RU2569425C1 - Device for internal surface cleaning of tubing (versions) - Google Patents
Device for internal surface cleaning of tubing (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569425C1 RU2569425C1 RU2014136494/03A RU2014136494A RU2569425C1 RU 2569425 C1 RU2569425 C1 RU 2569425C1 RU 2014136494/03 A RU2014136494/03 A RU 2014136494/03A RU 2014136494 A RU2014136494 A RU 2014136494A RU 2569425 C1 RU2569425 C1 RU 2569425C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scraper
- rod
- cutter
- knives
- scrapers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к нефтяной промышленности и может быть использована для удаления отложений с поверхности насосно-компрессорных труб.The group of inventions relates to the oil industry and can be used to remove deposits from the surface of tubing.
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.Closest to the proposed is a device for cleaning the inner surface of the tubing (options) (RF, patent No. 2398096, ЕВВ 37/02, 08/27/2010). The device contains an extended housing, which is also a weighting agent. Scrapers are rigidly fixed at the ends of the housing. According to the second option: each scraper contains an even number of at least four identical vertical knives in the form of half a flat frame that is symmetrical in shape with respect to its vertical and horizontal axes of the octahedron. Vertical knives are rigidly interconnected by welding along the vertical axis of the scraper with the formation of equal angles between their side surfaces. In addition, the scrapers contain inclined knives - cutters according to the number of vertical knives in the form of plates, the side edges of which have bilateral sharpening. Inclined knives are rigidly fixed to vertical knives from the outside with the formation of equal cutting angles and points. The first inclined knife connects the upper end of the vertical edge of the first vertical knife to the lower end of the vertical edge of the second vertical knife, the second inclined knife connects the lower end of the vertical edge of the second vertical knife to the upper end of the vertical edge of the third vertical knife, and the third inclined knife connects the upper end of the vertical edge the third vertical knife with the lower end of the vertical edge of the fourth vertical knife, the fourth inclined knife connects the lower end of the vert the edge of the fourth vertical knife with the upper end of the vertical edge of the first vertical knife (for four vertical knives). In this case, one end of the scraper is made with the possibility of connection with the housing, and the second end of the upper scraper is made with the possibility of movable connection with the swivel.
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.A disadvantage of the known device is as follows. In the known device, improving the cutting conditions and improving the quality of cleaning is achieved by reducing the cutting angle formed by two adjacent scraper cutters. To do this, increase the number of vertical knives. However, with an increase in the number of vertical knives, the contact area of the scraper with paraffin deposits simultaneously increases. The latter, which is especially characteristic of solid deposits, promotes waxing of the cutting head, reduces the quality of cleaning and, in the future, leads to the creation of conditions for the formation of a “piston”, which leads to emergency situations.
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.In addition, in the known device, a change in the cutting angle is directly related not only to the quantity, but also to the length of the vertical scraper blades. With a decrease in the cutting angle, the conditions for the removal of cut deposits are worsened, which at the same time worsens the cutting conditions, since the distance between the vertical knives decreases (the number of vertical knives increases), in addition, the number of inclined knives overlapping the space between the vertical knives increases. To improve the conditions for the exit of cut sediments increase the length of the scrapers. However, the total length of the cleaning device must not exceed the length of the lubricator. Therefore, with a decrease in the cutting angle, respectively, with an increase in the length of the scrapers, the length of the casing of the device decreases, which reduces its weight, and therefore, reduces the quality of cleaning, especially on heavy deposits.
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.The proposed device for cleaning the inner surface of the tubing solves the problem of creating an appropriate device, the implementation of which allows to achieve a technical result, which consists in improving the quality of cleaning, by reducing the contact area of the scraper with deposits, improving cutting conditions and reducing cutting forces, as well as consisting in reducing the likelihood of emergency situations.
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:The essence of the invention lies in the fact that for all options in the device for cleaning the inner surface of the tubing, including an extended body, which is also a weighting agent, identical upper and lower scrapers, each scraper contains radial knives and cutters connected to each other the formation of the cutting angle and the tip, in addition, the scrapers are connected to the housing of the device, and the upper scraper with its free end connected to the node connecting to the flexible traction body, while longitudinal axes joining assembly line, scrapers and the body are the same, the new is:
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.according to the first option - each scraper contains a rod and identical radial knives from first to fourth, which are made in the form of an isosceles trapezoid, the sides of which are working and have two-sided sharpening, the radial knives are fixed in pairs, namely: the first, second and third, fourth, large bases of trapeziums at the ends of the rod on its lateral surface, parallel to its longitudinal axial line and at an angle of 90 ° to the surface, with a 180 ° turn against each other and symmetrically with respect to the longitudinal axis of the rod, at Ohm, each pair of radial knives is rotated 90 ° relative to the second pair on the bar, in addition, the scraper contains cutters from the first to the fourth, which are plates in the form of equal sections of tape with the sharpening of both edges inward, which are rigidly fixed by the ends on the smaller bases of the trapezoid radial knives with the formation of equal cutting angles and the tip, while the first cutter connects the smaller bases of the trapezoid of the first and fourth radial knives, the second cutter - the fourth and second, the third cutter - the second and third the fourth, the cutter is the third and first radial knives, while the working surface of the cutter plates is equidistant from the surface of the tubing to be cleaned, and the cutting angles are from 36 to 86 °, in addition, the rod of the upper scraper is made with the possibility of connecting one end to the body and the other end - with the node connecting to the flexible traction body, and the rod of the lower scraper is made with the possibility of connection with one end to the housing, and the other end - with a cone made in the shape of a cone.
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.According to the second option: each scraper contains a rod that is rotatable around its own axis, and identical first to fourth radial knives, which are made in the form of an isosceles trapezoid, the sides of which are working and have two-sided sharpening, the radial knives are fixed in pairs, and namely: the first, second and third, fourth, with large trapezoid bases at the ends of the bar on its lateral surface, parallel to its longitudinal axial line and at an angle of 90 ° to the surface, with a turn opposite each other 180 ° and symmetrically with respect to the vertical axis of the rod, with each pair of radial knives deployed on the rod 90 ° with respect to the second pair, in addition, the scraper contains cutters from first to fourth, which are plates in the form of equal lengths of tape with sharpening both edges inward, which are rigidly fixed by the ends on the smaller bases of the trapezoid of the radial knives with the formation of equal cutting angles and the tip, while the first cutter connects the smaller base of the trapezoid of the first and fourth radial knife her, the second cutter - the fourth and second, the third cutter - the second and third, the fourth cutter - the third and first radial knives, while the working surface of the cutter plates is equidistant from the cleaned surface of the tubing, and the cutting angles are from 36 to 86 °, in addition, the rod of the upper scraper is made with the possibility of connection with one end to the body, and the other end with the connection unit to the flexible traction body, and the rod of the lower scraper is made with the possibility of connection with one end to the body, and the other end with a cone shaped cowl. In this case, the rod is a pipe mounted on the axis with the possibility of rotation, while the axis is equipped with clamps for axial movement of the pipe, and the ends of the axis are made with the possibility of attaching the upper and lower scrapers to the body and to the flexible traction body and fairing, respectively.
Заявленный технический результат достигается следующим образом.The claimed technical result is achieved as follows.
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.For all options. The essential features of the claims: "A device for cleaning the inner surface of the tubing, including an extended housing, which is simultaneously a weighting agent, identical upper and lower scrapers, each scraper contains radial knives and cutters, in addition, the scrapers are connected to the device’s body, and the upper scraper with its free end is connected to the attachment unit to the flexible traction body, while the longitudinal axial lines of the attachment unit, scrapers and housing coincide, ... "are inalienable breakout portion of the inventive device and provide its performance, and, hence, provide the achievement of the claimed technical result.
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.In the claimed device, each scraper contains a rod and four identical radial knives, which are made in the form of an isosceles trapezoid, the sides of which are working and have two-sided sharpening.
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.The rod of the upper scraper is made with the possibility of connection with one end to the body, and the other end with the connection unit to the flexible traction body, and the rod of the lower scraper is made with the possibility of connection with one end to the body and the other end with a cone shaped cowl. The result is a rigid connection between the nodes of the device among themselves, which ensures its performance and cleaning quality, reduces the occurrence of emergency situations.
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.Radial knives in the scrapers are fixed in pairs, namely: the first, second and third, fourth, with large trapezoid bases at the ends of the bar on its lateral surface, parallel to its longitudinal axial line and at an angle of 90 ° to the surface, with a 180 ° turn against each other and symmetrically about the vertical axis of the rod. Moreover, each pair of radial knives is deployed on the rod by 90 ° with respect to the second pair. As a result, the radial knives in the claimed device act as supporting elements for the cutters and at the same time determine and fix the working diameter of the scraper. In addition, since the sides of the radial knives are working and have two-sided sharpening, when moving the scraper inside the tubing, the radial knives loosen and at the same time serve as ribs to break the cut sediments about them, crushing them and improving the conditions for removal from Tubing cut sediment. At the same time, located structurally in front of the cutters, the radial knives by preliminary loosening of deposits improve the cutting conditions, thereby improving the quality of cleaning. At the same time, the cutting force is reduced, which increases the stability of the entire mechanism and reduces the likelihood of emergency situations.
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.In addition, the scraper contains the first to fourth cutters, which are plates in the form of equal lengths of tape with the sharpening of both edges inward. In this case, the first cutter connects the smaller bases of the trapezoid of the first and fourth radial knives, the second cutter - the fourth and second, the third cutter - the second and third, the fourth cutter - the third and first radial knives. The cutters are rigidly fixed by the ends on the smaller bases of the trapezoid of the radial knives with the formation of equal cutting and tip angles.
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.As a result of the proposed fastening, the plates form identical cutters fixed on the small bases of the trapezoid of the radial knives, which, when turned around the scraper axis by 90 °, are rotated by the tips one on the other 180 °. Thus, two pairs of equally fixed cutters are formed, displaced around the circumference of the rod by 180 °. As a result, when the scraper moves, the cutters work in pairs: when moving downward, the cutters, in which the direction of the tip coincides with the direction of movement, cut into deposits and work on the principle of a plow, dumping deposits to the sides. At the same time, a second pair of torches cuts off deposits by the working edges of the plates forming the inner angle of the torch. In both cases, due to the sharpening of the working edges of the torches inside, the cut deposits fall inside the scraper and are carried away from the tubing by a gas-liquid stream.
При движении скребка в противоположную сторону пары резаков меняются функциями.When the scraper moves in the opposite direction, the pairs of cutters change functions.
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.As a result, the tubing surface is cleaned by moving the device scrapers in both directions, with two types of sediment shearing techniques: the first pair of cutters works according to the plow principle, cutting the sediments of the tubing walls facing them, and the second pair of cutters peels off the plates facing them walls of tubing deposits of a longitudinal strip with a width determined by the angle of cutting, which improves the quality of cleaning. At the same time, the cutting force is reduced, which increases the stability of the entire mechanism and reduces the likelihood of emergency situations.
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.Due to the fact that the working surface of the cutter plates is equidistant from the tubing surface being cleaned, i.e. parallel to its inner surface, uniformity of cleaning the tubing walls is ensured, which improves the quality of cleaning. In addition, since the working surface of the cutter plates is equidistant from the tubing surface being cleaned, due to the rigid fastening of the cutters on the radial knives, the entire device is centered, which also improves the quality of cleaning.
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.Moreover, the claimed design provides a minimum area of contact between the working surface of the scraper and deposits, which reduces the likelihood of waxing the scraper (the formation of a "piston"), and therefore, reduces the likelihood of emergency situations.
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.In the claimed device, the achievement of the technical result is ensured by the claimed range of cutting angles, which in the claimed device is in the range from 36 to 86 ° and depends on the characteristics of the scraped off deposits.
Значения диапазона углов резания, реализуемого в заявленном устройстве, являются оптимальными и впервые получены авторами изобретения опытным путем.The values of the range of cutting angles implemented in the claimed device are optimal and first obtained by the inventors empirically.
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.Similarly to the prototype in the claimed invention, the cutting angle is adjusted by changing the distance between the pairs of radial knives, namely: with increasing distance between the radial knives at the ends of the rod, the angle between the cutters decreases. However, the cutting angle implemented in the claimed device is optimal, obtained experimentally and eliminates the increase in the total length of the device over the length of a standard lubricator. In addition, in the claimed device, the scraper is assembled on a bar, which, due to the functional load, is massive. This applies to radial knives attached to the ends of the bar. Therefore, an increase in the length of the scraper does not lead to a noticeable change in the total weight of the weighting agent, which can lead to a toss up of the scraper and an emergency. Moreover, due to the declared fastening of the cutters, changing the cutting angle does not reduce the space for removal of cut deposits from the tubing, which prevents the formation of plugs and the occurrence of an emergency.
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.Thus, the possibility of implementing the claimed range of cutting angles in the proposed device for cleaning the inner surface of the tubing allows, without changing the principle of the design of the scraper, to reduce or increase the cutting angle, while not increasing the area of contact with the deposits and practically without changing the weight of the weighting agent. As a result, the cutting conditions are improved, the quality of cleaning is increased and the risk of emergency situations is reduced.
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.In this case, the external and internal cutting angles are equal. Therefore, the cutting conditions are optimal. At the same time, as mentioned above, when cutting sediments using a cutting angle, the cutting technique resembles a plow: cut deposits fall off at a cutting angle on both sides of the radial knife on which the cutters are mounted. Since the torch plates are equidistant from the tubing walls, i.e. cutting is performed on a cylindrical surface, then the cut is uniform, which improves the quality of cleaning. Moreover, due to the performance of cutting with the selected cutting angle, the cut deposits fall away from the central cut, breaking into small pieces, which facilitates their removal from the tubing. At the same time, the stability of the trimmed sediments is disturbed, which contributes to their more rapid separation by a second pair of cutters, peeling deposits. As a result, the quality of cleaning is increased, the cutting force is reduced, which helps to stabilize the operation of the device.
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.For the second option. Due to the execution of the scraper bar with the possibility of rotation, the scraper acquires the function of self-installation inside the tubing in the optimal position, providing the best conditions for cutting sediments. This avoids the waxing of the scrapers, and also reduces the likelihood of a scraper toss up. As a result, the cutting conditions are improved, the cutting force is reduced, the quality of cleaning is increased, and the likelihood of emergency situations is also reduced.
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.The rotation of the rod around its axis is provided by the design: the rod is a pipe mounted on the axis with the possibility of rotation, and the ends of the axis are made with the possibility of attaching the upper and lower scrapers to the housing and to the flexible traction body and fairing, respectively. Due to the fact that the axis is equipped with clamps for axial movement of the pipe, the rigidity of the scraper structure and the smoothness of its position in the tubing are ensured, which reduces the risk of emergency situations.
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.For all options. Thus, from the foregoing, it follows that the proposed device for cleaning the inner surface of the tubing in the implementation ensures the achievement of a technical result consisting in improving the quality of cleaning by reducing the area of contact of the scraper with deposits, improving cutting conditions and reducing cutting force, as well as in reducing the likelihood of emergency situations.
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.In FIG. 1 shows the claimed device for cleaning the inner surface of the tubing, General view, for both options; in FIG. 2 - a design of a scraper according to the first embodiment, a side view; in FIG. 3 - vertical section; in FIG. 4 - the design of the scraper according to the first embodiment, top view; in FIG. 5 - vertical section; in FIG. 6 is a side view of the scraper structure of the second embodiment; in FIG. 7 is a vertical section; in FIG. 8 - design of the scraper according to the second embodiment, top view; in FIG. 9 is a vertical section.
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.For all variants, the device for cleaning the inner surface of the tubing contains (Fig. 1) an extended body 1, which is also a weighting material, identical upper 2 and lower 3 scrapers connected to the housing 1. The
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.According to the first embodiment (Fig. 2, 3), the scraper 2 (3) contains a
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.According to the second option (Fig. 6, Fig. 7) each
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.The
Соединения скребков с узлами устройства могут быть выполнены резьбовыми.Connections of the scrapers with the nodes of the device can be threaded.
Заявленное устройство для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы (варианты) работает следующим образом.The claimed device for cleaning the inner surface of the tubing (options) works as follows.
Устройство в собранном виде вводят в лубрикатор. Затем открывают задвижку фонтанной арматуры и вводят устройство в очищаемую НКТ.The device in assembled form is introduced into the lubricator. Then the valve of the fountain valves is opened and the device is inserted into the tubing to be cleaned.
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.For all options. The
Утяжелитель 1, практически не вращаясь, под тяжестью своего веса опускается вниз, двигая перед собой штангу 6 (16) с закрепленным на ней нижним скребком 3.The weighting agent 1, practically without rotating, lowers under the weight of its weight, moving the rod 6 (16) in front of itself with the
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.The first to cut into the deposits with the lower lateral working edges are the radial knives of the third 9 (19) and fourth 10 (20) of the
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.At the same time, the second pair of cutters, the first 11 (21) and fourth 14 (24) and second 12 (22) and third 13 (23) cuts off deposits by working edges of the plates forming the internal cutting angle α of the cutters. Since when the first pair of torches is moved down on either side of them, the adhesion of the layers to the tubing walls is weakened, the cutting resistance for the second pair of torches decreases, increasing the quality of cleaning.
В обоих случаях благодаря заточке рабочих кромок всех резаков вовнутрь срезанные отложения попадают внутрь скребка и уносятся из НКТ газо-жидкостным потоком.In both cases, due to the sharpening of the working edges of all the cutters inward, the cut deposits fall inside the scraper and are carried away from the tubing by a gas-liquid flow.
При движении скребка в противоположную сторону пары резаков меняются функциями.When the scraper moves in the opposite direction, the pairs of cutters change functions.
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.As a result, the tubing surface is cleaned by moving the device scrapers in both directions, with two types of sediment shearing techniques: the first pair of cutters works according to the plow principle, cutting the sediments of the tubing walls facing them, and the second pair of cutters peels off the plates facing them walls of tubing deposits of a longitudinal strip with a width determined by the angle of cutting.
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.After the entire body 1 of the device entered the tubing, cutters of the upper 2 scraper cut into deposits. Since the scrapers are identical and can only differ in diameter, the top scraper works similarly to the bottom.
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.For the second option. The execution of the rod of the scrapers 2 (3) with the possibility of rotation, gives the scrapers the function of self-installation inside the tubing to the optimal position, providing the best conditions for cutting sediments. When the scrapers 2 (3) get on the dense deposits of the scraper 2 (3), the
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.In both versions, the
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014136494/03A RU2569425C1 (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Device for internal surface cleaning of tubing (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014136494/03A RU2569425C1 (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Device for internal surface cleaning of tubing (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2569425C1 true RU2569425C1 (en) | 2015-11-27 |
Family
ID=54753473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014136494/03A RU2569425C1 (en) | 2014-09-08 | 2014-09-08 | Device for internal surface cleaning of tubing (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2569425C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110280547A (en) * | 2019-05-27 | 2019-09-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | wax scraping device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4479538A (en) * | 1981-06-22 | 1984-10-30 | Bilco Tools, Inc. | Casing scraper and method for making the same |
| US20090272524A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Voth Rickey C | Method and apparatus for cleaning internal surfaces of downhole casing strings and other tubular goods |
| RU2393333C1 (en) * | 2009-03-20 | 2010-06-27 | Виктор Егорович Александров | Device for cleaning inner surface of tubing string (versions) |
| RU2396421C1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-08-10 | Рауф Рахимович Сафаров | Machine for paraffin removal from oilfield casing and tubing goods |
| RU2398096C1 (en) * | 2009-08-17 | 2010-08-27 | Виктор Егорович Александров | Device for cleaning of inner surface of lifting pipe (versions) |
| RU135708U1 (en) * | 2013-07-16 | 2013-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дебит-Е" | SCRAPER DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF THE PUMP AND COMPRESSOR PIPE (OPTIONS) |
-
2014
- 2014-09-08 RU RU2014136494/03A patent/RU2569425C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4479538A (en) * | 1981-06-22 | 1984-10-30 | Bilco Tools, Inc. | Casing scraper and method for making the same |
| US20090272524A1 (en) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | Voth Rickey C | Method and apparatus for cleaning internal surfaces of downhole casing strings and other tubular goods |
| RU2393333C1 (en) * | 2009-03-20 | 2010-06-27 | Виктор Егорович Александров | Device for cleaning inner surface of tubing string (versions) |
| RU2396421C1 (en) * | 2009-05-19 | 2010-08-10 | Рауф Рахимович Сафаров | Machine for paraffin removal from oilfield casing and tubing goods |
| RU2398096C1 (en) * | 2009-08-17 | 2010-08-27 | Виктор Егорович Александров | Device for cleaning of inner surface of lifting pipe (versions) |
| RU135708U1 (en) * | 2013-07-16 | 2013-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дебит-Е" | SCRAPER DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF THE PUMP AND COMPRESSOR PIPE (OPTIONS) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110280547A (en) * | 2019-05-27 | 2019-09-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | wax scraping device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2393333C1 (en) | Device for cleaning inner surface of tubing string (versions) | |
| US4531592A (en) | Jet nozzle | |
| RU135708U1 (en) | SCRAPER DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF THE PUMP AND COMPRESSOR PIPE (OPTIONS) | |
| JP3903009B2 (en) | 浚 渫 Cutter head | |
| RU150787U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF A PUMP AND COMPRESSOR PIPE (OPTIONS) | |
| NO342120B1 (en) | Cutting element for cutting an object, method of sharpening a cutting element and a cutting element | |
| TWI714720B (en) | Rotary cutting tool having tool holder with conical internal thread and replaceable cutting head with straight external thread, and said tool holder | |
| RU2569425C1 (en) | Device for internal surface cleaning of tubing (versions) | |
| EP0533550B1 (en) | Divergent nozzle for drilling tool and tool using this nozzle | |
| US20140326447A1 (en) | Perforated pipe and apparatus, system and method for perforating a pipe | |
| US11040381B2 (en) | Reaction force nozzle | |
| JP4654215B2 (en) | Orabit | |
| US20160044864A1 (en) | Replaceable trimmer line device | |
| RU2398096C1 (en) | Device for cleaning of inner surface of lifting pipe (versions) | |
| EP2155401A1 (en) | A range enhanced fire fighting nozzle and method (center shot ii) | |
| US4299282A (en) | Well cleaner | |
| EP1329586A1 (en) | Profiled element for rotary drilling equipment | |
| US3292705A (en) | Turbo-centralizer | |
| RU2529851C1 (en) | Pig for cleaning of inner surface of tubing string (versions) | |
| CN214235415U (en) | Pipeline inner wall greasy dirt cutting head | |
| RU2527549C1 (en) | Device for cleaning of inner surface of tubing (versions) | |
| RU135350U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING THE INTERNAL SURFACE OF A PUMP AND COMPRESSOR PIPE (OPTIONS) | |
| US20180292038A1 (en) | A cutting tool and a branch connection device comprising a cutting tool | |
| US2589556A (en) | Rotary cutter head for sewer rods | |
| RU2563875C1 (en) | Lifting pipe inner surface cleaner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160909 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180716 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190820 Effective date: 20190820 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200909 |