УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЫ

Полезная модель относится к области добычи нефти и может быть использована для очистки внутренней поверхности обсадных и насосно-компрессорных труб.
Известно «Устройство для очистки внутренней поверхности труб от парафиновых и других отложений» (пат. US №4189000, МПК Е21В 37/02, 1980 г.), содержащее полый корпус, на котором установлены с возможностью радиального перемещения, подпружиненные в радиальном направлении режущие элементы. Режущие элементы содержат режущие кромки на наружной рабочей поверхности, выполненные таким образом, что после сборки, они представляют собой многозаходную цилиндрическую резьбу.
Такое устройство имеет простой узел радиального перемещения режущих элементов, однако при таком соединении пружин с корпусом и установке режущих элементов, возникает необходимость одновременного удерживания в деформированном состоянии пружины, что усложняет сборку самого устройства, которая не может быть выполнена одним работником, что является существенным недостатком. Еще одним недостатком является то, что в процессе эксплуатации устройства отверстия, в которых установлены пружины, забиваются отложениями, не смываемыми промывочным раствором, что требует частой разборки для чистки этого узла.
Известно «Устройство для очистки внутренней поверхности трубы» (полезная модель RU патент №54620, МПК Е21В 37/02, 2006. 01, опубл. 2006 г.) содержащее полый корпус, на котором установлены режущие узлы, каждый из которых состоит из установленных на корпусе с возможностью поперечного перемещения трех подпружиненных режущих элементов с направляющими поверхностями, контактирующими с направляющими поверхностями корпуса. В известном аналоге в упорных буртах корпуса выполнены пазы, а на торцах полуколец выемки, сообщающиеся с пазами гидравлически, благодаря чему образуются каналы для циркуляции промывочного раствора.
В этой конструкции частично обеспечивается удаления отложений за счет циркуляции промывочного раствора по каналам, выполненным под углом к режущим кромкам. Однако конструкция такого устройства сложна: из-за сложности изготовления деталей, так называемых плашек, во время сборки устройства образуются перекосы. Возникают сложности при выполнении пазов и выемок на деталях устройства, а также возникают сложности сборки устройства с обеспечением каналов для циркуляции промывочного раствора, как результат, засорение пазов отложениями, не смываемыми промывочным раствором.
Наиболее близким аналогом является «Устройство для очистки внутренней поверхности трубы» (полезная модель RU патент №75688, МПК Е21В 37/02, 2006.01, публ. 2008 г.).
В этой конструкции частично обеспечивается удаления отложений за счет возможности поперечного перемещения режущих элементов и образования зазора между рабочими плоскостями режущих инструментов и трубы, однако такая конструкция также подвержена засорению отложениями, не смываемыми промывочным раствором, что требует частой разборки для чистки этого узла. Из-за плохой циркуляции промывочного раствора отложения забиваются между режущими кромками режущих элементов, снижая эффективность их работы.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности очистки внутренней поверхности трубы за счет улучшения прохождения промывочной жидкости.
Поставленная задача решается за счет усовершенствования известного устройства для очистки внутренней поверхности трубы, содержащего полый корпус, на котором установлены режущие узлы, каждый из которых состоит из установленных на корпусе с возможностью поперечного перемещения двух подпружиненных режущих элементов с направляющими поверхностями, контактирующими с направляющими поверхностями корпуса, направляющие поверхности выполнены ступенчатыми с параллельными участками и с образованием на периферии корпуса пазов, на периферии режущих элементов выступов, а на наружных поверхностях режущих элементов, содержащих режущие кромки, выполнены лыски, согласно полезной модели на упорных буртах корпуса выполнены лыски, находящиеся в диаметральной противоположности друг к другу в пределах одного упорного бурта корпуса, причем лыски одного упорного бурта расположены в одной плоскости с соответствующими лысками другого упорного бурта корпуса, при этом полукольца устройства на наружной поверхности имеют плоские продольные поверхности, которые при взаимодействии с лысками режущих элементов и упорных буртов образуют каналы, расположенные оппозитно относительно продольной оси корпуса устройства, предназначенные для циркуляции промывочного раствора.
Техническим результатом является эффективная очистка внутренней поверхности трубы скважины за счет хорошей циркуляции промывочного раствора через образованные каналы между внутренней поверхностью трубы и поверхностью каналов, образованных за счет взаимодействия плоских продольных наружных поверхностей полуколец устройства с лысками режущих элементов и упорных буртов.
Конструкцией заявленной полезной модели предусмотрено создание двух каналов, расположенных оппозитно относительно продольной оси корпуса устройства.
Такое выполнение конструкции позволяет использовать только два режущих элемента, что упрощает изготовление и сборку устройства, повышает надежность его работы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 изображено устройство для очистки внутренней поверхности трубы - общий вид.
На фиг.2 изображен вид сверху устройства, на котором показаны лыски упорного бурта корпуса (вид А).
На фиг.3 изображен вид снизу устройства, на котором показаны лыски другого упорного бурта корпуса (вид Б). На фиг.4 изображен разрез режущего узла, повернутого на угол 45° (В-В).
На фиг.5 изображен разрез полуколец с лысками в собранном виде (Г-Г).
На фиг.6 изображен разрез второго режущего узла (Д-Д).
Устройство для очистки внутренней поверхности трубы содержит полый корпус 1, на котором установлены режущие узлы 2 и 3 (фиг.1), каждый из которых состоит из установленных на корпусе 1 с возможностью поперечного перемещения подпружиненных режущих элементов 4 (фиг.4) с направляющими поверхностями 5 (фиг.4), контактирующими с направляющими поверхностями 6 (фиг.4) корпуса 1. Направляющие поверхности 6 корпуса 1 и контактирующие с ними направляющие поверхности 5 режущих элементов 4 выполнены ступенчатыми с параллельными участками и с образованием на периферии корпуса пазов 7 (фиг.4), а на периферии режущих элементов выступов 8 (фиг.4). На наружных поверхностях режущих элементов выполнены лыски 9 (фиг.1, 4, 6). Каждый режущий элемент 4 подпружинен двумя узлами пружин 10 (фиг.4, 6), установленными симметрично. Устройство содержит два режущих узла 2 и 3 с режущими элементами 4, при этом режущие элементы 4 режущего узла 2 смещены относительно режущих элементов режущего узла 3 на определенный угол (фиг.4, 6). В приведенном варианте этот угол составляет 45° (на фиг. не обозначено). Установка режущих элементов со смещением, например, на угол 45°, обеспечивает смещение лысок, выполненных на наружной поверхности режущих элементов, что в свою очередь обеспечивает возможность охвата режущими кромками элементов всего периметра внутренней поверхности труб. На верхнем конце корпуса 1 выполнена наружная резьба, а на нижнем конце корпуса 1 - внутренняя для установки устройства на колонне штанг. Между режущими узлами 2 и 3 расположен ограничитель их осевого перемещения, состоящий из двух полуколец 11 и 12 (фиг.1, 5). На наружной поверхности каждого полукольца, выполнена плоская продольная поверхность 13, 14 (фиг.5). Причем поверхности полуколец 13, 14 выполнены таким образом, что в собранном виде ограничителя эти поверхности располагаются оппозитно относительно продольной оси корпуса устройства. На упорных буртах 15 (фиг.1) корпуса 1 выполнены лыски 16 (фиг.1, 2, 3), находящиеся в диаметральной противоположности друг к другу в пределах одного упорного бурта корпуса, причем лыски одного упорного бурта расположены в одной плоскости Е, Ж (фиг.2, 3) с соответствующими лысками другого упорного бурта корпуса, а также расположены в плоскостях параллельных продольным поверхностям ограничителя 13, 14 (фиг.5). Таким образом, в устройстве плоские продольные поверхности полуколец 13, 14 (фиг.5), лыски 9 (фиг.6), выполненные на наружных поверхностях режущих элементов и лыски 16 (фиг.2, 3) на упорных буртах 15 корпуса образуют сообщающиеся гидравлически поверхности, которые в свою очередь образуют каналы, обеспечивающие свободную циркуляцию промывочного раствора между внутренней поверхностью трубы и поверхностью этих каналов.
Таким образом, решена поставленная техническая задача.
Перед работой производят сборку устройства. В зависимости от диаметра очищаемой трубы и характера загрязнения определяют количество пружин 10, которые устанавливают в пазу режущего элемента 4. Режущий элемент с установленными пружинами надвигают на корпус 1 до упора в бурт 15, при этом пазы 7 скользят по выступам 8, а пружины 10 удерживаются стенками паза 7. После установки двух режущих узлов 2, 3 между ними надевают полукольца 11, 12. Перед спуском устройства в трубу производят формирование канала для циркуляции промывочного раствора в устройстве, при этом лыски 16 упорных буртов 15 корпуса 1, лыски 9 любого режущего элемента, а также любые плоские поверхности 13, 14 полуколец 11, 12 должны быть расположены в параллельных плоскостях, сообщающихся гидравлически, т.е. должна быть образована поверхность сквозного канала. Таких каналов образуется два, которые обеспечивают свободную циркуляцию промывочного раствора между внутренней поверхностью трубы и поверхностью этих каналов.
Собранное устройство соединяют посредством резьбовых концов корпуса 1 с колонной (на фиг. не показано) и заводят в очищаемую трубу.
Под действием упругих сил пружин 10 режущие элементы 4 перемещаются в поперечном положении. При этом направляющие поверхности 5 режущих элементов 4 контактируют с направляющими поверхностями 6 корпуса 1. Возможность поперечного перемещения обеспечивается за счет зазора И (фиг.6), обеспеченного конструкцией устройства.
Устройству сообщают возвратно-поступательное движение, при котором, при движении вниз режущие кромки элементов 4, прижатые пружинами 10 к внутренней поверхности трубы, соскребают отложения. При этом за счет того, что режущие кромки прерываются лысками 9, фрагменты отложений измельчаются, что способствует их эффективному удалению. Промывочный раствор проходит по каналам, образованным сообщающимися гидравлически поверхностями: лысками 9, 16, выполненными на наружных поверхностях режущих элементов и на упорных буртах 15 корпуса 1, а также плоскими поверхностями 13, 14 полуколец 11, 12, установленных между режущими узлами, смывая отложения из зоны обработки.
Предлагаемая конструкция обеспечивает надежную очистку внутренней поверхности трубы и более технологична, чем конструкция прототипа, так как направляющие поверхности корпуса и режущих элементов имеют более простую форму. Упрощается эксплуатация устройства за счет простой сборки режущих элементов с корпусом. Обеспечивается удаление отложений с внутренней поверхности трубы за счет более эффективной циркуляции промывочного раствора по каналам, образованным лысками упорных буртов корпуса и наружных поверхностей режущих элементов, а также плоскими поверхностями полуколец, установленных между режущими узлами оппозитно относительно продольной оси корпуса. Благодаря полученной конструкции каналов улучшается прохождение промывочной жидкости, обеспечивая более эффективное удаление отложений с пружин и режущих поверхностей режущих элементов без опасности зашламовывания очищаемой внутренней поверхности трубы.