сжатие пружины 42. Можно предсказать, что в этом случае предпочтительным было бы усилие величиной 450 фунтов (2002 ньютона) силы, хотя величина усилия может быть большей или меньшей, в зависимости от ситуации. Когда это предварительно определенное усилие приложено, передняя пружина 42 должна будет сжиматься, а поршень 50 будет выходить из контакта с уплотнительными кольцами 54 круглого поперечного сечения, обеспечивая протекание текучей среды внутри пространства 40 в обход уплотнения между уплотнительными кольцами 54 круглого поперечного сечения в направлении стрелки 110 и выход текучей среды из передней части каждого из сопел 48, 49, как показано на чертежах. Течение такого типа может возникать, когда трубопрочистной ерш 10 работает в условиях, рассматриваемых в связи с фиг. 8.

На фиг. 7С показано течение текучей среды по каналу 40 в обратном - по сравнению с фиг. 7В - направлении во время работы трубопрочистного ерша 10 в условиях, рассматриваемых в связи с фиг. 9. Как видно на фиг. 7С, основной поток текучей среды будет проходить вперед по внутреннему каналу 34 трубопрочистного ерша 10 и будет возвращаться через множество внешних каналов 40. Когда это происходит, поток текучей среды, как видно на чертеже, направлен по стрелке 112, показанной на фиг. 7С, и пружина 42 движущего трубопрочистного ерша под воздействием этого потока течения текучей среды будет сжимать заднюю пружину 44 движущего трубопрочистного ерша, тем самым высвобождая эле

- 6 005916 мент 50 из уплотняющего контакта с кольцевыми уплотнениями 54 круглого поперечного сечения, что позволит потоку текучей среды в направлении стрелки 112 протекать по всему каналу 40 в направлении стрелки 112 и возвращаться в проточный канал 14 обсадной колонны 12. Можно предвидеть, что предпочтительным на пружине движущего трубопрочистного ерша было бы усилие примерно 150 фунтов (667 ньютонов) силы, которое позволит сжимать заднюю пружину 44 движущего трубопрочистного ерша, хотя величина усилия может быть большей или меньшей, в зависимости от ситуации. Именно за счет этого комбинирования течения текучей среды через предварительно определенные пружины сжатия становится возможным определение величины давления, необходимого для обеспечения протекания потока в любом направлении, какая бы ситуация ни возникла.

Чтобы понять работу устройства, когда оно находится внутри трубопровода 12, как показано на фиг. 1, обратимся теперь к фиг. 8 и 9. Обращаясь сначала к фиг. 8, отмечаем, что устройство 10 трубопрочистного ерша находится во внутреннем канале 14 трубопровода 12, и при этом совокупность манжетных элементов 24, количество которых предпочтительно равно трем и которые своей раструбной манжетной частью 27 контактируют с внутренней поверхностью 13 трубопровода 12, делая это по всей непрерывной поверхности стенки 13, вследствие чего блокируется протекание текучей среды между трубопрочистным ершом 10 и внутренней поверхностью 13 трубопровода 12.

Как показано на фиг. 8, устройство 10, в соответствии с вышеизложенным, должно быть установлено на конец гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, а текучая среда под предварительно определенным давлением должна нагнетаться в трубопровод позади трубопрочистного ерша 10, и эта находящаяся под давлением текучая среда должна толкать трубопрочистной ерш вперед в трубопроводе 12, а трубопрочистной ерш 10 - по мере собственного продвижения вперед - будет тянуть за собой гибкую трубу 22, свертываемую в бухту. На конкретном виде, представленном на фиг. 8, показано, что трубопрочистной ерш 10 встречает на своем пути обломочный материал 70, например, парафин, гидраты, окалину, другой твердый обломочный материал или аналогичный материал, который отложился внутри трубопровода и должен быть удален. В целях проведения такой работы, трубопрочистной ерш на конце гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, подвергается сзади воздействию усилия текучей среды в направлении стрелок 75, так что усилие текучей среды, прикладываемое текучей средой, поступающей с пола буровой вышки по внутреннему каналу 14 трубопровода 12, толкает трубопрочистной ерш по трубопроводу, а этот трубопрочистной ерш, в сущности, тащит за собой гибкую трубу, свертываемую в бухту, по трубопроводу по мере собственного продвижения вперед. Как показано на чертеже, когда трубопрочистной ерш встречается с препятствием 70, давление позади трубопрочистного ерша 10 будет возрастать до величин примерно 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 килопаскалей). В этот момент давление должно оказаться достаточным для приведения в действие шести каналов 40 в соответствии с фиг. 7А, а текучая среда должна вытекать из шести сопел 48, 49, вследствие чего струя текучей среды под давлением будет направляться к стенке 13 трубопровода и к обломочному материалу 70, разрушая этот обломочный материал на мелкие кусочки 71 на своем пути. Обломочный материал может переноситься потоком текучей среды в направлении стрелок 77 через проемы 39 внутри носового элемента 29 трубопрочистного ерша 10 и направляться назад через внутренний центральный канал 34 трубопрочистного ерша, с последующим перемещением наверх по каналу 35 гибкой трубы, свертываемой в бухту, и далее к поверхности в направлении стрелки 90. Таким образом, трубопрочистной ерш 10 принудительно перемещается под воздействием направленного назад усилия текучей среды под давлением и разрушает встречающийся ему обломочный материал.

Обращаясь теперь к фиг. 9, отмечаем, что и здесь устройство 10 трубопрочистного ерша показано внутри канала 14 трубопровода 12. На этом конкретном виде показано, что после завершения трубопрочистным ершом своей работы, описанной в связи с фиг. 8, трубопрочистной ерш в действительности извлекается из трубопровода в направлении стрелок 100, как видно на чертеже. Это осуществляется за счет обеспечения протекания текучей среды внутри пространства 35 гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, в направлении стрелки 102 и, в конечном счете, через центральный канал 34 трубопрочистного ерша 10. Текучая среда будет вытекать из проемов 39 в носовом элементе 29, а потом возвращаться через отверстия в соплах 48, 49 по каждому из внешних каналов 40 в направлении стрелок 104 внутрь пространства 14 вокруг устройства 10 трубопрочистного ерша и будет подниматься вверх по обсадной колонне. Это протекание происходит в направлении, противоположном направлению потока текучей среды, имевшему место в случае, рассмотренном на фиг. 8, когда поток текучей среды проходил по каналу 34 трубопрочистного ерша 10 и возвращался через совокупность других каналов в проточное пространство 14 для текучей среды в обсадной колонне, следовательно, текучая среда будет возвращаться по обсадной колонне, через которую проходит гибкая труба 22, свертываемая в бухту.

Одно из отличий устройства 10, которое до сих пор не рассматривалось, заключается в том, что устройство трубопрочистного ерша по мере своего продвижения может сталкиваться внутри трубопровода с такими давлениями, которые в наихудшем случае вызывают повреждение трубопровода или даже разрыв трубопровода. Чтобы точнее рассмотреть, как это происходит, нужно обратиться к устройству трубопрочистного ерша, в котором каждый из манжетных элементов 24 удерживается по месту сжимаемым стопорным кольцом 28, которое можно увидеть, в частности на фиг. 8 и 9. Если давление внутри

- 7 005916 трубопровода увеличится, сжимаемые кольца 28 будут сжиматься, вследствие чего совокупность колец 60 обеспечат протекание текучей среды мимо манжет 24, и поэтому они уже не будут представлять собой уплотнение, которое могло бы привести к разрыву трубопровода.

Еще одно отличие устройства заключается в том, что каждое из колец 24, которое закреплено вокруг корпуса трубопрочистного ерша, прикреплено к внутреннему металлическому кольцу 26, как видно на чертежах. Это металлическое кольцо 26 может иметь разную ширину в зависимости от размера трубопровода, в который приходится вводить трубопрочистной ерш. Следовательно, для постоянного поддержания каждого кольца 24 гибким может потребоваться установка металлических колец 26 на корпуса трубопрочистных ершей, имеющие разный диаметр, чтобы можно было вводить их в трубопроводы определенных диаметров. Поэтому металлические кольца 26 имеют разную толщину между гибким кольцом 24 и корпусом трубопрочистного ерша, что позволяет заполнять меньшие или большие промежутки внутри трубопровода.

Обратимся теперь к фиг. 10 и 11, на которых показан вид устройства 10 трубопрочистного ерша, например - что может случиться - застрявшего внутри трубопровода 12. Чтобы извлечь устройство 10, нужно сначала активизировать гидравлический отсоединяющий механизм 18, действуя с пола буровой вышки способом, известным в данной области техники, чтобы таким образом отсоединить трубопрочистной ерш 10 от гибкой трубы 22, свертываемой в бухту. Как видно на фиг. 10, тогда оператор должен послать ловильный инструмент 120 на конце гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, в ствол скважины. Ловильный инструмент 120 обычно включает в себя захватный конец 122, который обычно вводят в канал 34 трубопрочистного ерша 10 внутри и фиксируют по месту в канале 34 трубопрочистного ерша 10 внутри трубопровода 12, как видно на фиг. 11. Как только это происходит, гибкую трубу 22, свертываемую в бухту, и т.п., обычно наматывают обратно на барабан в направлении стрелки 130, как видно на фиг. 11, вследствие чего гибкая труба 22, свертываемая в бухту, будет извлечена. И опять, если бы встретилась текучая среда или нечто подобное, поток текучей среды потек бы в направлении, которое было описано ранее в связи с фиг. 9, по мере извлечения трубопрочистного ерша из трубопровода.

Способ, соответствующий настоящему изобретению

Устройство 10 движущего трубопрочистного ерша согласно настоящему изобретению, охарактеризованное в описании наряду с дополнительными конкретными вариантами его осуществления, можно было бы использовать в трубопроводе, например, таком, в котором обычно имеется радиус 5Ό или радиус другого размера. Устройство 10 трубопрочистного ерша будет крепиться к непрерывной секции гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, посредством по меньшей мере одного гидравлического отсоединяющего механизма и пары шаровых или вилочных шарнирных отклонителей 20 для обеспечения преодоления радиуса 5Ό в трубопроводе трубопрочистным ершом.

Трубопрочистной ерш обычно снаряжен пружинами 42, 44 движущего трубопрочистного ерша в шести проточных камерах, причем первые из них предпочтительно рассчитаны на 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 килопаскалей), а реверсные пружины 44 движущего трубопрочистного ерша рассчитаны на 150 фунтов на квадратный дюйм (1034 килопаскаля), хотя эти цифры могут изменяться в зависимости от требуемого давления потока текучей среды. В предпочтительном варианте, три из проточных камер 40 будут иметь сопло 48 размером 1/4 дюйма, направленное прямо вниз параллельно трубопроводу, а три чередующихся камеры 40 будут иметь сопла 49 размером 1/8 дюйма, каждое из которых расположено под углом, чтобы охватить всю находящуюся перед ними окружность промываемого трубопровода. В зависимости от обстоятельств проводимой работы, может потребоваться изменение размера и количеств проточных сопел 48, 49, связанных с трубопрочистным ершом.

После прикрепления трубопрочистного ерша 10 к гибкой трубе 22, свертываемой в бухту, сзади трубопрочистного ерша прикладывают давление текучей среды, а совокупность манжет 24, внешние концы которых контактируют со стенкой трубопровода, будет обеспечивать проталкивание трубопрочистного ерша текучей средой под давлением вперед внутри трубопровода. На протяжении того времени, когда давление текучей среды оказывается меньше 450 фунтов на квадратный дюйм (3100 килопаскалей), пружины движущего трубопрочистного ерша внутри проточных камер не будут действовать. Как упоминалось ранее, два шаровых или вилочных шарнирных отклонителя будут обеспечивать преодоление трубопрочистным ершом участка 15 радиусом 5Ό, как видно на фиг. 12, и тогда давление текучей среды будет продолжать толкать трубопрочистной ерш вперед. Когда трубопрочистной ерш встретит препятствие, такое как парафин, давление возрастет настолько, что пружины движущего трубопрочистного ерша сожмутся, и по проточньм каналам потечет текучая среда, выходя из шести групп сопел и создавая поток текучей среды под давлением, направленный в окружном направлении на упомянутое препятствие для растворения или разрушения этого препятствия. Текучая среда, содержащая измельченный материал, будет возвращаться по внутреннему проточному каналу 34 в трубопрочистном ерше 10 назад в гибкую трубу 22, свертываемую в бухту, а потом подниматься на поверхность, где будет собираться в сборнике или аналогичном резервуаре.

Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока трубопрочистной ерш не пройдет весь трубопровод, таща за собой гибкую трубу, свертываемую в бухту. Ввиду особой совокупности элементов, трубопрочистной ерш окажется способным пройти 50000-60000 футов (15-18 км) или более, решая свою

- 8 005916 задачу. Когда решение этой задачи будет завершено, трубопрочистной ерш вытащат на поверхность, наматывая на барабан гибкую трубу, свертываемую в бухту. Поток текучей среды вернется в проточные каналы, так что текучая среда будет перекачиваться вниз под гибкую трубу, свертываемую в бухту, по каналу 34 и выходить на переднем конце трубопрочистного ерша 10. По достижении давления по меньшей мере 150 фунтов на квадратный дюйм (1034 килопаскаля) перед трубопрочистным ершом начнут действовать пружины движущего трубопрочистного ерша, обеспечивая течение текучей среды назад в проточные каналы и далее в часть трубопровода, находящуюся сзади трубопрочистного ерша 10, для последующего сбора на поверхности.

В случае если трубопрочистной ерш застрянет в скважине, сработает гидравлический отсоединяющий механизм 18, как обычно бывает в данной области техники, так что гибкая труба, свертываемая в бухту, будет отсоединена от трубопрочистного ерша и извлечена. Затем в скважину спустят ловильный инструмент, чтобы зацепить трубопрочистной ерш и извлечь его из положения, в котором он застрял.

В число описываемых особых признаков также входит то, что размер трубопрочистного ерша, характерный для этого трубопрочистного ерша, можно изменять при необходимости. Например, пружины движущего трубопрочистного ерша могут иметь разные жесткости в зависимости от давления внутри скважины. Кроме того, манжеты могут иметь разные размеры в зависимости от диаметра трубопровода. Предполагается, что все эти модификации можно без затруднений провести на буровой площадке.

Для описания осуществления вышеописанного способа применения устройства 10 трубопрочистного ерша обратимся к фиг. 12, где показан трубопровод 12, а также изображен барабан 150 гибкой трубы 22, свертываемой в бухту, и сама гибкая труба 22, свертываемая в бухту, введенная внутрь трубопровода

12. Трубопрочистной ерш 10 расположен на конце гибкой трубы 22, свертываемой в бухту. Как показано на чертеже, предусмотрен насос 152, который будет прокачивать текучую среду по ответвлению 153 к приемной стороне 154 трубопровода после того, как трубопрочистной ерш 10 окажется внутри трубопровода. После этого текучая среда будет перекачиваться насосом 152 под предварительно определенным давлением, которое обеспечит перемещение трубопрочистного ерша вниз в трубопроводе в направлении стрелки 160. По мере продвижения трубопрочистного ерша вниз эта текучая среда возвращается так, как показано на фиг. 8, т.е. текучая среда будет возвращаться по каналу 35 в гибкой трубе 22, свертываемой в бухту, через ответвление 155 в резервуар-накопитель 157. Точно таким же образом можно будет вернуть любую избыточную текучую среду по ответвлению 159 в резервуар 157, из которого ее можно будет потом перекачивать с помощью насоса 152 для продвижения трубопрочистного ерша вперед. На чертеже также показан модуль 170 электропитания, оперативно контролируемый с пульта 172, у которого должен находиться работник, в обязанности которого будет входить оперативный контроль всех функций системы.

Перечень деталей

Ниже приводится перечень подходящих деталей и материалов для различных элементов предпочтительного конкретного варианта осуществления настоящего изобретения.

Устройство движущего трубопрочистного ерша 10

Трубопровод 12

Внутренняя поверхность 13

Канал 14

Место (изгиба) 15

Стрелка 16

Гидравлический отсоединяющий механизм 18

Часть стенки 19

Вилочный шарнирный отклонитель 20 Гибкая труба, свертываемая в бухту 22 Резьбовой элемент 23

Манжеты 24

Корпус 25

Внутреннее металлическое кольцо 26

Раструбная часть 27

Сжимаемое стопорное кольцо 28

Носовой элемент 29

Резьбовая часть 31

Корпусная часть 32

Надставки 33

Центральный проточный канал 34

Канал 35

Передний конец 36

Концевая часть 37

Задний конец 38

Проемы 39

- 9 005916

Внешние проточные каналы 40

Передняя пружина движущего трубопрочистного ерша 42

Реверсная пружина движущего трубопрочистного ерша 44

Гайка 46

Сопловой элемент 48

Сопловой элемент 49

Подвижный поршневой элемент 50

Каналы 51

Уплотняющее тело 52

Штоковый элемент 53

Уплотнительные кольца круглого поперечного сечения 54

Обломочный материал 70

Кусочки 71

Стрелки 75

Стрелки 77

Стрелки 90

Стрелки 100

Стрелки 102

Стрелки 104

Стрелки 110

Стрелки 112

Ловильный инструмент 120

Захватный конец 122

Стрелка 130

Барабан 150

Насос 152

Ответвление 153

Приемная сторона 154

Ответвление 155

Резервуар-накопитель 157

Ответвление 159

Стрелка 160

Модуль электропитания 170

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство трубопрочистного ерша двунаправленного действия для применения в трубопроводе, в котором трубопрочистной ерш содержит

а) корпус, имеющий переднюю и заднюю концевые части и первый основной сквозной канал,

б) совокупность каналов движущего трубопрочистного ерша, проходящих через корпусную часть, для обеспечения протекания текучей среды через каждый из каналов движущего трубопрочистного ерша в первом направлении под первым давлением текучей среды и во втором направлении под вторым давлением текучей среды,

в) средства внутри каждого канала движущего трубопрочистного ерша для реагирования на давления текучей среды с целью обеспечения протекания текучей среды по каналам движущего трубопрочистного ерша.
2. Устройство по п.1, в котором предусмотрены по меньшей мере шесть каналов движущего трубопрочистного ерша.
3. Устройство по п.1, в котором средство внутри каждого канала движущего трубопрочистного ерша, реагирующее на давление текучей среды, дополнительно содержит первую пружину движущего трубопрочистного ерша и вторую, реверсную пружину движущего трубопрочистного ерша для регулирования течения по каналам.
4. Устройство по п.3, в котором первая пружина движущего трубопрочистного ерша является сжимаемой под давлением примерно 3100 килопаскалей.
5. Устройство по п.3, в котором реверсная пружина движущего трубопрочистного ерша является сжимаемой под давлением примерно 1034 килопаскаля.
6. Устройство по п.3, в котором сжатие первой пружины движущего трубопрочистного ерша обеспечивает первый поток текучей среды через совокупность каналов движущего трубопрочистного ерша сзади трубопрочистного ерша для контакта с материалом перед трубопрочистным ершом по мере перемещения трубопрочистного ерша по трубопроводу под давлением.

- 10 005916
7. Устройство по п.3, в котором реверсная пружина движущего трубопрочистного ерша обеспечивает возврат потока текучей среды через совокупность каналов движущего трубопрочистного ерша спереди трубопрочистного ерша к задней части трубопрочистного ерша при некотором давлении текучей среды.
8. Устройство по п.1, которое крепится к концу гибкой трубы, свертываемой в бухту.
9. Устройство по п.1, которое крепится по меньшей мере к одному вилочному шарнирному отклонителю и гидравлическому отсоединяющему механизму.
10. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере три гибких манжеты, равноотстоящие друг от друга вдоль внешней стенки корпуса трубопрочистного ерша и находящиеся в контакте с внутренней стенкой трубопровода.
11. Устройство по п.1, в котором совокупность каналов движущего трубопрочистного ерша обуславливает направление потока текучей среды под давлением через сопла движущего трубопрочистного ерша, при этом три сопла выпускают текучую среду перед трубопрочистным ершом и три сопла выпускают текучую среду по направлению к стенке трубопровода рядом с трубопрочистным ершом.
12. Устройство по п.1, дополнительно содержащее сжимающие кольца между каждыми соседними манжетами, которые будут сжиматься под избыточным давлением внутри трубопровода, уменьшая прирост давления.
13. Устройство трубопрочистного ерша двунаправленного действия, прикрепляемое к концу гибкой трубы, свертываемой в бухту, внутри трубопровода и содержащее

а) корпус, имеющий переднюю и заднюю концевые части и первый основной сквозной канал;

б) совокупность каналов движущего трубопрочистного ерша, проходящих через корпус;

в) средства, обеспечивающие протекание текучей среды через совокупность каналов движущего трубопрочистного ерша в первом направлении под некоторым давлением текучей среды и во втором направлении под вторым давлением текучей среды;

г) совокупность манжет, простирающихся наружу от корпуса на расстояние, равное внутреннему диаметру трубопровода; и

д) первый поток текучей среды через совокупность каналов движущего трубопрочистного ерша сзади трубопрочистного ерша для контакта с материалом перед трубопрочистным ершом по мере перемещения трубопрочистного ерша по трубопроводу под давлением;

е) второй поток текучей среды, возвращающийся спереди трубопрочистного ерша к задней части трубопрочистного по первому основному каналу, при этом текучая среда переносит обломочный материал, с которым вступил в контакт первый поток текучей среды.
14. Устройство по п.13, которое крепится к паре вилочных шарнирных отклонителей для обеспечения маневрирования трубопрочистного ерша по изгибам в трубопроводе.
15. Устройство по п.13, которое крепится к гидравлическому отсоединяющему механизму для обеспечения отсоединения устройства от гибкой трубы, свертываемой в бухту.
16. Устройство по п.13, в котором предусмотрены по меньшей мере шесть каналов движущего трубопрочистного ерша.
17. Устройство по п.13, в котором каждый канал движущего трубопрочистного ерша дополнительно содержит первую пружину движущего трубопрочистного ерша и вторую, реверсную пружину движущего трубопрочистного ерша для регулирования течения по каналам.
18. Устройство по п.13, в котором первая пружина движущего трубопрочистного ерша является сжимаемой под давлением примерно 3100 килопаскалей.
19. Устройство по п.13, в котором реверсная пружина движущего трубопрочистного ерша является сжимаемой под давлением примерно 1034 килопаскаля.
20. Способ прочистки трубопровода, включающий в себя следующие этапы, на которых

а) устанавливают устройство трубопрочистного ерша на конец секции гибкой трубы, свертываемой в бухту, в трубопроводе;

б) нагнетают текучую среду под давлением в трубопровод позади трубопрочистного ерша, чтобы сообщить этому трубопрочистному ершу движение вперед в трубопроводе;

в) увеличивают давление текучей среды позади трубопрочистного ерша в предварительно определенный момент с тем, чтобы открыть каналы движущего трубопрочистного ерша внутри корпуса трубопрочистного ерша и обеспечить протекание нескольких потоков текучей среды по упомянутым каналам и выпуск ее через передний конец трубопрочистного ерша;

г) осуществляют циркуляцию выпущенной текучей среды назад через корпус трубопрочистного ерша и вверх по гибкой трубе, свертываемой в бухту, к поверхности таким образом, что рециркулируемая текучая среда переносит любые кусочки обломочного материала, извлеченные из трубопровода посредством потока выпущенной текучей среды.
21. Способ по п.20, дополнительно включающий в себя этап, на котором извлекают трубопрочистной ерш изнутри трубопровода за счет нагнетания текучей среды под давлением вниз по каналу гибкой трубы, свертываемой в бухту, и открывания при предварительно определенном давлении каналов движущего трубопрочистного ерша в противоположном направлении, вследствие чего текучая среда, проте

- 11 005916 кающая по каналу гибкой трубы, свертываемой в бухту, возвращается в пространство позади трубопрочистного ерша по каналам движущего трубопрочистного ерша.
22. Способ по п.20, при котором каналы движущего трубопрочистного ерша открываются давлением текучей среды, действующим на пружину движущего трубопрочистного ерша с силой, соответствующей примерно 3100 килопаскалям.
23. Способ по п.20, при котором каналы движущего трубопрочистного ерша открываются в противоположном направлении усилием текучей среды, действующим на вторую, реверсную пружину движущего трубопрочистного ерша и имеющим величину, соответствующую примерно 1034 килопаскалям.