RU157614U1 - Устройство для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений - Google Patents

Abstract

Устройство для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений, спускаемое на тросе, состоящее из цилиндрического корпуса, на наружной поверхности которого размещены гибкие металлические щетки, а во внутренней полости размещен электродвигатель, закрепленный в корпусе с помощью опор и центрирующийся при помощи двух подшипников качения, к двигателю присоединен вал переменного диаметра с возможностью совершения вибрационно-колебательных движений, сечение вала в центральной его части имеет эллипсоидную форму, при этом трос закреплен с помощью подвесного переводника, а щетки выполнены с возможностью изгибания вверх-вниз в зависимости от направления движения устройства.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к очистке насосно-компрессорных труб от отложений. При добыче углеводородов это является серьезной проблемой, вызывающей осложнения в работе скважин, нефтепромыслового оборудования и трубопроводных коммуникаций. Их образование приводит к снижению производительности системы и эффективности работы насосных установок.

Известно устройство для очистки колонны насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от парафина [Пат. РФ №2495995 E21B 37/02, опубл. 20.10.2013], содержащее лебедку с барабаном и электродвигателем, подключенную к блоку управления, сообщенному с датчиком, проволоку со скребком на конце, установленным в колонне насосно-компрессорных труб, систему контроля из рычага, ролика и датчика.

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, по причине заточенности лезвий скребка в одном направлении, что позволяет производить очистку только в одном направлении, а также жесткой его конструкции, не позволяющей эффективно очищать стенки насосно-компрессорных труб от различных типов отложений - скребок выполнен в виде шнека, который действует по принципу ножа - срезает отложения парафина, но недостаточно эффективен для удаления ржавчины со стенок НКТ, также затруднительно его использовать в местах деформации труб - ножи не изгибаются и, следовательно, не будут очищать места, где трубы деформированы, или же, в случае серьезной их деформации, скребок не пройдет.

Известно устройство для очистки скважины от органико-механических отложений [Пат. РФ №2100574 E21B 37/02, опубл. 27.12.1997], состоящее из корпуса с окнами, в которых размещены очистные элементы, взаимодействующий с ними толкатель, выполненный в форме клина, и фиксатор положения очистных элементов. Каждый очистной элемент снабжен компенсаторами нагрузки, размещенным между очистным элементом и толкателем, который подпружинен относительно корпуса, а фиксатор выполнен в виде переключателя положения толкателя, причем шток переключателя соединен с хвостовиком, выполненным с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, по причине жесткой конструкции устройства, не позволяющей эффективно очищать стенки насосно-компрессорных труб от различных типов отложений - очистные элементы действуют по принципу ножа - срезают отложения парафина, но недостаточно эффективны для удаления ржавчины со стенок НКТ, также затруднительно его использовать в местах деформации труб - ножи не изгибаются и, следовательно, не будут очищать места, где трубы деформированы, или же, в случае серьезной их деформации, устройство не пройдет, а для того чтобы его привести в транспортное положение, необходимо произвести спуск на забой. Также, недостаточная эффективность проявляется в возможности очистки только при подъеме устройства. Еще один недостаток - сложность его конструкции. Высока вероятность заклинивания или засорения одного из конструктивных элементов, что в свою очередь может привести к застреванию устройства в скважине и необходимости проведения ловильных работ.

Известно устройство для механического удаления асфальтосмолопарафиновых отложений и коррозионной окалины [Пат. РФ №2247826 E21B 37/02, опубл. 10.03.2013], взятое за прототип, состоящее из полого корпуса со сквозными окнами по всей длине, оси которых смещены относительно друг друга по спирали, и элементов скребкования в виде отдельных упругих щеток, установленных в сквозные окна и представляющих собой втулки с запрессованными пучками стальных проволочек, которые установлены в сквозные окна с перекрытием друг друга и возможностью перекрытия рабочими поверхностями - торцами отдельных упругих щеток, всего внутреннего периметра очищаемой трубы.

Недостатком данного устройства является недостаточная эффективность очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от различных типов отложений, так как кроме возвратно-поступательных движений по стволу скважины, очищения добиться нечем. Каждая щетка следует строго в своей плоскости вверх или вниз, без возможности захвата всей внутренней поверхности НКТ. Из этого следует, что либо трубы будут плохо очищены, либо придется проводить большое количество спуско-подъемных операций.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства, которое обеспечит эффективную очистку внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от различных видов отложений, в котором бы сочетались простота конструкции, надежность и высокие очистные возможности.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемой полезной модели является повышение эффективности очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений, расширение области применения, сокращение времени очистки.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений, спускаемое на тросе, состоит из цилиндрического корпуса, на наружной поверхности которого размещены гибкие металлические щетки, а во внутренней полости размещен электродвигатель, закрепленный в корпусе с помощью опор и центрирующийся при помощи двух подшипников качения, к двигателю присоединен вал переменного диаметра с возможностью совершения вибрационно-колебательных движений, сечение вала в центральной его части имеет эллипсоидную форму, при этом, трос закреплен с помощью подвесного переводника, а щетки выполнены с возможностью изгибания вверх-вниз в зависимости от направления движения устройства.

На фиг. 1 изображено в общем виде устройство для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений - вид сбоку.

На фиг. 2 изображено сечение центральной части устройства для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений.

Устройство для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений содержит цилиндрический корпус 1, наружная поверхность которого покрыта гибкими металлическими щетками 2. Гибкие металлические щетки 2 представляют собой собранные в пучки щетины, закрепленные по всей длине цилиндрического корпуса 1 любым известным способом. Расстояние между пучками щетин равно диаметру пучка щетин. Высота щетин металлических щеток 2 зависит от типоразмера устройства и от зазора между внутренней полостью скважины и наружным диаметром устройства. В верхней части цилиндрического корпуса 1 расположено подвесное устройство 3. К подвесному устройству 3 прикреплен трос 4, с помощью которого устройство спускают в скважину. Возле подвесного устройства 3 расположен герметичный кабельный ввод (не показан) электрического кабеля 5, который армирован и имеет высокие прочностные характеристики. Внутри цилиндрического корпуса 1, на опорах 6, закреплен электродвигатель 7. Электродвигатель 7 соединен с валом переменного диаметра 8 соединением, например, шлицевым. Вал переменного диаметра 8 закреплен в опоре электродвигателя 7 на подшипниках качения 9 с возможностью вращения. Центральная часть 10 вала переменного диаметра 8 расположена эксцентрично геометрической оси устройства.

Устройство работает следующим образом.

Собранное и готовое к использованию устройство для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений привозят на скважину. Устанавливают лубрикатор на восемь шпилек, после чего проверяют его на герметичность постепенным повышением давления. В качестве троса 4 использован, например, цельный и без скруток стальной трос. В процессе монтажа/демонтажа устройства, буферная задвижка полностью закрыта. Устройство опускают в лубрикатор, заворачивают лубрикаторную головку, зажимной болт и устанавливают лубрикаторный ролик. При спуске устройства оператор следит за счетчиком глубины и управляет лебедкой. После спуска на необходимую глубину, включают электродвигатель 7 и начинают подъем устройства на поверхность со скоростью не более 1 м/с.При спуске устройства электродвигатель 7 приводит в движение вал переменного диаметра 8. Вал переменного диаметра 8 при вращении придает корпусу 1 вибрационное движение. Металлические щетки 2 вибрируют и изгибаются по направлению спуска устройства, а при подъеме устройства - изгибаются в обратную сторону. При этом, движущаяся промывочная жидкость очищает металлические щетки 2 от отложений, скапливающихся на внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. По окончании подъема устройства проверяют его наличие в лубрикаторе путем раскачивания из стороны в сторону. Перед извлечением устройства снижают давление в лубрикаторе до атмосферного. После окончания работ демонтируют лубрикатор и открывают буферную задвижку.

Заявляемое устройство обеспечивает очистку внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений. За счет циркуляции промывочной жидкости происходит вынос отложений на устье скважины. Вибрация устройства дополнительно способствует отделению этих отложений от щетин металлических щеток.

Claims (1)

1. Устройство для механической очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений, спускаемое на тросе, состоящее из цилиндрического корпуса, на наружной поверхности которого размещены гибкие металлические щетки, а во внутренней полости размещен электродвигатель, закрепленный в корпусе с помощью опор и центрирующийся при помощи двух подшипников качения, к двигателю присоединен вал переменного диаметра с возможностью совершения вибрационно-колебательных движений, сечение вала в центральной его части имеет эллипсоидную форму, при этом трос закреплен с помощью подвесного переводника, а щетки выполнены с возможностью изгибания вверх-вниз в зависимости от направления движения устройства.

   

Images