ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИННЫХ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к нефте- и газодобывающей промышленности, в частности, к передвижным устройствам для очистки внутренней поверхности скважинных длинномерных изделий _насосно-компрессорных труб (НКТ) - от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), от отложений малорастворимых неорганических солей сульфатного и карбонатного типов, включающих, в том числе и отложения содержащих природные радионуклиды, а также пирофорных и железоокисных отложений.
Известна установка для очистки длинномерных цилиндрических изделий, содержащая станину, на которой смонтирована камера для очистки изделий, средство для подачи рабочего агента в камеру, накопители с зонами загрузки и выгрузки изделий, расположенные с противоположных сторон очистки, рычажный механизм загрузки изделий и приводы (см. а.с. СССР №820924, МКИ В08В 9/02, 1978 г.).
Недостатком известной установки является низкая производительность, т.к. процесс очистки труб идет не одновременно, а последовательно, что ведет к высокому расходу рабочего агента, приводящему к большим затратам потребляемой мощности. Кроме того, известная установка может работать только в стационарных условиях. Из-за больших габаритов ее нельзя выполнить в транспортном исполнении, поэтому скважинные длинномерные изделия для очистки от отложений необходимо транспортировать к этой установке, что влечет за собой увеличение трудозатрат и создает угрозу загрязнения окружающей среды.
Известна также установка для внутренней очистки насосно-компрессоных труб, содержащая механизированный стеллаж, механизмы вращения и привода шомпола, предназначенного для подачи шабера, который представляет из себя корпус, внутри которого установлены подпружиненные пары съемных блоков с твердым сплавом и съемные блоки с прядями стальных канатов. (см. Патент на полезную модель RU №24955 U1 МПК В08В 8/27, 2001 г.).
Недостатками вышеуказанной установки являются малый интервал для очищаемых труб. Трубы предварительно сортируются по интервалам длин 6-7,5 м; 7,5-09 м; 9-10,5 м, при этом каждый интервал проходит очистку на отдельном стенде, цепной привод механизма подачи шомпола часто выходит из строя вследствие заклинивания шабера в случае деформированной (пережатой клиньями во время эксплуатации НКТ) трубы.
Известна также установка для очистки внутренней поверхности труб от накипи воздействием на поверхность электрическими импульсными разрядами в жидкости. (см. Юткин Л.А. «Электрогидравлический эффект» - М., 1995 г. С.22), в которой импульс напряжения подается на высоковольтный электрод, который вращается в трубе, заполненный водой. Электрические разряды формируются в воде между высоковольтными электродами и стенкой трубки.
Недостатком данной установки является сложность конструкции, наличие вращающихся узлов.
Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является, выбранное нами за прототип устройство (см. а.с. СССР 1768333 МПК В08 в 9/04, опубл. 15.10.92 г.). Устройство содержит генератор импульсов тока с источником питания, связанные с ним электроды, один из которых выполнен в виде оголенной жилы на рабочем конце кабеля, имеющего канавки на наружной поверхности изоляции и систему подачи рабочей жидкости в зону очистки. Продольные канавки выполнены со смещением одна относительно другой.
Недостатком данного устройства для очистки труб от накипи электрическими импульсными разрядами является низкая производительность и низкая защищенность от возможности загрязнения окружающей среды удаленными из труб шламами.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение вышеуказанных недостатков, повышение производительности, качества очистки труб и повышение степени защиты окружающей среды.
Для решения поставленной задачи предлагаемый технологический комплекс для очистки скважинных длинномерных изделий включает конструктивно связанные между собой блоки:
- блок (I) генератора импульсного тока с источником питания, включающий коаксиальный кабель для связи с электроразрядным устройством, трансформатор, выпрямитель, конденсатор, разрядник, источник переменного тока;
- блок (II) подачи полой штанги, электродов и рабочей жидкости включающий станину блока подачи полой штанги, опоры роликов, подающие ролики, прижимные ролики, электропривод блока подачи полой штанги, герметизирующее устройство полой штанги для подачи рабочей жидкости во внутреннюю полость трубы и коаксиального кабеля от генератора импульсного тока, сальниковое устройство ввода полой штанги в передний лоток;
- блок (III) очистки труб, включающий станину блока очистки труб, передний лоток, задний лоток, торцевую крышку переднего лотка с сальниковым устройством ввода полой штанги, торцевую крышку заднего лотка, соединительный узел переднего и заднего лотков, очищаемую трубу с отложениями, полую штангу для подачи рабочей жидкости во внутреннюю полость очищаемой трубы и коаксиального кабеля от генератора импульсного тока, электроразрядное устройство с электродами, патрубок сброса отработанной рабочей жидкости из заднего лотка, косынки, отверстия в полой штанге для подачи рабочей жидкости в полость очищаемой трубы, гибкий шланг сброса отработанной рабочей жидкости со шламом в отстойник-шламонакопитель из заднего лотка, патрубок сброса отработанной рабочей жидкости из переднего лотка, гибкий шланг сброса отработанной жидкости со шламом из переднего лотка, запорные элементы и заземление очищаемой трубы;
- блок (IV) очистки рабочей жидкости, включающий отстойник-шламонакопитель, линию подачи рабочей жидкости от отстойника-шламонакопителя на фильтр тонкой очистки, фильтр тонкой очистки, линию подачи рабочей жидкости от фильтра тонкой очистки на циркуляционный насос, циркуляционный насос с электроприводом, гибкий шланг для подачи очищенной от шламов рабочей жидкости в полую штангу, линию сброса шламов на утилизацию из фильтра тонкой очистки, шнековый питатель, запорные элементы и тару для шламовых отходов.
Технический результат от использования блока (II) подачи полой штанги, электродов и рабочей жидкости, состоит в том, что процесс подачи полой штанги, электродов и рабочей жидкости в подлежащую очистке трубу полностью автоматизирован и управляется в случае необходимости дистанционно, что обеспечивает защиту обслуживающего персонала от ионизирующего излучения в случае очистки труб от отложений, включающих естественные радионуклиды.
Технический результат от использования блока (III) очистки труб, состоит в том, что рабочая жидкость в технологическом процессе очистки труб используется по замкнутому циклу, что исключает возможность загрязнения окружающей среды, кроме того наличие соединительного узла между передним и задним лотками обеспечивает возможность, в случае необходимости, изменять длину технологического комплекса в зависимости от длины очищаемых труб.
Технологический результат от использования блока (IV) очистки рабочей жидкости состоит в том, что в пределах одной технологической площадки, рабочая жидкость подвергается очистке от шламов из очищаемой трубы, их концентрированию, сбору в тару и подаче очищенной жидкости в начало процесса.
Таким образом, применение в предлагаемом технологическом комплексе для очистки скважинных длинномерных изделий дополнительных блоков, используемых по прямому назначению обеспечивает достижение нового результата, заключающегося в повышение качества очистки труб от шламов включающих асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО), отложения малорастворимых неорганических солей сульфатного и карбонатного типов, а также пирофорные и железоокисные соединения с меньшими затратами и обеспечением экологической безопасности.
На чертежах фиг.1, фиг.2 и фиг.3 представлена блок-схема технологического комплекса для очистки скважинных длинномерных изделий.
Технологический комплекс для очистки скважинных длинномерных изделий содержит следующие блоки и их элементы конструктивно связанные между собой:
Блок (I) генератора импульсного тока с источником питания, включающий электрод (+) 1, выполненного из центральной жилы коаксиального кабеля, электрод (-) 2, выполненного из экранной оплетки коаксиального кабеля, трансформатор 3, выпрямитель 4, конденсатор 5, разрядник 6, источник переменного тока 7.
Блок (II) подачи полой штанги, электродов и рабочей жидкости, включающий, станину 8 блока подачи полой штанги, опоры роликов 9, подающие ролики 10, прижимные ролики 11, электропривод 12 блока подачи полой штанги, привод подающих роликов 13, герметизирующее устройство полой штанги 14 для подачи рабочей жидкости во внутреннюю полость очищаемой трубы 22 и коаксиального кабеля от генератора импульсного тока к электроразрядному устройству 25 и сальниковое устройство 15 ввода полой штанги в передний лоток.
Блок (III) очистки труб, включающий станину 16 блока очистки труб, передний лоток 17, задний лоток 18, торцевую крышку 19 переднего лотка с сальниковым устройством 75 ввода полой штанги, торцевую крышку 20 заднего лотка 18, соединительный узел 21, переднего 17 и заднего 18 лотков, очищаемую трубу 22 с отложениями 23, полую штангу 24 для подачи рабочей жидкости во внутреннюю полость очищаемой трубы и коаксиального кабеля от генератора импульсного тока, электроразрядное устройство 25 с электродами, жестко связанное с полой штангой, патрубок сброса отработанной жидкости 26 из заднего лотка 18, косынки 27, отверстия 28 в полой штанге для подачи рабочей жидкости в полость очищаемой трубы 22, гибкий шланг 29 сброса отработанной рабочей жидкости со шламом в отстойник-шламонакопитель 34 из заднего лотка 18, запорный элемент 30 на патрубке 26 сброса отработанной рабочей жидкости, патрубок сброса отработанной жидкости 31 из переднего лотка 17, запорный элемент 32 на патрубке 31 сброса отработанной рабочей жидкости, гибкий шланг 33 сброса рабочей жидкости со шламом в линию 38 из переднего лотка 17, заземление 44 очищаемой трубы 22.
Блок (IV) очистки рабочей жидкости, включающий отстойник-шламоуловитель 34, линию подачи рабочей жидкости 35 от отстойника-шламоуловителя на фильтр тонкой очистки 37, запорный элемент 36 на линии подачи рабочей жидкости 35, фильтр тонкой очистки 37, линию подачи рабочей жидкости 38 от фильтра тонкой очистки 37 на циркуляционный насос 39, циркуляционный насос с электроприводом 39, гибкий шланг 40 для подачи очищенной от шлама рабочей жидкости в полую штангу 24, линию сброса шламов 41 на утилизацию из фильтра тонкой очистки 37, шнековый питатель 42, тару для шламовых отходов 43.
Технологический комплекс для очистки скважинных длинномерных изделий работает следующим образом.
Очищаемую трубу 22, подлежащую очистке от отложений 23, подают с помощью грузоподъемного механизма на косынки 27 переднего 17 и заднего 18 лотков.
Предварительно, коаксиальный кабель, пропускают через полую штангу 24 для подачи рабочей жидкости во внутреннюю полость очищаемой трубы. Центральную жилу и экранную оплетку коаксиального кабеля подключают к электроразрядному устройство 25. Через герметизирующее устройство полой штанги 14, жестко связанное с полой штангой 24, подключают гибкий шланг 40 для подачи очищенной от шлама рабочей жидкости.
Подготовленную таким образом к работе полую штангу 24, через сальниковое устройство 75, смонтированное на торцевой крышке 19 переднего лотка 17 вводят в очищаемую трубу 22.
Подключают заземление 44 к очищаемой трубе 22.
Пускают в работу циркуляционный насос с электроприводом 39. При этом рабочая жидкость из отстойника-шламоуловителя 34 по линии подачи рабочего раствора 35, пройдя фильтр тонкой очистки 37, по линий подачи рабочего раствора 38 поступает на всас циркуляционного насоса с электроприводом 39 и далее по и гибкому шлангу 40 через сальниковое устройство 14 по полой штанге 24 через отверстия 28 в полой штанге 24 поступает в полость очищаемой трубы 22. В процессе эксплуатации технологического комплекса для очистки скважинных длинномерных изделий уровень рабочей жидкости в переднем 17 и заднем 18 лотках поддерживают таким, чтобы очищаемая труба 22 постоянно была полностью погруженной в рабочую жидкость.
Скорость разрушения отложений 23 в очищаемой трубе 22 регулируется скоростью подачи полой штанги 24 для подачи рабочей жидкости во внутреннюю полость очищаемой трубы, частотой импульсного тока, подаваемого по коаксиальному кабелю к электроразрядному устройству 25 с электродами, а также изменением расхода рабочей жидкости от циркуляционного насоса с электроприводом 39 по гибкому шлангу 40 для подачи очищенной от шлама рабочей жидкости в полую штангу 24.
Включают источник переменного питания 7.
Пускают в работу электропривод 12 блока подачи полой штанги и электрода. При этом пускается в работу привод подающих роликов 13, и приводятся в движение подающие ролики 10 и прижимные ролики 11, смонтированные на опорах роликов 9. Полая штанга 24 перемещается в полости очищаемой трубы 22. Возврат полой штанги 24 в исходное положение производится автоматически или принудительно в ручном режиме сменой полярности электропитания электропривода 12 блока подачи полой штанги. Тем самым обеспечивается возможность многократного прохождения полой штанги 24 в полости очищаемой трубы 22.
После пуска в работу источника переменного питания 7 и электропривода 12 блока подачи полой штанги между электроразрядным устройством 25 и стенкой очищаемой трубы 22 происходят электрогидроудары с заданной частотой. При этом происходит
жидкостью в виде шлама из очищаемой трубы 22 в передний 17 или передний 17 и задний 18 лотки.
Отработанная рабочая жидкость со шламом через патрубок сброса отработанной рабочей жидкости 26 смонтированного на нижней образующей заднего лотка 18 и/или через патрубок сброса отработанной рабочей жидкости 31 смонтированного на нижней образующей переднего лотка 17 по гибким шлангам 29 и/или 33 направляют на очистку от шлама в отстойник-шламонакопитель 34 и/или на фильтр тонкой очистки 37.
В отстойнике-шламонакопителе 34 происходит осаждение шламов в донной части аппарата, которые периодически из донной части шнековым питателем 42 направляют в тару для шламовых отходов 43.
Очищенный рабочий раствор из отстойника-шламонакопителя 34 вновь по линии подачи рабочего раствора 35 подается на фильтр тонкой очистки 37 и далее по линии подачи рабочего раствора 38 на всас циркуляционного насоса с электроприводом 39.
По мере накопления шламов в донной части отстойника-шламонакопителя 34 производят его опорожнение. Для этого на линии подачи рабочей жидкости 35 запорный элемент 36 переводят в положение «закрыто». Также запорный элемент 30 установленный на патрубке 26 сброса отработанной рабочей жидкости переводят в положение «закрыто».
Включают в работу шнековый питатель 42, открывают донную заслонку отстойника-шламонакопителя 34, шлам подают в тару для шламовых отходов 43.
После опорожнения отстойника-шламонакопителя 34 закрывают донную заслонку, прекращают работу шнекового питателя 42, переводят запорные элементы 30 и 36 в положение «открыто».
Очистку от шлама фильтра тонкой очистки 37 ведут по мере необходимости по линии сброса шламов 41
По завершению процесса очистки трубы 22, отключают источник переменного тока 7 возвращают полую штангу 24 в исходное положение, т.е. извлекают из очищаемой трубы 22, прекращают подачу электроэнергии на электропривод 12, прекращают подачу электроэнергии на циркуляционный насос с электроприводом 39, с помощью грузоподъемного механизма очищенную трубу снимают с косынок 27 и извлекают из переднего 17 и заднего 18 лотков, производят визуальную оценку качества очистки трубы 22 от отложений.
При этом технологический комплекс для очистки скважинных длинномерных изделий готов принять для очистки от отложений следующую трубу.
В случае, если качество очистки трубы 22 удовлетворяет установленным требованиям ее направляют на склад готовой продукции.
В случае, если качество очистки трубы 22 не удовлетворяет установленным требованиям ее направляют на повторную обработку.
Настоящее техническое решение основано на экспериментально установленных фактах, что при использовании предлагаемого технологического комплекса очистки скважинных длинномерных изделий состоящего из четырех блоков, конструктивно связанных между собой обеспечивается повышение производительности, качества очистки труб и повышение степени защиты окружающей среды.
Конструктивная связь блоков предлагаемого технического решения реализована следующим образом:
- блок (I) генератора импульсного тока с источником питания связан с блоком (II) подачи полой штанги и электродов и рабочей жидкости посредством коаксиального кабеля и электрически связан с электроразрядным устройством 25.
- блок (II) подачи полой штанги и электродов и блок (III) очистки труб жестко связаны между собой станинами 8 и 16 каждого из блоков, а полая штанга 24, передний лоток 17, задний лоток 18 и очищаемая труба 22 находятся в одной продольной плоскости.
- блок (III) очистки труб связан с блоком (IV) очистки рабочей жидкости посредством гибкого шланга 29 сброса отработанного рабочей жидкости со шламом в отстойник-шламонакопитель 34.
- блок (IV) очистки рабочей жидкости связан с блоком (II) подачи полой штанги и электродов посредством гибкого шланга 40 для подачи очищенного рабочей жидкости в полую штангу 24.