УЗЕЛ ПРИСОЕДИНЕНИЯ СКРЕБКА К ТЯГОВОМУ ОРГАНУ
CONNECTION ASSEMBLY OF SCRAPER TO TRACTION ELEMENT

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в устройствах для очистки от асфальтосмолопарафиновых отложений внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, а именно в узлах присоединения скребка к тяговому органу.
Наиболее близким к предлагаемому является узел присоединения скребка к тяговому органу, описанный в устройстве для очистки труб в нефтегазодобывающих скважинах от асфальтосмолопарафиновых отложений (РФ, патент №2126881, Е21В 73/02, 27.02.99). Узел присоединения тягового органа выполнен в виде установленного в корпусе на оси ролика, охваченного двумя витками проволоки. Свободный конец проволоки обвит в несколько витков вокруг нее над роликом.
Недостаток известного узла состоит в том, что скребковая проволока при закреплении скребка претерпевает неоднократные перегибы. Особенно большие отрицательные нагрузки испытывает участок проволоки, обвитый над роликом. Поскольку для скребковой проволоки характерна низкая пластичность, то наличие многочисленных перегибов проволоки, особенно с малыми радиусами, приводит к ее разрушению и, как следствие, к обрыву скребка.
Предлагаемое изобретение решает задачу создания узла присоединения скребка к тяговому органу, осуществление которого обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении вероятности аварийных ситуаций и в улучшении эксплуатационных свойств.
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в узле присоединения скребка к тяговому органу, содержащем соединенный со скребком неподвижный ролик, который охвачен сребковой проволокой, новым является то, что дополнительно введен узел фиксации сребковой проволоки, выполненный в виде цилиндрической бобышки, с крышкой, охватывающей боковую поверхность бобышки, при этом в крышке и бобышке по общей вертикальной осевой линии выполнено сквозное отверстие для прохождения скребковой проволоки, кроме того, в бобышке со стороны боковой поверхности выфрезерована выемка в форме остроугольного выступа с горизонтальной площадкой со стороны верхнего основания бобышки, сообщающейся со сквозным отверстием для скребковой проволоки, причем наклонная плоскость выступа выемки направлена в сторону нижнего основания бобышки, кроме того, в выемку на горизонтальной площадке вставлена и жестко закреплена ось, при этом длина площадки не превышает диаметр оси, а ширина выемки выполнена с возможностью прохождения через нее скребковой проволоки с усилием, кроме того, неподвижный ролик охвачен одним полным витком скребковой проволоки, которая предварительно пропущена через сквозное отверстие узла фиксации со стороны верхнего основания бобышки, при этом свободный конец скребковой проволоки заведен в узел фиксации через это же сквозное отверстие со стороны нижнего основания бобышки, огибает ось и прижат внутренней боковой поверхностью крышки бобышки к наклонной поверхности выемки с образованием разомкнутой петли, конец которой направлен в сторону верхнего основания бобышки, при этом крышка бобышки охватывает ее боковую поверхность с возможностью фиксации свободного конца скребковой проволоки в достигнутом положении.
Технический результат достигается следующим образом. Как уже упоминалось выше, для скребковой проволоки характерна низкая пластичность. Наличие многочисленных перегибов проволоки в узле присоединения скребка к тяговому органу, особенно с малыми радиусами, приводит к ее разрушению и, как следствие, к обрыву скребка, что повышает вероятность аварийных ситуаций и ухудшает эксплуатационные свойства узла присоединения скребка к тяговому органу. Заявленный узел присоединения скребка к тяговому органу позволяет не только минимизировать количество перегибов скребковой проволоки при закреплении скребка, но и обеспечивает возможность выполнения перегибов скребковой проволоки с учетом ее механических свойств, выполняя перегибы с допустимыми радиусами. В результате улучшаются условия эксплуатации узла, удлиняется срок службы скребковой проволоки, снижается вероятность обрыва скребка, снижается вероятность аварийных ситуаций.
Наличие неподвижного, охваченного скребковой проволокой ролика, соединенного со скребком, обеспечивает непосредственное соединение скребка с тяговым органом посредством скребковой проволоки.
Введение в устройство дополнительно узла фиксации сребковой проволоки, выполненного в виде цилиндрической бобышки, с крышкой, охватывающей боковую поверхность бобышки, позволяет минимизировать количество перегибов скребковой проволоки и выполнить их с радиусами, не приводящими к аварийному разрушению проволоки. Для прохождения скребковой проволоки через узел фиксации в крышке и бобышке по общей вертикальной осевой линии выполнено сквозное отверстие для прохождения скребковой проволоки. В результате, неподвижный ролик охвачен скребковой проволокой, которая предварительно пропущена через сквозное отверстие узла фиксации со стороны верхнего основания бобышки. При этом наличие сквозного отверстия для проволоки позволяет свободный конец проволоки вернуть в узел фиксации скребковой проволоки со стороны нижнего основания бобышки. Благодаря тому, что в бобышке со стороны боковой поверхности выфрезерована выемка с горизонтальной площадкой со стороны верхнего основания бобышки, сообщающейся со сквозным отверстием для скребковой проволоки, обеспечивается возможность введения свободного конца скребковой проволоки в выемку. При этом, поскольку в выемку на горизонтальной площадке вставлена и жестко закреплена ось, а длина площадки не превышает диаметр оси, то проволока заходит в выемку плавно, без резких перегибов, и так же плавно загибается вниз. Благодаря тому, что выемка выполнена в форме остроугольного выступа, выступ имеет наклонную плоскость. Причем поскольку наклонная плоскость выступа выемки направлена в сторону нижнего основания бобышки, это позволяет сложить нижний конец проволоки в виде разомкнутой петли, свободный конец которой лежит на наклонной плоскости выемки в направлении к верхнему основанию бобышки. Поскольку, крышка бобышки охватывает ее боковую поверхность с возможностью фиксации свободного конца скребковой проволоки в достигнутом положении, то крышка закрывает выемку и, по сути, восстанавливает боковую стенку бобышки, препятствуя раскручиванию петли. Кроме того, наличие острого угла наклона выемки также не позволяет концу сребковой проволоки выскользнуть из нижней части выемки. Выскальзыванию конца проволоки из выемки препятствует также и выполнение ширины выемки с возможностью прохождения через нее скребковой проволоки с усилием. В результате обеспечивается надежная фиксация конца скребковой проволоки в достигнутом положении.
Конструкция узла фиксации скребковой проволоки позволяет выполнять диаметры ролика и оси в выемке, а также ширину выемки с размерами, соответствующими конкретной скребковой проволоке. Это позволяет выполнять перегибы скребковой проволоки с допустимыми радиусами с учетом ее механических свойств. В результате улучшаются условия эксплуатации и удлиняется срок службы скребковой проволоки, снижается вероятность обрыва скребка, снижается вероятность аварийных ситуаций, улучшаются эксплуатационные свойства заявленного узла.
Кроме того, предлагаемая фиксация скребковой проволоки упрощает закрепление скребка, что улучшает эксплуатационные свойства заявленного устройства, так как значительно упрощает замену скребка в полевых условиях.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что заявленный узел присоединения скребка к тяговому органу при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в снижении вероятности аварийных ситуаций и в улучшении эксплуатационных свойств.
На фиг.1 изображен узел присоединения скребка к тяговому органу для случая, когда скребок для взаимодействия с ловильным инструментом имеет канавку и соединен с роликом через вертлюг; на фиг.2 изображен узел присоединения скребка к тяговому органу для случая, когда скребок жестко соединен с роликом, а крышка узла фиксации скребковой проволоки снабжена средством для взаимодействия с ловильным инструментом.
Узел присоединения скребка к тяговому органу (фиг.1) содержит соединенный со скребком 1 неподвижный ролик 2, который охвачен сребковой проволокой 3 одним полным витком, и узел 4 фиксации сребковой проволоки 3, выполненный в виде цилиндрической бобышки 5, с крышкой 6, охватывающей боковую поверхность бобышки. В крышке 6 и бобышке 5 по общей вертикальной осевой линии выполнено сквозное отверстие 7 для прохождения скребковой проволоки 3. Скребок 1 соединен с роликом 2 посредством вертлюга 8 и снабжен канавкой 9 для взаимодействия с ловильным инструментом. Бобышка 5 может быть вставлена в крышку или крышка 6 может быть соединена с бобышкой 5, например, посредством резьбового соединения. В этом случае на боковой поверхности бобышки 5 выполняют ответную резьбу.
Кроме того, в бобышке 5 со стороны боковой поверхности выфрезерована выемка 10 в форме остроугольного выступа 11 с горизонтальной площадкой 12 со стороны верхнего 13 основания бобышки 5. Площадка 12 сообщается со сквозным отверстием 7 для скребковой проволоки 3. Наклонная поверхность 14 выступа выемки 10 направлена в сторону нижнего 15 основания бобышки 5. В выемку 10 на горизонтальной площадке 12 вставлена и жестко закреплена ось 16, параллельно плоскости площадки 12. Длина площадки 12 не превышает диаметр оси 16, а ширина выемки 10 выполнена с возможностью прохождения через нее скребковой проволоки 3 с усилием. Расстояние от горизонтальной части площадки 12 до верхнего основания 13 бобышки 5 не менее суммы диаметров оси 16 и проволоки 3.
Неподвижный ролик 2 охвачен одним полным витком скребковой проволоки 3, которая предварительно пропущена через сквозное отверстие 7 узла фиксации 4. Свободный конец 17 скребковой проволоки 3 заведен в узел фиксации 4 через это же сквозное отверстие со стороны нижнего 15 основания бобышки 5, огибает ось 16 и прижат внутренней боковой поверхностью крышки 6 к наклонной поверхности 14 выемки 10 с образованием разомкнутой петли, конец которой направлен в сторону верхнего 13 основания бобышки 5. При этом крышка 6 бобышки 5 охватывает ее боковую поверхность с возможностью фиксации свободного конца 17 скребковой проволоки 3 в достигнутом положении.
В случае, когда скребок 1 жестко соединен с роликом 2 (фиг.2), крышка 6 узла фиксации 5 скребковой проволоки 3 снабжена средством 18 для взаимодействия с ловильным инструментом. В этом случае крышка 6 охватывает боковую поверхность бобышки и фиксирована непосредственно на сребке 1.
Угол наклона выступа 11 обеспечивает при надетой на бобышку 5 крышке 6 радиус загиба проволоки 3 не менее радиуса оси 16.
Диаметр оси 16 и диаметр ролика 2 выбирают исходя из характеристик металла скребковой проволоки 3 - допускаемый радиус изгиба. Это позволяет для надежного закрепления скребка 1 выполнить только один полный виток скребковой проволоки 3.
Заявленный узел присоединения скребка к тяговому органу используют следующим образом. Скребок 1 фиксируют в лубрикаторе. Скребковую проволоку пропускают, со стороны верхнего 13 основания бобышки 5, через узел фиксации 4 проволоки 3 в сквозное отверстие 7 для прохождения скребковой проволоки 3, выполненное в крышке 6 и бобышке 5 по общей вертикальной осевой линии. Затем выполняют вокруг ролика 2 один полный оборот скребковой проволоки 3. Свободный конец 17 проволоки 3 возвращают в узел фиксации проволоки 4 в бобышку 5 через то же самое сквозное осевое отверстие 7 со стороны нижнего 15 основания бобышки 5 и заводят в выемку 10, огибая ось 16. Затем загибают свободный конец 17 проволоки 3 в виде разомкнутой петли так, что конец 17 скребковой проволоки направлен в сторону верхнего основания 13 бобышки 5, и прижимают к наклонной поверхности 14 выемки 10 сначала рукой, а затем крышкой 6 бобышки 5, для чего крышку 6 накручивают, если предусмотрена резьба (фиг.1), или натягивают на бобышку 5, охватывая ее боковую поверхность (фиг.2). При этом, поскольку крышка 6 бобышки 5 охватывает ее боковую поверхность с возможностью фиксации свободного конца скребковой проволоки в достигнутом положении, т.е. крышка должна обеспечить только фиксацию свободного конца 17 скребковой проволоки 3 в достигнутом положении, то это снижает требования к плотности прижима боковой поверхности крышки 6 к боковой поверхности бобышки 5. На фиг.2 бобышка 5 имеет возможность вертикального перемещения с одновременной фиксацией разомкнутой петли, образованной свободным концом 17 скребковой проволоки 3.
После фиксации свободного конца 17 проволоки 3 лебедкой наматывают проволоку 3 на барабан. В результате движения проволоки 3 вверх узел фиксации 4 опускается вниз до контакта с роликом 2 и остается в этом положении на все время работы скребка, обеспечивая надежное присоединение скребка 1 к тяговому органу.