СКРЕБОК НОЖЕВОЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ ОТ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Полезная модель относится к специализированным устройствам для очистки буровых скважин и может применяться нефтегазодобывающими управлениями как основное техническое устройство для устранения парафиновых отложений на внутренней поверхности стенок насосно-компрессорных труб (НКТ).
Из уровня техники известен скребок для очистки внутреннего пространства колонны насосно-компрессорных труб в скважине от асфальтосмолопарафиновых отложений (RU 2252309 C1, МПК Е21В 37/02, опубл. 20.05.2005). Скребок состоит из штока с обтекателем на нижнем конце, связанный со штоком с возможностью вращения вокруг его продольной оси очистной элемент, утяжелитель и узел присоединения к гибкому тяговому органу, например к скребковой проволоке, с кольцевой канавкой под ловильный инструмент.
Недостатком известного технического решения является его низкая технологичность, связанная со сложной конструкцией скребка. Так, например, разрезы, выполненные в его корпусе, имеют сложную геометрическую форму, а корпус связан со штоком посредством подшипников. Упомянутые особенности скребка, в том числе, снижают и его надежность, особенно при работе в агрессивной среде скважинной жидкости.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели и выбранным в качестве прототипа признан скребок для очистки нефтепромысловых труб в скважине (RU 8038 U1, МПК Е21В 37/02, В08В 9/04, опубл. 16.10.1998). Скребок состоит из корпуса с тяговым органом и жестко укрепленные на корпусе под углом к его продольной оси режущие элементы, расположенные равномерно по периметру корпуса. Режущие элементы выполнены в виде изогнутых ленточных ножей, каждый из которых выполнен из неравных по длине нижней и верхней частей с режущими кромками, при этом верхняя часть каждого режущего элемента жестко закреплена на корпусе.
Недостатком прототипа признана его низкая эффективность при очистке асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) с внутренней поверхности стенок насосно-компрессорных труб, вследствие выполнения ножей в виде режущих элементов с неравномерными частями, что ухудшает качество очистки при обратном движении скребка.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение качества очистки асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности стенок насосно-компрессорных труб.
Указанная задача решена тем, что скребок ножевой для очистки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений содержит цилиндрический стержень с резьбой, выполненной на его концах, для навинчивания груза и ловильной головки. С обеих сторон стержня выполнены два продольных сквозных взаимно перпендикулярных паза, в которых зеркально закреплены направляющие, выполненные в виде равнобедренных треугольников, при этом их углы, лежащие напротив оснований, направлены в сторону торцов стержня, а на углах при основаниях треугольников параллельно оси стержня выполнены лыски. Ребра направляющих заточены, а к лыскам прикреплены четыре ножа, выполненные в виде листовых пластин с радиусными изгибами. Направляющие пластин первого и третьего ножей и представляют собой правую винтовую цилиндрическую линию, а второго и четвертого левую винтовую цилиндрическую линию, при этом каждая пластина одним концом прикреплена к одной из лысок первой направляющей, а вторым концом -к одной из лысок второй.
Положительным техническим результатом, обеспечиваемым конструктивными особенностями скребка, является значительное повышение качества очистки асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности стенок насосно-компрессорных труб за счет срезания скоплений парафина при помощи ножей. При этом скребок позволяет производить срезание парафина по всему периметру очищаемой трубы как при его ходе вниз, так и при обратном ходе вверх.
Конструкция ножевого скребка поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен его общий вид в изометрии; на фиг. 2 - вид спереди; на фиг. 3 - вид слева; на фиг. 4 - вид сверху.
Скребок ножевой для очистки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений имеет следующую конструкцию.
Его основой является цилиндрический стержень 1 с резьбой, выполненной на его концах 2 и 3, для навинчивания груза и ловильной головки. С обеих сторон стержня 1 выполнены два продольных сквозных взаимно перпендикулярных паза 4 и 5, в которых зеркально закреплены направляющие 6 и 7, выполненные в виде равнобедренных треугольников, при этом их углы, лежащие напротив оснований, направлены в сторону торцов стержня 1, а на углах при основаниях треугольников выполнены лыски 8, 9, 10 и 11. К лыскам направляющих 6 и 7 прикреплены четыре ножа 12, 13, 14 и 15. Ножи выполнены в виде листовых пластин с радиусными изгибами. Направляющие пластин первого 12 и третьего ножей и 14 представляют собой правую винтовую цилиндрическую линию, а второго 13 и четвертого 15 левую винтовую цилиндрическую линию, при этом каждая пластина одним концом прикреплена к одной из лысок первой направляющей, а вторым концом - к одной из лысок второй.
Скребок изготавливают посредством выполнения токарных, и фрезерных операций, а также работ по формовке ножей. На фигурах представлен вариант скребка длиной L=220 мм и диаметром D=42 мм, выполненного из стержня 1 диаметром 12 мм с резьбой M12×1,75 выполненной на обоих его концах 2 и 3. В пазах 4 и 5, зеркально закреплены направляющие 6 и 7 с заточенными ребрами, изготовленные из листового металла толщиной S=4 мм, при этом угол их заточки составляет α=60°. Ножи 12, 13, 14 и 15, закрепленные на лысках 8, 9, 10 и 11 направляющих 6 и 7, представляют собой пластины имеющие длину 97 мм, ширину - 10 мм и толщину - 2 мм, а угол их заточки составляет β=30°. В случае опытного или единичного производства скребков направляющие в пазах, а ножи на лысках закрепляют посредством аргонодуговой сварки. В случае массового производства для сборки целесообразно применять ручную дуговую сварку с последующей обработкой острых кромок направляющих и ножей на заточном станке.
Скребок ножевой используют следующим образом.
Перед спуском скребка в колонну НКТ для очистки от асфальтосмолопарафиновых отложений механическим способом, осуществляют подготовительные операции, которые включают в себя изучение искривленности скважины, определение технологического режима ее работы, дебита, глубины, толщины и состава парафинообразования, включая определение его твердости. Эти параметры позволяют осуществить монтаж скребка перед спуском его в скважину. По толщине и твердости парафина определяют диаметр скребка, обеспечивающий эффективное срезание парафина при ходе вниз и вверх, исключая при этом его застревание. Конструктив скребка позволяет производить срезание парафина по всему периметру очищаемой трубы как при ходе скребка вниз, так и при ходе вверх. По величине дебита скважины определяют оптимальный вес груза скребка, чтобы обеспечить нормальное продвижение скребка без подбросов и без увеличения усилия на срезание.
Груз посредством первого резьбового соединения M12×1,75 навинчивается на скребок, к которому при помощи второго резьбового соединения крепится ловильная головка. Через отверстие в ловильной головке, продевается проволока диаметром 2.0÷3.2 мм. Далее производится увязка проволоки, обеспечивающая фиксацию сборки проволока - ловильная головка - груз скребка - скребок. Затем производится спуск полученной сборки в колонну насосно-компрессорных труб через лубрикатор и фонтанную арматуру скважины. Следует отметить, что конструктив скребка (наличие резьбы на обеих сторонах стержня) позволяет произвести монтаж двух скребков в одну сборку. При этом может быть использована следующая компоновка: проволока - ловильная головка - скребок - груз скребка - скребок.
Скребок, встречая отложения парафина в насосно-компрессорной трубе, разрезает их режущими кромками ножей 12, 13, 14 и 15 на четыре равные части. Под весом груза скребок продолжает движение вниз, а срезанные части асфальтосмолопарафиновых отложений потоком жидкости ускоренно выносятся наверх, исключая образование пробок и забивание режущих элементов скребка. При достижении глубины скважины свободной от отложений парафина дальнейший спуск скребка прекращают. Для обеспечения полного выноса срезанных измельченных асфальтосмолопарафиновых отложений с учетом производительности электрических центробежных насосов скважины, скребок в нижнем положении выдерживают на время, необходимое для выноса основной массы отложений, срезанных при спуске скребка. В зависимости от характера работы скважины, объемного содержания асфальтосмолопарафиновых отложений, их физико-химических свойств, интенсивности их выпадения, обводненности нефти, соблюдения установленного режима работы скважины и графика очистки НКТ от парафина, возможен вариант выдержки скребка в нижнем положении длительное время (до нескольких часов), что позволяет увеличить период между очистками.
Таким образом, предложенная в настоящей заявке полезная модель, являясь недорогим и эффективным инструментом для очистки скважин от асфальтосмолопарафиновых отложений, позволяет обеспечить срезание отложений как при ходе скребка вниз, так и при ходе вверх, многократно снизить усилие, прикладываемое к скребку, увеличить период между очистками скважины, повысить производительность проведения работ, с одновременным снижением энерго- и трудозатрат, за счет исключения дополнительных спусков и подъемов скребка.