СОСТАВНОЙ СКРЕБОК-ЦЕНТРАТОР ДЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ

Полезная модель относится к области нефтедобывающей промышленности и к оборудованию для добычи нефти, в частности к скребкам-центраторам для насосных штанг и может быть использована для центрирования штанг с одновременной очисткой их поверхностей от парафиносмолистых отложений внутренних поверхностей насосно-компрессорных труб при эксплуатации штанговых глубинно-насосных установок.
При работе указанных установок колонна насосных штанг совершает циклические движения внутри колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), сопровождающиеся износом труб и штанг. Наиболее интенсивен износ в наклонных и искривленных интервалах ствола скважины. Для снижения скорости износа штанг и очистки от парафиносмолистых отложений стенок предложено большое количество различных устройств.
Известен цельнолитой скребок-центратор, который устанавливается на тело насосной штанги, содержащий полимерный корпус с ребрами, расположенными с углом наклона к его продольной оси и каналами между этими ребрами для прохода откачиваемой жидкости. Корпус скребка-центратора имеет несколько ребер, соответственно несколько узких каналов между ними и скосы на торцах. Рабочая поверхность ребер составляет часть цилиндрической поверхности. Проходное сечение скребка-центратора складывается из сечений каналов для прохода откачиваемой жидкости. Количество скребков-центраторов на штанге определяется в зависимости от используемой длины хода полированного штока. (Каталог продукции ЗАО «Канаросс» Пермь).
Известный скребок-центратор формируется на штанге любым известным способом, например литьем смеси компонентов или опрессовкой на термопластавтоматах (ТПА). Для размещения ТПА. на участке запрессовки требуются большие рабочие площади. Технологический процесс сопровождается выделением вредных веществ на участке, в связи с этим необходимо соблюдение требований норм и правил по промышленной безопасности, охране труда и промышленной санитарии на участке изготовления штанг насосных (ШН). Недостатком также является ограниченность технологических возможностей опрессовки центраторов на штанге с использованием ТПА, обусловленная тем, что процесс характеризуется цикличностью, прерывностью и ограниченной скоростью при прессовании каждого центратора. Таким образом, снижается производительность изготовления насосных штанг.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является скребок-центратор для насосных штанг, содержащий полимерный корпус с ребрами, имеющими цилиндрическую контактную поверхность и расположенными под углом к его продольной оси и каналами между ними для прохода откачиваемой жидкости. Корпус образован посредством клинового соединения одинаковых деталей в виде полухомутов. При этом полухомуты соединены между собой так, что концевая часть одного полухомута сопряжена с противоположной концевой частью другого. (Патент RU №2093707, F04B 47/00, опубл. 20.10.1997 г.).
Недостатком закрепления известного центратора является низкая надежность сцепления центратора со штангой, не обеспечивающая необходимое усилие сопротивления сдвигу центратора вдоль оси насосной штанги. Вследствие этого происходит сдвиг центратора и последующее его скольжение вдоль оси штанги. В результате этого, установленные на штанге центраторы, будут сдвигаться и не обеспечат равномерного и надежного центрирования штанги в колонне НКТ и качественной очистки от парафиносмолистых отложений. Кроме того, расположение клинового затвора соосно основным рабочим нагрузкам, действующим на центратор, может привести к ослаблению соединения вплоть до разрушения центратора.
Техническое решение направлено на предотвращение сдвига скребка-центратора относительно оси штанги за счет повышение надежности закрепления его на насосной штанге и обеспечение качественной очистки внутренней поверхности НКТ от парафиносмолистых отложений в процессе эксплуатации скважины и снижение скорости износа колонны НКТ.
Техническая задача достигается тем, что сборный скребок-центратор для насосных штанг, содержащий полимерный корпус, образованный посредством соединения двух одинаковых деталей с ребрами, имеющими цилиндрическую контактную поверхность и расположенными под углом к продольной оси и каналами между ними для прохода откачиваемой жидкости, согласно полезной модели, соединение деталей корпуса осуществлено с помощью клиньев, установленных между выступами детали и расположенных по нормали к продольной оси штанги и дополнительно зафиксировано посредством клеевого соединения. Клеевое соединение выполнено также и между корпусом центратора и наружной поверхностью насосной штанги.
Предлагаемое техническое решение позволяет устранить недостатки прототипа за счет того, что соединение осуществлено с помощью клиньев расположенных по нормали к воздействующим нагрузкам рабочей среды, что не позволяет привести к ослаблению соединения, кроме того, клинья ограничивается от выпадения стенками трубы НКТ. Клеевое соединение деталей центратора и центратора с насосной штангой обеспечивает дополнительное сопротивление разрушению центратора и его сдвигу вдоль оси штанги.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид составного скребка-центратора для насосных штанг. На фиг. 2 представлен вид А фиг. 1 (клиновое соединение).
Составной скребок-центратор имеет корпус, состоящий из двух одинаковых цельнолитых деталей 1, 2 в виде полухомутов, соединенных при помощи клиньев 3 и установленных на насосную штангу 4. При смыкании деталей образуются ребра 5 и каналы 6 между ребрами 5 для прохода откачиваемой жидкости, имеющие вид витков спирали. Концевая часть 7 скребка центратора может быть выполнена как в виде конуса, так и в виде цилиндра.
Сущность технического решения реализуется следующим образом.
Для изготовления составного скребка-центратора формируют детали 1, 2 в виде полухомутов. Перед установкой на насосную штангу 4 на внутренние поверхности деталей 1, 2 корпуса скребка-центратора наносится клей. Затем готовые детали 1, 2 устанавливают на участке штанги 4 и осуществляют закрепление центратора при помощи клиньев 3, расположенных по нормали к воздействующим нагрузкам (продольной оси штанги 4), действующим на центратор. Клиновое соединение образует натяг, необходимый для компенсации размерных допусков деталей 1, 2 центратора и насосной штанги 4.
Скребок-центратор выполняет функцию центратора штанг и скребка для очистки внутренней поверхности колонны НКТ от парафинистых отложений, которые образуются на стенках НКТ и уменьшают пропускное сечение колонны НКТ. При возвратно-поступательном движении штанг условием очистки от парафина со стенок колонны НКТ является надежное закрепление скребка-центратора на штанге, иначе его проскальзывание относительно оси штанги не обеспечит очистку парафинистых отложений со стенок колонны НКТ.
Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет обеспечить надежное закрепление скребка-центратора на насосной штанге за счет жесткой фиксации соединяемых деталей корпуса, осуществить качественную очистку внутренней поверхности НКТ от парафиносмолистых отложений в процессе эксплуатации скважины и обеспечить защиту от износа колонны НКТ. Вследствие этого увеличивается межремонтный срок эксплуатации скважин.