устройство для очистки нефтепромысловых труб от парафина

Формула изобретения

Устройство для очистки нефтепромысловых труб от парафина, содержащее связанные с приводом подъема и опускания скребки, развернутые вокруг продольной оси относительно друг друга на 90°, включающие корпус с узлами присоединения, шипами, два подвижных подпружиненных элемента с ножами, отличающееся тем, что скребки устройства снабжены продольными ребрами, контактирующими с внутренней поверхностью очищаемых труб, имеющими на концах скосы для прохождения препятствий и жестко соединенными с ножами в виде кольцевых секторов с заточенными торцами, причем ножи между заточенными торцами имеют по длине сектора диаметральную расточку, создающую контактный зазор между внутренней поверхностью очищаемой трубы и ножами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для удаления парафина с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных скважин, оборудованных электроцентробежными насосами.

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 пластинкой, закрепленной на корпусе (SU а.с. № 244251, Е21В 37/02, Е21В 43/00, 02.04.1964 г.).

Известный плунжер-скребок имеет ряд недостатков:

- 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;

- 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.

Известно устройство для очистки нефтепромысловых труб от парафина, включающее раздвижной скребок и связанный с ним грузик, ось которого расположена эксцентрично относительно оси раздвижного скребка (SU а.с. № 1183663, Е21В 37/02, 23.01.1984 г).

Устройство имеет ряд недостатков:

- 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, поскольку конструкция скребка не предусматривает перемещение ножей внутрь к оси под предельной нагрузкой при зацепе;

- диаметр ножей скребка на (10÷20) мм меньше внутреннего диаметра насосно-компрессорной трубы, иначе, как видно из чертежа, было бы невозможно сдвижение ножей внутрь при опускании устройства. Исходя из этого, можно сделать вывод, что устройство после очистки труб оставляет за собой участки несрезанного слоя парафина толщиной (10÷20) мм.

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 (RU патент № 2090739, Е21В 37/02, 16.11.1992).

Известное устройство имеет ряд недостатков:

- сложность конструкции системы контроля положения скребка и состояния троса;

- возможность провисания и заклинивания троса;

- вероятность прогиба троса в направлении, обратном нормальному изгибу троса на барабане лебедки;

- постоянная работа лебедки по перемещению скребка при очистке насосно-компрессорных труб от парафина;

- не используется энергия потока рабочей среды в насосно-компрессорной трубе для перемещения скребка.

Известно устройство для очистки колоны насосно-компрессорных труб (НКТ) нефтяных скважин от парафина, поршень и скребок в составе его, с вариантами (RU патент № 2312206, Е21В 37/00, 27.03.2006).

Данное известное устройство включает лебедку с барабаном и электродвигателем, гибкий элемент - проволоку со скребком на конце и систему контроля. К скребку снизу прикреплены другой скребок, развернутый вокруг продольной оси относительно первого на 90° и образующий с ним очистную пару скребков, к которой последовательно прикреплен друг другу, сверху вниз утяжелитель и вторая очистная пара скребков, в совокупности образующие подвисной 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.

Данное 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.

Данное устройство наиболее близко к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемым результатам.

Технической задачей изобретения является создание устройства для очистки нефтепромысловых труб от парафина, конструкция которого обеспечивают снижение усилий для удаления отложений парафина с внутренней поверхности НКТ.

Техническая задача по устройству для очистки нефтепромысловых труб от парафина, содержащему связанные с приводом подъема и опускания скребки, развернутые вокруг продольной оси относительно друг друга на 90°, включающие корпус с узлами присоединения, шипами, два подвижных подпружиненных элемента с ножами, решается согласно изобретению тем, что скребки устройства снабжены продольными ребрами, контактирующими с внутренней поверхностью очищаемых труб, имеют на концах скосы для прохождения препятствий и жестко соединены с ножами в виде кольцевых секторов с заточенными торцами, причем ножи между заточенными торцами имеют по длине сектора диаметральную расточку, создающую контактный зазор между внутренней поверхностью очищаемой трубы и ножами.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 - показана общая схема устройства;

на фиг.2 - выноска А с фиг.1 с видом скребка;

на фиг.3 - вид Б с фиг.2;

на фиг.4 - сечение В-В с фиг.2;

на фиг.5 - сечение Г-Г с фиг.3.

Устройство для очистки нефтепромысловых труб от парафина (см. фиг.1, 2, 3, 4, 5) содержит привод 1 подъема и опускания скребков 2, развернутых вокруг продольной оси относительно друг друга на 90°, каждый из которых состоит из корпуса 3, с узлами присоединения 4, с шипами 5, два подвижных элемента 6 с ножами 7. Скребки 2 снабжены продольными ребрами 8, которые контактируют с внутренней поверхностью очищаемых груб, имеют на концах скосы 9 для прохождения препятствий и жестко соединены с ножами 7 в виде кольцевых секторов с заточенными торцами 10, причем ножи 7 между заточенными торцами 10 имеют по длине сектора диаметральную расточку, создающую контактный зазор между внутренней поверхностью очищаемой трубы и ножами 7. Между узлами присоединения 4 и подвижными элементами 6 установлены пружины 11, а шипы 5 находятся в позах 12 подвижных элементов 6.

Устройство работает следующим образом.

С помощью привода 1 подъема и опускания, внутри НКТ происходит перемещение скребков 2, снабженных ножами 7, которые срезают заточенными торцами 10 отложения парафина с внутренней стороны очищаемых труб в любом направлении: вперед или назад и в диаметральном, так как скребки 2 развернуты вокруг продольной оси относительно друг друга на 90°.

При встрече с препятствием продольных ребер 8 со скосами 9 пружина 11 скребка 2 сжимается в направлении, обратном рабочему ходу и за счет скольжения пазами 12 подвижных элементов 6 по шипам 5 ножи 7 сдвигаются к центру скребка 2, обходя препятствия. После прохождения препятствия пружина 11 возвращает ножи 7 в рабочее положение.

Поскольку ножи 7 установлены в корпусе 3 с узлами присоединения 4 на подвижных подпружиненных элементах 6, происходит вибрационное срезание слоя парафина со стенок НКТ.

Продольные ребра 8 скребков 2 со скосами 9 в совокупности с ножами 7 в виде кольцевых секторов с заточенными торцами 10 и диаметральной расточкой, создающей контактный зазор между внутренней поверхностью очищаемой трубы и ножами 7, обеспечивают снижение усилий для удаления отложений парафина.

Реализация предложенного изобретения позволит создать устройство для очистки нефтепромысловых труб от парафина, конструкция которого обеспечит снижение усилий для удаления отложений парафина с внутренней поверхности НКТ и повышение надежности устройства.