Скребок Филиппова

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и предназначена для реализации технологии непрерывной депарафинизации добывающих нефтяных скважин, эксплуатирующихся с погружными электроцентробежными насосными установками, а также фонтанным способом.
Известен скребок автоматический для очистки внутренней поверхности труб, содержащий корпус в виде втулки, установленную в нем на поворотной оси заслонку (затвор) и механизм закрытия, открытия проходного сечения трубы (см. а.с. СССР №244251, 1969 г.). Механизм выполнен в виде храповика, закрепленного на затворе, в который упирается биметаллическая пластина, соединенная с корпусом, при этом биметаллическая пластина настраивается на определенную температуру, при которой она срабатывает и опускает затвор, закрывая тем самым проходное сечение трубы.
Недостатками известного устройства являются нестабильность работы, сложность в изготовлении и ненадежность работы вследствие наличия пружины, храпового механизма и биметаллической пластины, ограниченность использования, т.к. затвор имеет только два положения - открыт, закрыт, и невозможность использования механизма в скребках с толкателем без дополнительного усовершенствования.
Известен скребок автоматический для очистки внутренней поверхности труб, работающий в движущемся потоке жидкости в насосно-компрессорных трубах и чистящий их от наслоения парафина (см. патент РФ №2237528, 10.10.2004). Скребок выполнен с толкателем, размещенным в направляющих (корпус в виде втулок) с возможностью перемещения и поочередного взаимодействия с ограничителями хода скребка в конечных точках очистки и с затвором, взаимодействующим с толкателем для открытия, закрытия проходного сечения трубы.
Известный скребок имеет ряд недостатков. В ряде случаев сам механизм перекрытия проходного сечения не надежен в работе из-за недостаточной энергии удара, которая зависит от скорости движения скребка. Скорость движения скребка зависит от скорости потока в трубе, а также от производительности скважины. У каждой трубы (скважины или электроцентробежного насоса) своя производительность и скорость движения потока, т.е. скребком можно охватить только небольшой диапазон труб по дебиту.
Как правило, такие скребки достигают значительного веса, и в случае первоначальной успешной работы механизма воздействие удара также сказывается на надежности работы механизма управления проходным сечением.
Ближайшим аналогом (прототипом) изобретения является скребок автономный для очистки внутренних поверхностей труб от асфальтосмолопарафиновых отложений (см. патент РФ на полезную модель №73620, опубл. 27.05.2008 г.).
В скребке автономном, содержащем корпус с направляющими и ножами, имеется запорный узел виде заслонки, установленной на оси с реечным приводом. Ножи имеют по меньшей мере три различные формы. Корпус скребка имеет длину большую, чем высота фонтанной арматуры скважины. В верхней части корпуса имеются окна для извлечения скребка из скважины любой глубины без повреждений. Рейка имеет круглое или прямоугольное сечение и установлена с возможностью перемещения в направляющих и ножах.
Скребок имеет ряд недостатков. В ряде случаев сам механизм перекрытия проходного сечения не надежен в работе из-за недостаточной энергии удара, которая зависит от скорости движения скребка.
Признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, отсутствуют в аналоге.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности работы скребка.
Заявляемый технический результат достигается тем, что скребок Филиппова содержит корпус, центральную и управляющую рейки, заслонки пружины, курок и тягу курка. Скребок снабжен верхней и нижней фрезами, при этом фрезы установлены с возможностью свободного вращения, причем одна фреза установлена с возможностью вращения вправо, а другая фреза установлена с возможностью вращения влево. Это позволяет производить очистку стенок НКТ уже при движении скребка вниз. Чем повышается надежность его работы.
Заслонки снабжены эластичными пластинами, расположенными между металлическими пластинами. Это обеспечивает скребку возможность проходить через сужения в колонне НКТ, препятствует застреванию при работе, обеспечивает легкость извлечения.
Управляющая рейка снабжена выступом, а центральная рейка снабжена впадиной, при этом выступ и впадина выполнены с возможностью совмещения. Это синхронность перемещения реек, что способствует надежной работе скребка..
Верхняя часть корпуса состоит из двух трубок, соединенных через муфту с зазором, что делает возможным отклонение от соосности. Это обеспечивает прохождение скребка через изгибы колонны НКТ.
На корпусе снизу неподвижно закреплена пружина сжатия и эластичная прокладка. Пружина позволяет создать амортизацию и избежать деформацию при соударении со стоп-кольцом. Прокладка препятствует удару реек о корпус.
В верхней части корпуса на трубке установлен хвостовик с отверстием, через которое проходит тяга курка. Это позволяет извлечь скребок из скважины с помощью ловильного устройства. При захвате скребка ловильным устройством происходит срабатывание курка и заслонки занимают положение вертикально, что упрощает подъем.
Такая конструкция делает работу устройства в целом надежной.
На фигуре 1 изображен Скребок Филиппова в сборе, заслонки расположены вертикально, вид спереди; на фигуре 2 изображен скребок в сборе, заслонки расположены вертикально, вид сбоку; на фигуре 3 изображен корпус скребка в разрезе; на фигуре 4 изображена центральная рейка скребка, заслонки расположены горизонтально; на фигуре 5 изображена управляющая рейка скребка; на фигуре 6 изображен корпус скребка в разрезе; на фигуре 7 изображен узел тяги курка с пружиной растяжения; на фигуре 8 изображен узел заслонки в разрезе; на фигуре 9 изображена правая фреза; на фигуре 10 изображена левая фреза.
Скребок состоит из корпуса 1 (фиг. 3), внутри которого перемещаются центральная рейка 2 (фиг. 4) и управляющая рейка 3 (фиг. 5). Корпус 1 и рейки 2 и 3 связаны пружинами растяжения 4 и 5 (фиг. 2), сила действия которых стремится поднять обе рейки в верхнее положение относительно корпуса. На центральной рейке 2 (фиг. 4) подвижно закреплены заслонки 6, заслонки 6 связаны с управляющей рейкой 3 (фиг. 5) через тяги 7. Заслонки 6 включают ось 8 (фиг. 8), верхние 9, средние 10 и нижние 11 металлические пластины, соединенные неподвижно. Между средней и нижней металлическими пластинами с зазором через шплинты установлены эластичные пластины 12 из полиуретана. На центральной рейке 2 имеется впадина 13, а на управляющей рейке 3 имеется выступ 14. Синхронность движения реек при ходе вниз обеспечивается впадиной 13 (фиг. 4) и выступом 14 (фиг. 5). На корпусе неподвижно закреплена ось 15 (фиг. 3) на которой установлен курок 16 (фиг. 7). Внутри корпуса расположена тяга курка 17 (фиг. 6, 7). К тяге курка 17 крепится пружина растяжения 18. Сила действия пружины растяжения 18 (фиг. 1, 7) стремится поднять тягу курка 17 и повернуть курок 16. Курок фиксирует управляющую рейку 3 в нижнем положении, цепляясь за ось 19, установленную на управляющей рейке 3. (фиг. 5). На корпусе снизу неподвижно закреплена пружина сжатия 20 (фиг. 1) и эластичная прокладка 21 (фиг. 6). Верхняя часть корпуса в виде трубок, нижней трубки 22 и верхней трубки 23 (фиг. 6). Трубки 22 и 23 соединены муфтой 24, при этом между трубками и муфтой имеется зазор 25 (фиг. 6). На верхней трубке 23 установлены с возможностью вращения фрезы 26 и 27 и хвостовик 28 (фиг. 1). В хвостовике 28 выполнено отверстие 29, в которое входит тяга курка 17 (фиг. 6). Между фрезами 26 и 27 закреплена емкость 30 (фиг. 1) с магнитами.
Фрезы 26 и 27 установлены таким образом, что одна из них вращается вправо, а другая вращается влево.
Скребок Филиппова работает следующим образом.
Скребок Филиппова - автоматический летающий скребок для непрерывной депарафинизации скважин - механический способ очистки. Принцип работы скребка состоит в непрерывном перемещении внутри колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), ограниченном вверху - плоскостью закрытой лубрикаторной задвижки, внизу - стоп-кольцом, закрепленным в соединительной муфте, которое располагается ниже точки начала образования асфальтосмолопарафиновых (АСПО) и других отложений.
Скребок с расположенными вертикально заслонками помещают в лубрикатор, установленный на фонтанной арматуре работающей скважины. После открывания лубрикаторной задвижки скребок под действием силы тяжести перемещается вниз с вертикально расположенными заслонками. Фрезы 26 и 27 свободно вращаются и очищают отложения на стенках НКТ при движении вниз. Так как фрезы вращаются в разные стороны, то происходит более тщательная очистка НКТ. После соударения скребка со стоп-кольцом рейки перемещаются в нижнее положение под действием сил инерции; при этом выступ 14 и впадина 13 на рейках 2 и 3 совмещены и более тяжелая центральная рейка 2 тянет за собой более легкую управляющую рейку 3. Курок фиксирует управляющую рейку 3 в нижнем положении, а центральная рейка 2 возвращается в верхнее положение под действием силы пружины растяжения - 4-5, при этом заслонки 6 принимают горизонтальное положение. Скребок начинает двигаться вверх с потоком скважинной жидкости. При движении вверх горизонтально расположенные заслонки срезают слой парафина со стенок НКТ, очищая их. Происходит контакт между лубрикаторной задвижкой и тягой курка 17. Курок 16 освобождает управляющую рейку 3, она возвращается в верхнее положение и происходит поворот заслонок 6 в вертикальное положение. Заслонки 6 располагаются вертикально и цикл повторяется.
Скребок работает без применения проволоки, автономно, препятствует образованию парафиновых пробок. Скребок Филиппова надежен в работе и обеспечивает качественную очистку насосно-компрессорных труб (НКТ).
Скребок может быть изготовлен имеющимися техническими средствами на имеющемся оборудовании.