RU2717855C1 - Device for cleaning oil well tubing string from paraffin - Google Patents
Device for cleaning oil well tubing string from paraffin Download PDFInfo
- Publication number
- RU2717855C1 RU2717855C1 RU2019121742A RU2019121742A RU2717855C1 RU 2717855 C1 RU2717855 C1 RU 2717855C1 RU 2019121742 A RU2019121742 A RU 2019121742A RU 2019121742 A RU2019121742 A RU 2019121742A RU 2717855 C1 RU2717855 C1 RU 2717855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- scraper
- screw
- wire
- rotation
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title claims description 10
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims abstract description 34
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001667 episodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B37/00—Methods or apparatus for cleaning boreholes or wells
- E21B37/02—Scrapers specially adapted therefor
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для удаления парафина с поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ).The invention relates to the oil industry, in particular to devices for removing paraffin from the surface of tubing (tubing).
Известен плунжер-скребок, состоящий из корпуса с лабиринтным уплотнением на наружной поверхности, скребка и клапана, выполненного в виде шарнирно закрепленной на оси подпружиненной заслонки с храповиком, взаимодействующим с биметаллической пластиной, закрепленной на корпусе (а.с. СССР №244251, Е21В 37/02; Е21В 43/00, 01.01.1969 г.).Known plunger-scraper, consisting of a housing with a labyrinth seal on the outer surface, a scraper and a valve made in the form of a pivotally mounted on the axis of a spring-loaded damper with a ratchet interacting with a bimetallic plate mounted on the housing (AS USSR No. 244251, Е21В 37 / 02; ЕВВ 43/00, 01/01/1969).
Известный плунжер-скребок имеет ряд недостатков:Known plunger-scraper has several disadvantages:
- высока вероятность застревания плунжера-скребка на стыках между трубами колонны НКТ, где возможно смещение торца одной трубы относительно торца другой, из-за малой разницы между наружным диаметром корпуса и внутренним диаметром трубы, необходимой для обеспечения эффективной работы лабиринтного уплотнения;- there is a high probability of a stuck plunger-scraper at the joints between the pipes of the tubing string, where it is possible to displace the end face of one pipe relative to the end face of the other, due to the small difference between the outer diameter of the casing and the inner diameter of the pipe necessary to ensure the effective functioning of the labyrinth seal;
- ненадежность работы механизма с фиксирующей биметаллической пластинкой при больших дебитах нефтяных скважин и малой их глубине, поскольку температура нефти от забоя до устья не успевает измениться или же значительно меньше порога чувствительности механизма.- the unreliability of the mechanism with the fixing bimetallic plate at large oil production rates and their shallow depth, since the oil temperature does not have time to change from the bottom to the mouth or is much less than the sensitivity threshold of the mechanism.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб, включающее корпус, имеющий камеру, сообщающуюся через центральный и боковые каналы с трубным пространством, причем в камере размещен подпружиненный клапан, перекрывающий центральный клапан и связанный с гибким элементом, служащим для подвески устройства при его спуске в трубе (а.с. СССР №912915, Е21В 37/02; В09В 9/08, 15.03.1982 г.).A device is known for cleaning the inner surface of pipes, including a housing having a chamber communicating through the central and lateral channels with the tube space, and a spring-loaded valve is placed in the chamber, blocking the central valve and connected to a flexible element used to suspend the device when it is lowered into the pipe ( USSR AS No. 912915, ЕВВ 37/02; В09В 9/08, 03/15/1982).
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- необходимость перевода скважины с нормального режима работы на особый - работа через затрубье;- the need to transfer the well from normal to special mode - work through the annulus;
- необходимость использования для проталкивания устройства в трубе и удаления тем самым парафиносмолистых отложений со стенок трубы, для вытеснения на забой скважины имеющейся в трубе жидкости и парафиносмолистых отложений специальной жидкости, заканчиваемой под давлением в трубу;- the need to use for pushing the device in the pipe and thereby removing paraffin-tar deposits from the pipe walls, for displacing the fluid present in the pipe and paraffin-tar deposits of special fluid terminated under pressure into the pipe;
- эпизодический характер процесса очистки;- episodic nature of the cleaning process;
- образование парафиносмолистых отложений на поверхностях затрубья.- the formation of paraffin-resinous deposits on the surfaces of the annulus.
Известно устройство для очистки нефтепромысловых труб от парафина, включающее раздвижной скребок и связанный с ним грузик, ось которого расположена эксцентрично относительно оси раздвижного скребка (а.с. СССР №1183663, Е21В 37/02, 07.10.1985 г.).A device for cleaning oilfield pipes from paraffin is known, including a sliding scraper and a related weight, the axis of which is eccentric relative to the axis of the sliding scraper (AS USSR No. 1183663, ЕВВ 37/02, 10/07/1985).
Недостатком известного устройства является то, что при подъеме устройства вверх в момент прохождения стыка труб, где вероятно смещение торца одной трубы относительно торца другой, возможен зацеп неподвижного или подвижного ножа раздвижного скребка за торец трубы и, как следствие, поломка скребка под нагрузкой, превышающей рабочую нагрузку.A disadvantage of the known device is that when lifting the device up at the time of the pipe junction, where it is likely that the end of one pipe moves relative to the end of the other, it is possible to catch a fixed or movable knife of the sliding scraper by the end of the pipe and, as a result, break the scraper under a load exceeding the working load.
Известно устройство для осуществления способа депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин, включающее лебедку с барабаном и электродвигателем, подключенную через устройство коммутации к блоку управления, сообщенного с датчиками, гибкий элемент - трос со скребком, установленным в насосно-компрессорной трубе нефтяной скважины, систему контроля, состоящую из рычага, ролика и элемента датчиков, отслеживающую положение скребка и провисание, заклинивание или избыточное натяжение троса (патент РФ №2090739, Е21В 37/02, 20.09.1997).A device for implementing a method for dewaxing tubing of oil wells, including a winch with a drum and an electric motor, connected through a switching device to the control unit in communication with the sensors, a flexible element is a cable with a scraper installed in the tubing of an oil well, a monitoring system , consisting of a lever, a roller and an element of sensors, tracking the position of the scraper and sagging, jamming or excessive tension of the cable (RF patent No. 2090739, ЕВВ 37/02, 09/20/1997).
Известное устройство имеет ряд недостатков:The known device has several disadvantages:
- сложность конструкции системы контроля положения скребка и состояния троса;- the complexity of the design of the control system for the position of the scraper and the state of the cable;
- возможность провисания и заклинивания троса;- the possibility of sagging and jamming of the cable;
- вероятность прогиба троса в направлении, обратном нормальному изгибу троса на барабане лебедки;- the probability of deflection of the cable in the direction opposite to the normal bending of the cable on the winch drum;
- постоянная работа лебедки по перемещению скребка при очистке насосно-компрессорных труб от парафина;- the constant operation of the winch to move the scraper when cleaning the tubing from paraffin;
- не используется энергия потока рабочей среды в насосно-компрессорной трубе для перемещения скребка.- does not use the energy of the fluid flow in the tubing to move the scraper.
Известно устройство для очистки колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных скважин от парафина, поршень и скребок в составе его, с вариантами (патент РФ №2312206, Е21 37/00, 10.12.2007), которое включает лебедку с барабаном и электродвигателем, гибкий элемент -проволоку со скребком на конце и систему контроля. К скребку снизу прикреплены другой скребок, образующий с ним очистную пару скребков, к которой последовательно прикреплен друг другу сверху вниз, утяжелитель и вторая очистная пара скребков, в совокупности образующие подвесной очистной комплекс. На проволоку нанизаны с возможностью перемещения вдоль нее очистная пара скребков, утяжелитель, поршень и вторая очистная пара скребков - летающий очистной комплекс. Проволока на выходе из скважины перекинута через ролик системы контроля и намотана на барабан лебедки. Скребок включает корпус с узлами присоединения, два подвижных элемента с ножами, четыре шипа. Согласно изобретению корпус выполнен полым, коробчатого сечения. Узлы присоединения имеют осевые каналы. Подвижные элементы П-образной формы поперечного сечения плотно охватывают стенками корпус и с двух направлений подпружинены относительно корпуса.A device is known for cleaning a string of tubing of oil wells from paraffin, a piston and a scraper in its composition, with options (RF patent No. 2312206, E21 37/00, 12/10/2007), which includes a winch with a drum and an electric motor, a flexible element is a wire with a scraper at the end and a control system. Another scraper is attached to the bottom scraper, forming with it a cleaning pair of scrapers, to which successively attached to each other from top to bottom, a weighting agent and a second cleaning pair of scrapers, together forming a suspended treatment complex. A cleaning pair of scrapers, a weighting compound, a piston and a second cleaning pair of scrapers — a flying treatment complex — are strung on the wire with the possibility of moving along it. The wire at the exit from the well is thrown through the roller of the control system and wound on a winch drum. The scraper includes a housing with attachment nodes, two movable elements with knives, four spikes. According to the invention, the housing is hollow, box-shaped. Attachment nodes have axial channels. The movable elements of the U-shaped cross-section tightly enclose the walls of the housing and are spring loaded from two directions relative to the housing.
Известное устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что скребки имеют плотно прилегающие к стенке колонны НКТ ножи с цилиндрической поверхностью, что создает значительные усилия трения при движении скребков по НКТ, уплотнение парафина и снижает эффективность процесса удаления отложений с внутренней поверхности НКТ.The known device has the disadvantage that the scrapers have knives with a cylindrical surface that are closely adjacent to the tubing string wall, which creates significant friction forces when the scrapers move along the tubing, paraffin sealing and reduces the efficiency of the process of removing deposits from the inner tubing surface.
Известно устройство для очистки колонны насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от парафина (патент РФ №2495995, Е21В 37/02, 20.10.2013), содержащее лебедку с барабаном и электродвигателем, подключенную через узел коммутации к блоку управления, сообщенному с датчиком, гибкий элемент - проволоку со скребком на конце, установленным в колонне насосно-компрессорных труб, систему контроля, состоящую из рычага, ролика и датчика, отслеживающую натяжение проволоки и положение скребка, к которому прикреплен утяжелитель, а проволока при этом проходит через сальниковое устройство и на выходе из скважины перекинута через ролик системы контроля и намотана на барабан лебедки, установленной ниже ролика на скважине, причем барабан местом набегания наматываемой проволоки на него обращен в сторону от ролика, кроме того, ролик установлен на подпружиненный рычаг, телескопически сочлененный со стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси в направляющих на скважине, причем пружина рычага выполнена составной из двух и более частей с разными характеристиками. К блоку управления подключен регулятор скорости вращения электродвигателя, а на ролике установлен определитель местонахождения скребка и определитель направления вращения ролика, выполненные в виде двух герконов и магнитов, причем магниты установлены на ролике, а герконы - на рычаге ролика на расстоянии, при котором перекрывается зона взаимодействия их магнитных полей, и на конце стержня, телескопически сочлененного с подпружиненным рычагом ролика, установлен датчик минимального веса в виде геркона и магнитов, причем геркон смонтирован на конце стержня из немагнитного материала, а магниты смонтированы на конце стержня с возможностью их отделения от геркона направляющей трубой. Скребок выполнен в виде шнека, разделенного на две части, которые в сборе на общей оси создают полный профиль шнека, причем каждая из частей шнека взаимно противоположного вращения снабжена фиксатором поворота, обеспечивающим свободное вращение шнека при движении скребка вниз и фиксацию от вращения шнека при движении скребка вверх. Крепление гибкого элемента-проволоки на барабане выполнено на оси, имеющей свободу вращения и позволяющей вращать барабан по окончании разматывания проволоки и наматывания проволоки на барабан в противоположную сторону с одновременным вращением ролика, через который перекинута проволока.A device is known for cleaning a column of tubing of oil wells from paraffin (RF patent No. 2495995, ЕВВ 37/02, 10/20/2013), containing a winch with a drum and an electric motor connected via a switching unit to a control unit in communication with the sensor, a flexible element - a wire with a scraper at the end installed in the tubing string, a control system consisting of a lever, a roller and a sensor that monitors the tension of the wire and the position of the scraper to which the weighting agent is attached, and the wire passes through the stuffing box and at the exit from the well is thrown through the control system roller and wound onto a winch drum installed below the roller in the well, the drum being turned by the reeling wire onto it away from the roller, in addition, the roller is mounted on a spring-loaded lever telescopically articulated with a rod mounted to move along the axis in the guides on the well, and the lever spring is made up of two or more parts with different characteristics. An electric motor rotation speed controller is connected to the control unit, and a scraper location determinant and a roller rotation direction determiner are installed on the roller, made in the form of two reed switches and magnets, with magnets mounted on the roller and reed switches on the roller lever at a distance at which the interaction zone overlaps of their magnetic fields, and at the end of the rod telescopically articulated with a spring-loaded roller lever, a minimum weight sensor is installed in the form of a reed switch and magnets, and the reed switch is mounted n at the end of a rod of non-magnetic material and magnets are mounted on the end of the rod with the possibility of separation from the reed switch guide tube. The scraper is made in the form of a screw, divided into two parts, which assembled on the common axis to create a complete profile of the screw, each of the parts of the screw of mutually opposite rotation provided with a rotation lock, providing free rotation of the screw when the scraper moves down and fixation from rotation of the screw when the scraper moves up. The flexible element-wire is mounted on the drum on an axis that has freedom of rotation and allows the drum to rotate after unwinding the wire and winding the wire onto the drum in the opposite direction while rotating the roller through which the wire is thrown.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- сравнительно низкая надежность;- relatively low reliability;
- ограниченные технологические возможности;- limited technological capabilities;
- большая трудоемкость монтажных работ.- great complexity of installation work.
Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемым результатам является устройство для очистки колонны насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от парафина (патент РФ №2630028, Е21В 37/02, 05.09.2017), содержащее (по пункту 1) лебедку с барабаном и электродвигателем, подключенную через узел коммутации к блоку управления, сообщенному с датчиком, гибкий элемент - проволоку со скребком на конце, установленным в колонне насосно-компрессорных труб, систему контроля, состоящую из рычага, ролика и датчика, отслеживающую натяжение проволоки и положение скребка, к которому прикреплен утяжелитель, а проволока при этом проходит через сальниковое устройство и на выходе из скважины перекинута через ролик системы контроля и намотана на барабан лебедки, установленной ниже ролика на скважине, причем барабан местом набегания наматываемой проволоки на него обращен в сторону от ролика, кроме того, ролик установлен на подпружиненный рычаг, телескопически сочлененный со стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси в направляющих на скважине, причем пружина рычага выполнена составной из двух и более частей с разными характеристиками и к блоку управления подключен регулятор скорости вращения электродвигателя, а на ролике установлен определитель местонахождения скребка и определитель направления вращения ролика, выполненные в виде двух герконов и магнитов, причем магниты установлены на ролике, а герконы - на рычаге' ролика на расстоянии, при котором перекрывается зона взаимодействия их магнитных полей, и на конце стержня, телескопически сочлененного с подпружиненным рычагом ролика, установлен датчик минимального веса в виде геркона и магнитов, причем геркон смонтирован на конце стержня из немагнитного материала, а магниты смонтированы на конце стержня с возможностью их отделения от геркона направляющей трубой, а скребок выполнен в виде шнека, разделенного на две частив которые в сборе на общей оси создают полный профиль шнека, причем каждая из частей шнека взаимно противоположного вращения снабжена фиксатором поворота, обеспечивающим свободное вращение шнека при движении скребка вниз и фиксацию от вращения шнека при движении скребка вверх, кроме того, крепление гибкого элемента - проволоки - на барабане выполнено на оси, имеющей свободу вращения и позволяющей вращать барабан по окончании разматывания проволоки и наматывания проволоки на барабан в противоположную сторону с одновременным вращением ролика, через который перекинута проволока. На концах скребка смонтированы кольцевые резцы предварительной очистки разного диаметра на каркасе из двух перпендикулярно сопрягаемых' пластин, у которого с одной стороны смонтирована резьбовая втулка, а с другой - резьбовая ось с монтажно-технологическим отверстием, а винтовые поверхности частей шнека противоположного вращения выполнены не сплошными вдоль продольной оси полого стержня, с возможностью его вращения на валу с зазором, позволяющим шнеку своей цилиндрической поверхностью центрироваться относительно внутренней поверхности НКТ независимо от не концентричности НКТ в муфтовых соединениях, при этом на валу выполнено монтажно-технологическое отверстие для сборки скребка на устье скважины. Кроме того данное устройство (по пункту 2) содержит винтовые поверхности частей шнека противоположного вращения, которые выполнены с зазорами, перекрываемыми взаимно в фиксированном положении частей шнека до полного сечения очищаемой трубы, а шнек установлен на валу с зазором, позволяющим ему также своей цилиндрической поверхностью центрироваться относительно внутренней поверхности НКТ независимо от не концентричности НКТ в муфтовых соединениях. Недостатками ближайшего аналога являются:Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved results is a device for cleaning a string of tubing of oil wells from paraffin (RF patent No. 2630028, ЕВВ 37/02, 09/05/2017), containing (according to paragraph 1) a winch with a drum and an electric motor connected through a switching unit to a control unit in communication with the sensor, a flexible element - a wire with a scraper at the end installed in the tubing string, a control system consisting of a lever, a roller and a sensor that monitors the tension the life of the wire and the position of the scraper to which the weighting agent is attached, while the wire passes through the stuffing box and, at the exit from the well, is thrown through the control system roller and wound onto a winch drum installed below the roller in the well, the drum facing the winding wire onto it away from the roller, in addition, the roller is mounted on a spring-loaded lever telescopically articulated with a rod mounted to move along the axis in the guides on the well, lever lever is made of two or more parts with different characteristics and the electric motor rotation speed controller is connected to the control unit, and a scraper locator and a roller rotation direction determiner are installed on the roller, made in the form of two reed switches and magnets, and the magnets are mounted on the roller, and reed switches - on the lever of the roller at a distance at which the zone of interaction of their magnetic fields overlaps, and at the end of the rod telescopically connected with the spring-loaded lever of the roller, A minimum weight sensor was installed in the form of a reed switch and magnets, with the reed switch mounted on the end of the rod made of non-magnetic material, and the magnets mounted on the end of the rod with the possibility of their separation from the reed switch by a guide pipe, and the scraper is made in the form of a screw, divided into two parts, which are assembled into the common axis create a full profile of the screw, each of the parts of the screw of mutually opposite rotation is equipped with a rotation lock, providing free rotation of the screw when the scraper moves down and fixation from rotation of the screw upward movement of the scraper, in addition, a flexible fastening element - wire - made on the drum axis, and having a freedom of rotation allows to rotate the drum at the end of unwinding of the wire and winding wire on the drum in the opposite direction while rotating the roller through which the wire is thrown. At the ends of the scraper, pre-cleaning annular cutters of different diameters are mounted on a frame of two perpendicularly mating 'plates, on which a threaded sleeve is mounted on one side and a threaded axis with a mounting-technological hole is mounted on the other, and the screw surfaces of the parts of the opposite rotation screw are not solid along the longitudinal axis of the hollow rod, with the possibility of its rotation on the shaft with a gap that allows the screw to center with its cylindrical surface relative to the inner surface STI tubing irrespective of concentricity is not a tubing coupling joints, with the shaft assembly and configured to process opening of the scraper assembly at the wellhead. In addition, this device (according to paragraph 2) contains the screw surfaces of the parts of the auger of the opposite rotation, which are made with gaps that are mutually overlapped in the fixed position of the auger parts to the complete cross section of the pipe being cleaned, and the auger is mounted on the shaft with a gap that also allows it to center with its cylindrical surface relative to the inner surface of the tubing, regardless of the non-concentricity of the tubing in the coupling joints. The disadvantages of the closest analogue are:
- наличие большой удельной кольцевой режущей поверхности скребка данного устройства снижает эффективность очистки при ударном воздействии на твердые закоксовавшиеся отложения парафина;- the presence of a large specific annular cutting surface of the scraper of this device reduces the cleaning efficiency when impacted on hard coked paraffin deposits;
- наличие на скребке больших контактных поверхностей с рабочей средой с небольшим уклоном, на которых происходит отложение парафина с последующим перекрытием полного проходного сечения очищаемой трубы.- the presence on the scraper of large contact surfaces with a medium with a slight slope, on which paraffin is deposited with the subsequent closure of the full bore of the pipe being cleaned.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, повышение производительности и сокращение затрат времени на проведение операции по очистке труб.The objective of the invention is the expansion of the functionality of the device, increasing productivity and reducing time spent on pipe cleaning operations.
Технический результат - повышение надежности работы устройства под нагрузкой, за счет выполнения оптимальной конфигурации рабочих элементов скребка, снижение эксплуатационных затрат.The technical result is to increase the reliability of the device under load, due to the optimal configuration of the working elements of the scraper, reducing operating costs.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки колонны насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от парафина, содержащем лебедку с барабаном и электродвигателем, подключенную через узел коммутации к блоку управления, сообщенному с датчиком, гибкий элемент - проволоку со скребком на конце, установленным в колонне насосно-компрессорных труб, систему контроля, состоящую из рычага, ролика и датчика, отслеживающую натяжение проволоки и положение скребка, к которому прикреплен утяжелитель, а проволока при этом проходит через сальниковое устройство и на выходе из скважины перекинута через ролик системы контроля и намотана на барабан лебедки, установленной ниже ролика на скважине, причем барабан местом набегания наматываемой проволоки на него обращен в сторону от ролика, кроме того, ролик установлен на подпружиненный рычаг, телескопически сочлененный со стержнем, установленным с возможностью перемещения вдоль оси в направляющих на скважине, причем пружина рычага выполнена составной из двух и более частей с разными характеристиками и к блоку управления подключен регулятор скорости вращения электродвигателя, а на ролике установлен определитель местонахождения скребка и определитель направления вращения ролика, выполненные в виде двух герконов и магнитов, причем магниты установлены на ролике, а герконы - на рычаге ролика на расстоянии, при котором перекрывается зона взаимодействия их магнитных полей, и на конце стержня, телескопически сочлененного с подпружиненным рычагом ролика, установлен датчик минимального веса в виде геркона и магнитов, причем геркон смонтирован на конце стержня из немагнитного материала, а магниты смонтированы на конце стержня с возможностью их отделения от геркона направляющей трубой, а скребок выполнен в виде шнека, разделенного на две части, которые в сборе на общей оси создают полный профиль шнека, причем каждая из частей шнека взаимно противоположного вращения снабжена фиксатором поворота, обеспечивающим свободное вращение шнека при движении скребка вниз и фиксацию от вращения шнека при движении скребка вверх, кроме того, крепление гибкого элемента - проволоки - на барабане выполнено на оси, имеющей свободу вращения и позволяющей вращать барабан по окончании разматывания проволоки и наматывания проволоки на барабан в противоположную сторону с одновременным вращением ролика, через который перекинута проволока, а винтовые поверхности частей шнека противоположного вращения выполнены с возможностью его вращения на валу с зазором вдоль продольной оси полого стержня, позволяющим шнеку своей цилиндрической поверхностью центрироваться относительно внутренней поверхности НКТ независимо от не концентричности НКТ в муфтовых соединениях, согласно изобретению скребок из шнеков взаимно противоположного вращения выполнен в виде полых многозаходных винтов, профили которых образованы кольцевыми секторами круга предварительной очистки и круга очистки полного профиля трубы, а концы винтов соединены между собой полыми стержнями, причем указанный винты заточены со стороны винтовых и торцевых поверхностей.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the device for cleaning the tubing string of oil wells from paraffin containing a winch with a drum and an electric motor connected via a switching unit to the control unit in communication with the sensor, a flexible element is a wire with a scraper at the end installed in the tubing string, a control system consisting of a lever, a roller and a sensor that monitors the wire tension and the position of the scraper to which weight is attached b, while the wire passes through the stuffing box and, at the exit from the well, is thrown through the control system roller and wound onto a winch drum installed below the roller in the well, the drum facing the winding wire onto it away from the roller, in addition, the roller mounted on a spring-loaded lever telescopically articulated with a rod mounted to move along the axis in the guides on the well, and the lever spring is made up of two or more parts with different characteristics with the regulators and to the control unit, a motor rotation speed controller is connected, and a scraper locator and a roller rotation direction determiner are installed on the roller, made in the form of two reed switches and magnets, with the magnets mounted on the roller and the reed switches on the roller lever at a distance at which it overlaps the interaction zone of their magnetic fields, and at the end of the rod telescopically articulated with a spring-loaded roller lever, a minimum weight sensor is installed in the form of a reed switch and magnets, and mounted on the end of the rod of non-magnetic material, and magnets mounted on the end of the rod with the possibility of separation from the reed switch by the guide tube, and the scraper is made in the form of a screw, divided into two parts, which assembled on a common axis create a complete profile of the screw, each parts of the screw of mutually opposite rotation is equipped with a rotation lock, providing free rotation of the screw when the scraper moves down and fixation from rotation of the screw when the scraper moves up, in addition, the fastening of the flexible element is wire oki - on the drum, it is made on an axis that has freedom of rotation and allows the drum to rotate at the end of unwinding the wire and winding the wire onto the drum in the opposite direction with simultaneous rotation of the roller through which the wire is thrown, and the screw surfaces of the parts of the opposite rotation screw are made to rotate on shaft with a gap along the longitudinal axis of the hollow rod, allowing the screw to center its cylindrical surface relative to the inner surface of the tubing, regardless of the concentricity of the tubing in the coupling joints, according to the invention, the scraper made of mutually opposite rotation screws is made in the form of hollow multi-thread screws, the profiles of which are formed by annular sectors of the preliminary cleaning circle and the cleaning circle of the full pipe profile, and the ends of the screws are interconnected by hollow rods, said screws being sharpened with sides of screw and end surfaces.
Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
- Фиг. 1 - общая схема устройства;- FIG. 1 is a general diagram of a device;
- Фиг. 2 - вид А с фиг. 1 с видом скребка;- FIG. 2 is a view A from FIG. 1 with a view of the scraper;
- Фиг. 3 - вид В с фиг. 1 с видом ролика;- FIG. 3 is a view B of FIG. 1 with a view of the roller;
- Фиг. 4 - вид Б с фиг. 1 с видом на датчик минимального веса;- FIG. 4 is a view B of FIG. 1 with a view of the minimum weight sensor;
- Фиг. 5 - шнек левого вращения;- FIG. 5 - auger left rotation;
- Фиг. 6 - шнек правого вращения;- FIG. 6 - auger of the right rotation;
- Фиг. 7 - вид Г с фиг. 1 с видом крепления проволоки;- FIG. 7 is a view G of FIG. 1 with a view of a wire attachment;
- Фиг. 8 - вид скребка в фиксированном положении с взаимно перекрываемыми частями шнеков до полного сечения;- FIG. 8 is a view of a scraper in a fixed position with mutually overlapping parts of the screws to the full cross section;
Устройство для очистки колонны насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от парафина (фиг. 1) содержит лебедку 1 с барабаном 2 и электродвигателем 3, подключенную через узел коммутации 4 к блоку управления 5, сообщенному с датчиками 6, гибкий элемент - проволоку 7 со скребком 8 на конце, установленным в колонне насосно-компрессорных труб 9, систему контроля 10, состоящую из рычага 11, ролика 12 и датчиков 6, отслеживающую натяжение проволоки 7 и положение скребка 8, к которому прикреплен утяжелитель 13 (фиг. 2), а проволока 7 при этом проходит через сальниковое устройство 14 и на выходе из скважины перекинута через ролик 12 системы контроля 10 и намотана на барабан 2 лебедки 1, установленной ниже ролика 12 на скважине. Барабан 2 местом набегания наматываемой проволоки 7 на него обращен в сторону от ролика 12, кроме того, ролик 12 установлен на подпружиненный рычаг 11, телескопически сочлененный со стержнем 15, установленным с возможностью перемещения вдоль оси в направляющей трубе 16 на скважине. К блоку управления 5 подключен регулятор скорости вращения 17 электродвигателя 3. Пружина 18 рычага 11 выполнена составной из двух и более частей с разными характеристиками. На ролике 12 установлен определитель 19 местонахождения скребка 8 и определитель 20 направления вращения ролика 12 в виде двух герконов 21 и магнитов 22 (фиг. 3). Магниты 22 установлены на ролике 12, а герконы 21 - на рычаге 11 ролика 12 на расстоянии, при котором перекрывается зона взаимодействия их магнитных полей, и на конце стержня 15 (фиг. 4), телескопически сочлененного с подпружиненным рычагом 11 ролика 12, установлен датчик 6 минимального веса в виде геркона 21 и магнитов 22. Геркон 21 смонтирован на конце стержня 15 из немагнитного материала, а магниты 22 смонтированы на конце стержня 15 с возможностью их отделения от геркона 21 направляющей трубой 16, а скребок 8 выполнен в виде шнека 23 (фиг. 2), разделенного на две части: левого вращения 23Л и правого вращения 23П, которые в сборе на общем валу 24 создают полный профиль шнека 23, причем каждая из частей шнека 23 взаимно противоположного вращения снабжена фиксатором 25 поворота, обеспечивающим свободное вращение шнека 23 при движении скребка 8 вниз и фиксацию от вращения шнека 23 при движении скребка 8 вверх. Крепление гибкого элемента - проволоки 7 на барабане 2 выполнено на оси 26 (фиг. 7), имеющей свободу вращения и позволяющей вращать барабан 2 по окончании разматывания проволоки 7 и наматывания проволоки 7 на барабан 2 в противоположную сторону с одновременным вращением ролика 12, через который перекинута проволока 7. Винтовые поверхности частей шнека 23 противоположного вращения выполнены с возможностью его вращения на валу 24 с зазором «в» вдоль продольной оси полого стержня 27, позволяющим шнеку 23 своей цилиндрической поверхностью центрироваться относительно внутренней поверхности НКТ 9 независимо от не концентричности НКТ 9 в муфтовых соединениях. Скребок 8 из шнеков 23 взаимно противоположного вращения выполнен в виде полых многозаходных винтов 28, профили которых образованы кольцевыми секторами круга 29 предварительной очистки и круга 30 очистки полного профиля трубы 9, а концы винтов 28 соединены между собой полыми стержнями 27, причем указанные винты 28 заточены со стороны винтовых и торцевых поверхностей. Проволока 7 на барабане 2 связана с тросом 31 с помощью удавки 32.A device for cleaning a string of tubing of oil wells from paraffin (Fig. 1) contains a
Устройство для очистки колонны насосно-компрессорных труб нефтяных скважин от парафина (фиг. 1) работает следующим образом. С помощью лебедки 1 с барабаном 2 и электродвигателем 3, подключенным через узел коммутации 4 к блоку управления 5 происходит перемещение скребков 8 в колонне насосно-компрессорных труб 9 и срезание отложений парафина. Система контроля 10, состоящая из рычага 11, ролика 12 и датчиков 6, отслеживающая натяжение проволоки 7 и положение скребка 8 осуществляется следующим образом. При малейшем ослаблении натяжения проволоки 7 ролик 12 с помощью пружины 18 мгновенно выбирает слабину и постоянно поддерживает натяжение стальной проволоки 7, отслеживая ее ослабление в пределах возможности системы контроля 10. Регулятор скорости вращения 17 обеспечивает плавный подъем и опускание скребка 8, автоматическое регулирование скорости вращения электродвигателя 3 от сигнала датчика 6 минимального веса. Датчик 6 минимального веса в нормальном состоянии имеет всегда замкнутый геркон 21. При отложениях парафина, что соответствует и равнозначно уменьшению веса скребка 8, происходит разжим пружины 18 и движение стержня 15 вверх, при этом датчик 6 начинает входить в направляющую трубу 16, магнитно-силовые линии датчика 6 размыкаются, и идет команда через блок управления 5 и регулятор скорости вращения 17 электродвигателя 3 на его остановку и далее на включение электродвигателя 3 в обратную сторону и подъем скребка 8 на заданное расстояние. При этом при подъеме скребка 8 дополнительно, более тщательно, очищаются стенки труб 9. После подъема скребка 8 до первоначального состояния датчиком 6 минимального веса дается команда на опускание скребка 8, повторяющая до тех пор, пока скребок 8 не пройдет место скопления парафина. Утяжелитель 13 установлен для набора необходимого веса скребков 8. Гибкий элемент - проволока 7 проходит через сальниковое устройство 14. Для плавной работы лебедки 1 в режиме подъема скребка 8 внутри скважины, пружина рычага 18 выполнена составной из двух и более частей с разными характеристиками. Глубину очистки насосно-компрессорных труб 9 по длине опускаемой проволоки 7 находит определитель местонахождения скребка 8. Определитель местонахождения скребка 8 выполнен из двух герконов 21 и магнитов 22, причем магниты 22 установлены на ролике 12, а герконы 21 на рычаге 11 ролика 12 на расстоянии, при котором перекрывается зона взаимодействия их магнитных полей, обеспечивающая последовательное срабатывание обоих герконов 21 по направлению вращения ролика 12. С началом движения скребка 8 вниз начинает вращаться ролик 12 с магнитами 22, которые при каждом обороте проходят последовательно мимо двух герконов 21, которые также срабатывают при каждом обороте. Направление вращение ролика 12 при спуске скребка 8 подтверждается блоку управления 5 срабатыванием герконов 21 в определенной последовательности. В блоке управления 5 имеются счетчик оборотов подвижного ролика 12. Отсчет движения скребка 8 вниз в скважину начинается от сальникового устройства 14, и при этом, имеющийся в блоке управления 5 счетчик оборотов ролика 12 сбрасывает в «ноль». Изначально на барабан 2 наматывается известная длина проволоки 7. При опускании скребка 8 известно количество проволоки 7 в каждый момент опускания. При опускании скребка 8 на ролике 12 возможно ослабление прилегания проволоки 7 и появление погрешности по длине спускаемой проволоки 7. Чтобы исключить погрешность длины проволоки 7 (т.е. глубины нахождения скребка 8) полностью разматывают проволоку 7 с барабана 2 и барабан 2, вращаясь, начинает поднимать скребок 8. По мере фиксирования момента вращения в другую сторону подвижного ролика 12, блок управления 5 фиксирует конец проволоки 7 и происходит сравнение истинной величины проволоки 7 с показаниями счетчика блока управления 5. При расхождении истинной величины длины проволоки 7, спущенной в скважину с показаниями счетчика блока управления 5 в его показания записывается истинная длина проволоки 7. При подъеме скребка 8, ввиду того, что проволока 7 всегда натянута, расслабление проволоки 7 никогда не происходит. Показания счетчиков оборотов всегда достоверны, т.е. соответствуют известной длине проволоки 7. С окончанием проволоки 7 на барабане 2 лебедка 1, продолжая вращение барабана 2, начинает наматывать проволоку 7 в другую сторону с одновременным вращением ролика 12 также в другую сторону. Сигнал вращения ролика 12 в другую сторону означает конец проволоки 7. Крепление гибкого элемента - проволоки 7 на барабане 2 выполнено на оси 26, имеющей свободу вращения, что позволяет вращать барабан 2 по окончании разматывания проволоки 7 и наматывание проволоки 7 на барабан 2 в противоположную сторону с одновременным вращением ролика 12, через который перекинута проволока 7.A device for cleaning a column of tubing of oil wells from paraffin (Fig. 1) works as follows. Using a
Крепление гибкого элемента - проволоки 7 на барабане 3 осуществлено с помощью удавки 32, образованной тросом 31 с проволокой 7, причем трос 31 базируется на оси 26 с канавкой для заделки концов троса (фиг. 7), что предотвращает излом проволоки 7 в месте присоединения ее к барабану 2.The flexible element -
Выполнение скребка 8 в виде шнека 23, разделенного на две части взаимно противоположного вращения: левого вращения 23Л и правого вращения 23П, которые в сборе создают полный профиль шнека 23 Позволяет менять конфигурацию скребка 8 при его движении вверх или вниз по колонне НКТ 9, фиксируя разделенные части шнека 23 фиксаторами 25 поворота, обеспечивающими свободное вращение шнека 23 при движении скребка 8 вниз и фиксацию от вращения шнека 23 при движении скребка 8 вверх, что позволяет уменьшить усилия на скребке 8 по очистке стенок труб 9 от отложений парафина. Взаимно противоположное вращение частей шнека 23 исключает закрутку проволоки при подъеме и опускании скребка 8 в трубе 9.The implementation of the
При этом скребок 8, у которого винтовые поверхности частей шнека 23 противоположного вращения, вдоль продольной оси полого стержня 27, вращающегося на валу 24 с зазором «в», позволяющим шнеку 23 своей цилиндрической поверхностью центрироваться относительно внутренней поверхности НКТ 9 независимо от не концентричности НКТ 9 в муфтовых соединениях,In this case, the
При спуске скребка 8 вниз под воздействием силы тяжести утяжелителя 13 происходит вертикальное движение шнеков 23 взаимно противоположного вращения в виде полых многозаходных винтов 28 с одновременным вращением по винтовой поверхности, внедрение шнеков 23 заточенными торцевыми поверхностями 33 винтов 28 в отложения парафина с одновременным удалением парафина от внутренней стенки трубы 9 во внутрь трубы 9, при этом оторванный от стенки во внутрь трубы 9 парафин потоком продукции нефтяной скважины выносится на верх устья скважины в нефтесборный коллектор.When the
Заточка торцевой поверхности винтов 33 выполнена таким образом, что при движении вниз под действием силы тяжести утяжелителя 13 происходит отрыв парафина от внутренней стенки трубы 9 во внутрь трубы 9 с одновременным выносом парафина на верх на устье скважины и в нефтесбор.Sharpening of the end surface of the
С достижением скребка 8 нижнего уровня очистки трубы 9 от парафина, начинается движение скребка 8 наверх, при этом происходит взаимная фиксация вращения многозаходных винтов 28 и полное перекрытие всего профиля очищаемой трубы 9. Движение без вращения, зафиксированных многозаходных винтов 28 происходит с одновременным снятием парафина заточенными винтовыми поверхностями предварительной очистки 34 и винтовыми поверхностями 35 полной очистки всего профиля трубы 9, с одновременным выносом парафина снимаемого с внутренних стенок трубы 9.When the
Применение заточенных шнеков 23 со стороны винтовых 34, 35 и торцовых поверхностей 33, 36 позволит увеличить удельное давление скребка 8, увеличить силу давления скребка 8 на парафин и позволит сократить затраты времени на проведение операции по очистке трубы 9 от парафина.The use of sharpened
Реализация предложенного изобретения позволит повысить надежность работы устройства под нагрузкой, расширить функциональные возможности, сократить затраты времени на проведение операции по очистке труб за счет выполнения оптимальной конфигурации рабочих элементов скребка.Implementation of the proposed invention will improve the reliability of the device under load, expand the functionality, reduce the time spent on operations to clean the pipes due to the optimal configuration of the working elements of the scraper.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019121742A RU2717855C1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Device for cleaning oil well tubing string from paraffin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019121742A RU2717855C1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Device for cleaning oil well tubing string from paraffin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2717855C1 true RU2717855C1 (en) | 2020-03-26 |
Family
ID=69943110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019121742A RU2717855C1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Device for cleaning oil well tubing string from paraffin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2717855C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU606641A1 (en) * | 1974-03-11 | 1978-05-15 | Государственный Институт По Проектированию Нефтепроводов,Нефтепродуктопроводов И Нефтебаз "Южгипронефтепровод" | Apparatus for cleaning the internal surface of a pipeline |
| RU8038U1 (en) * | 1997-11-05 | 1998-10-16 | Открытое акционерное общество "Лукойл-Пермнефть" | SCRAPER FOR CLEANING OIL PIPES IN A WELL |
| RU46531U1 (en) * | 2003-03-28 | 2005-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ямалнефтеотдача" | SCRAPER FOR CLEANING PUMP AND COMPRESSOR PIPES |
| CN102747984A (en) * | 2012-07-02 | 2012-10-24 | 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油四厂 | Flowing well bipolar paraffin scraper and use method |
| RU2495995C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-20 | Рауф Рахимович Сафаров | Device for cleaning tubing string of oil wells from paraffin |
| RU2630028C1 (en) * | 2016-07-12 | 2017-09-05 | Рауф Рахимович Сафаров | Device for cleaning oil well tubing string of from paraffin |
-
2019
- 2019-07-09 RU RU2019121742A patent/RU2717855C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU606641A1 (en) * | 1974-03-11 | 1978-05-15 | Государственный Институт По Проектированию Нефтепроводов,Нефтепродуктопроводов И Нефтебаз "Южгипронефтепровод" | Apparatus for cleaning the internal surface of a pipeline |
| RU8038U1 (en) * | 1997-11-05 | 1998-10-16 | Открытое акционерное общество "Лукойл-Пермнефть" | SCRAPER FOR CLEANING OIL PIPES IN A WELL |
| RU46531U1 (en) * | 2003-03-28 | 2005-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Ямалнефтеотдача" | SCRAPER FOR CLEANING PUMP AND COMPRESSOR PIPES |
| RU2495995C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-20 | Рауф Рахимович Сафаров | Device for cleaning tubing string of oil wells from paraffin |
| CN102747984A (en) * | 2012-07-02 | 2012-10-24 | 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油四厂 | Flowing well bipolar paraffin scraper and use method |
| RU2630028C1 (en) * | 2016-07-12 | 2017-09-05 | Рауф Рахимович Сафаров | Device for cleaning oil well tubing string of from paraffin |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2630028C1 (en) | Device for cleaning oil well tubing string of from paraffin | |
| RU2495995C1 (en) | Device for cleaning tubing string of oil wells from paraffin | |
| US9540887B2 (en) | Auger cleaning device for removing debris from a helical drilling tool, drilling machine provided with said cleaning device and use of said drilling machine | |
| US7051810B2 (en) | Downhole force generator and method for use of same | |
| US9790755B2 (en) | Positive displacement dump bailer and method of operation | |
| US10041333B2 (en) | One trip drill and casing scrape method and apparatus | |
| US10563479B2 (en) | Diverter valve for a bottom hole assembly | |
| US5351758A (en) | Tubing and profile reaming tool | |
| CN102235158A (en) | Underground annular blowout preventer and assembly process thereof | |
| US4553599A (en) | Control apparatus for oil well production string closing tool | |
| CN202090887U (en) | Downhole annular blowout preventer | |
| EP0134581B1 (en) | A coring device with an improved core sleeve and anti-gripping collar | |
| CA1245548A (en) | Tubing drain valve useful with heavy, sand-bearing oil | |
| RU2717855C1 (en) | Device for cleaning oil well tubing string from paraffin | |
| US5168929A (en) | Method and apparatus for removal of oil well paraffin | |
| RU2312206C1 (en) | Device for oil well flow string cleaning of paraffin, piston and scraper included in the device (variants) | |
| US7905280B2 (en) | Self adjusting debris excluder sub | |
| US10920521B2 (en) | Self-contained well intervention system and method | |
| US3364998A (en) | Well pump operator means | |
| RU2453681C1 (en) | Device for cleaning oil-field pipes from paraffin (versions) | |
| US2806535A (en) | Tubing support and tubing hanger | |
| WO2020091758A1 (en) | Integrated debris catcher and plug system | |
| RU2731244C2 (en) | Method of cleaning internal cavity of well pipes | |
| US20150259998A1 (en) | Tubing anchoring and movement reducing system | |
| CA2890747A1 (en) | Tubing anchoring and movement reducing system |