МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ ФРЕЗА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли промышленности и может быть использовано для очистки стенок скважины и внутренней поверхности труб.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб, состоящее из полого корпуса, состоящего в свою очередь из передней и тыльной частей, снабженных резьбовым разъемом. В передней части полого корпуса выполнены периферийные каналы. Внутри полого корпуса расположен соосно с последним шток с возможностью осевого перемещения. На штоке выполнены открытые продольные каналы, расположенные по окружности в соответствии с периферийными каналами. Участки схождения каналов на штоке с периферийными каналами выполнены с плавным изгибом в соответствии с профилем переднего торца полого корпуса. Эластичные стержнеобразные скребки расположены в каналах штока, периферийных каналах полого корпуса, а на участке перехода расположены с изгибом, повторяющим изгиб канала на этом участке. Тыльные концы скребков жестко связаны со штоком механическим способом в кольцевом пространстве. Тыльный конец штока снабжен уплотнительными кольцами, которые предотвращают прямое попадание различного мусора в зону штока с наборами скребков. На резьбовом конце передней части полого корпуса выполнены проходные пазы, совпадающие с ее периферийными каналами. Между передней и тыльной частями полого корпуса установлена распорно центрирующая втулка, которая служит центрирующим элементом, удерживая в себе разрезной резьбовой конец передней части и как распорная деталь, определяющая расстояние между частями полого корпуса на резьбовом разъеме. На тыльном конце втулки предусмотрены выступы, расположенные на соответствующих участках пазов, благодаря чему обеспечивается фиксация втулки от проворота относительно передней части резьбового разъема полого корпуса. На участке изгиба скребков с их передней стороны расположены толкатели с возможностью взаимодействия со скребками, а с другой стороны с амортизатором, требуемый эффект амортизации которого задается путем подбора ширины регулировочного кольца, установленного между передней частью полого корпуса и кожухов.
Данное устройство имеет значительный недостаток, заключающийся в том, что количество эластичных стержнеобразных скребков конструктивно ограничено и определяется диаметральными размерами штока и полого корпуса, что не обеспечивает требуемое качество очистки внутренней поверхности от покрытий и отложений солей и продуктов коррозии при их значительных толщинах, в результате чего возникает необходимость в повторных циклах очистки.
По конструктивным особенностям и функциональным признакам данное устройство является наиболее близким аналогом и может быть принято в качестве прототипа (патент №2131968 от 20 июня 1999 г.).
Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение требуемого качества очистки внутренней поверхности при больших толщинах покрытий и отложений солей и продуктов коррозии с минимальными затратами времени и труда.
Данная задача достигается применением модульной компоновки в конструкции предлагаемого устройства, в котором модули, каждый из которых представляет собой устройство-прототип, соединены при помощи переходника.
На фиг.1 изображена многоступенчатая фреза для очистки внутренней поверхности НКТ в сборе в разрезе; на фиг.2 - переходник в разрезе, на фиг.3 - фронтальный разрез многоступенчатой фрезы для очистки внутренней поверхности НКТ в сборе.
Таким образом, конструкция предлагаемого устройства выполнена в модульной компоновке. Каждый из модулей включает в себя полый корпус, состоящей из задней 2 (фиг.1) и передней 1 (фиг.1) частей, соединенных между собой при помощи резьбового соединения 3 (фиг.1). В передней части полого корпуса выполнены периферийные каналы 4 (фиг.1). Внутри полого корпуса расположен соосно с последним шток 5 (фиг.1) с возможностью осевого перемещения. На штоке 5 (фиг.1) выполнены открытые продольные каналы 6 (фиг.1), расположенные по окружности в соответствии с периферийными каналами 4 (фиг.1). Участки схождения каналов 6 (фиг.1) на штоке 5 (фиг.1) с периферийными каналами 4 (фиг.1) выполнены с плавным изгибом 7 (фиг.1) в соответствии с профилем переднего торца полого корпуса 2 (фиг.1). Эластичные стержнеобразные скребки расположены в каналах 6 (фиг.1) штока 5 (фиг.1), периферийных каналах 4 (фиг.1) полого корпуса, а на участке перехода 7 (фиг.1) расположены с плавным изгибом, повторяющим изгиб канала на этом участке. Тыльные концы скребков 8 (фиг.1) полого корпуса связаны со штоком механическим способом в кольцевом пространстве 9 (фиг.1). Тыльный конец штока 5 (фиг.1) снабжен уплотнительными кольцами 10 (фиг1), которые предотвращают прямое попадание механических частиц в зону штока с наборами скребков, что обеспечивает нормальное осевое перемещение штока без заеданий. Тот же тыльный конец штока 5 (фиг.1) соединен с исполнительным органом 12 (фиг.1) привода компенсации износа скребков 8 (фиг.1) в виде гидро- или пневмоцилиндра. На резьбовом конце передней части 1 (фиг.1) полого корпуса выполнены проходные пазы, совпадающие с ее периферийными каналами 4 (фиг.1). Между передней 1 (фиг.1) и задней 2 (фиг.1) частями полого корпуса установлена распорно центрирующая втулка 14 (фиг.1), которая служит как центрирующий элемент, удерживая в себе разрезной резьбовой конец передней части 1 (фиг.1) и как распорная деталь, определяющая расстояние между частями 1 (фиг.1) и 2 (фиг.1) полого корпуса на резьбовом разъеме 3 (фиг.1). На тыльном конце втулки 14 (фиг.1) предусмотрены шпонка 15 и выступы 16 (фиг.1), расположенные на соответствующих участках пазов, благодаря чему обеспечивается фиксация втулки 14 (фиг.1) от проворота относительно передней части 1 (фиг.1) резьбового разъема полого корпуса. В зоне контактирования со скребками 8 (фиг.1) на выходе их из периферийных каналов 4 (фиг.1) втулка 14 (фиг,1) формирует частично или полностью эти каналы. На участке изгиба 7 (фиг.1) скребков с их передней стороны расположены толкатели 17 (фиг.1) с возможностью взаимодействия со скребками 8 (фиг.1), а с другой стороны с амортизатором 18 (фиг.1), требуемый эффект амортизации которого задается путем подбора ширины регулировочного кольца 19 (фиг.1), установленного между передней частью 1 (фиг.1) полого корпуса и кожухов 20, переходников 21 (фиг.1). Кожух 20 (фиг.1) спереди заглушен заглушкой 11 (фиг.1) во избежание попадания мусора и механических частиц внутрь устройства, что может вызвать заедание штока. Модули соединены между собой при помощи переходников 21 (фиг.1). Количество модулей определяется толщиной и характером покрытия, отложений солей и продуктов коррозии по внутренней поверхности труб и выбирается таким образом, что очистка внутренней поверхности одной трубы производится за один цикл.
Новым является использование модульной компоновки в конструкции предлагаемого устройства, в котором модули, каждый из которых представляет собой устройство-прототип, соединены при помощи переходника.
Устройство работает следующим образом. Расположенная на рольгангах очищаемая труба 22 (фиг.1) фиксируется прижимом от проворота и осевого перемещения. Устройство вводится в очищаемую трубу, включаются приводы компенсации износа скребков, подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения и осевой подачи устройства в последовательности их перечисления. Таким образом, устройство входит в режим очистки, при котором скребки 8 (фиг.1) своими рабочими концами постоянно поджимаются к очищаемой поверхности трубы, испытывая непрерывный износ по всему поперечному сечению. По мере износа скребков шток 5 (фиг.1) также непрерывно перемещается по оси под действием исполнительного органа привода компенсации износа скребков, проталкивая скребки через периферийные каналы 4 (фиг.1). В процессе очистки внутренней поверхности труб продукты очистки смываются промывочно-охлаждающей жидкостью. После очистки отключаются приводы компенсации износа скребков, подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения и осевой подачи устройства. Устройство извлекается в ускоренном режиме из очищенной НКТ, которая впоследствии освобождается от прижима и отводится по рольгангам на следующий участок технологической линии.
Устройство находится в работе до полного использования полезной рабочей длины скребков, после чего последние заменяются на новые.
Предлагаемое устройство позволит обеспечить требуемое качество очистки внутренней поверхности труб при больших величинах толщин внутренних эпоксидных покрытий, отложений солей и продуктов коррозии за один цикл очистки с минимальными затратами времени и трудовых ресурсов, что позволит таким образом повысить производительность технологической линии по очистке внутренней поверхности труб.