ОЧИСТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области нефтегазодобычи и может быть использовано в эксплуатационных скважинах.
В процессе нефтегазодобычи на стенках трубных колонн скважин, по которым движется добываемая продукция, отлагается слой отложений (асфальтены, смолы, парафины, гидраты и их смеси), сужается проходное сечение, что приводит к снижению объема добываемой продукции.
Удаление отложений проводят различными способами и с использованием различных технических средств.
Предложение относится к средствам механической очистки внутренней поверхности стенок трубных колонн скважин осевым перемещением очистного устройства. При этом вращающиеся головки устройства приводятся восходящим потоком добываемой продукции скважины.
Из уровня техники известно устройство, спускаемое в скважину, в котором применено покрытие из фторопластовых лаков и композиций, нанесенное на часть элементов устройства многократным его нанесением толщиной до 500 мкм. (RU 2054518, 1996).
Известное устройство - это ниппельный межсекционный стабилизатор, который используется при строительстве наклонных и горизонтальных скважин в качестве элемента компоновки низа бурильного инструмента - забойного двигателя и естественно не предназначен для выполнения функции удаления отложений на стенках трубных колонн скважин.
В известном устройстве покрытие из фторопластовых лаков и композиций имеют небольшую толщину, практически недеформируемы, являются антифрикционными и защищают его элементы от износа, служат для снижения сопротивлений.
Известно очистное устройство, включающее, по крайней мере, одну рабочую головку с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами, установленную с возможностью свободного вращения на валу, связанном с узлом присоединения к тяговому органу, непосредственно или через ясс и/или груз, при этом устройство перед спуском подвергнуто обработке гидрофилизирующим составом - водным раствором полиакриламида и силиката натрия (RU 2168612, 2001).
Известное устройство предназначено для удаления отложений на стенках трубных колонн скважин, а конструктивно раскрыто в описании к патенту RU 2147064,опубл.2000.
Однако обработка гидрофилизирующим составом здесь не может быть рассмотрена как аналог покрытия в предлагаемом решении и, кроме того, как показала практика, данное мероприятие не исключает прилипание отложений, в частности, к поверхностям рабочей головки, ее режущих элементов и к другим частям устройства, при этом затруднена смываемость прилипших отложений потоком скважинной продукции, следствием чего являются:
- трудность проведения дальнейшего спуска устройства;
- увеличение количества спуско-подъемных операций;
- образование «эффекта поршня»;
- риск подброса устройства;
- возникновение аварийных ситуаций.
Указанные выявленные недостатки объясняются кратковременностью положительного действия названной обработки, поскольку гидрофилизирующий состав очень быстро смывается с поверхности элементов устройства вследствие агрессивного воздействия скважинной среды
Техническим результатом предложения является решение проблемы исключения прилипания отложений, в частности, к поверхностям рабочей головки, ее режущих элементов, вследствие ее развитости, а также к другим частям устройства, что позволяет облегчить и ускорить спуск устройства в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), исключить образование «эффекта поршня», риска подброса устройства и, как следствие, возникновения аварийных ситуаций.
Технический результат достигается тем, что в очистном устройстве, включающем, по крайней мере, одну рабочую головку с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами, установленную с возможностью свободного вращения на валу, связанном с узлом присоединения к тяговому органу, непосредственно или через ясс и/или груз, в соответствии с предложением, по крайней мере, одна рабочая головка с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами имеет покрытие на основе политетрафторэтилена,
Способствует достижению технического результата то, что очистное устройство имеет две рабочих головки, при этом вал, ясс и/или груз, узел присоединения к тяговому органу, а также упомянутые обе рабочие головки имеют покрытие на основе политетрафторэтилена.
Предложение поясняется чертежом, на котором представлено очистное устройство, включающее, по крайней мере, одну рабочую головку (на графике их две) 1 с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами 2. Рабочие головки 1 установлены с возможностью свободного вращения на валу 3, связанном с узлом 4 присоединения к тяговому органу. Вал 3 может быть связан непосредственно с узлом 4 присоединения к тяговому органу 5 или через ясс (не показан) и/или груз 6. Обычно груз 6 располагается выше ясса. Рабочая головка 1 с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами 2 имеет покрытие на основе политетрафторэтилена. Наличие в устройстве двух рабочих головок 1 более предпочтительно, поскольку у них режущие элементы 2 имеют наклон в противоположные стороны, что уравновешивает возникающий крутящий момент. В устройстве с одной рабочей головкой 1 функцию нейтрализации возникающего крутящего момента выполняет груз 6 вследствие своей более высокой инерции (большая масса), причем груз может иметь на своей наружной поверхности продольные канавки (углубления), которые способствуют стабилизирующему воздействию груза.
Покрытие выполнено путем напыления по всей поверхности рабочей головки 1, а в других частных случаях - по всем поверхностям других частей устройства или его частей, наиболее опасных с точки зрения возможного прилипания отложений.
В конкретном примере реализации предложения заготовку рабочей головки 1 после закалки подвергли обработке в пескоструйном аппарате, для придания шероховатости ее поверхности. Далее произвели заточку рабочих кромок режущих элементов 2 рабочей головки 1 устройства и осуществили нанесение покрытия. В качестве материала покрытия на основе политетрафторэтилена использовали «адгеласт» (покупной материал), который был нанесен методом электрофориетического осаждения.
Устройство работает следующим образом. После введения устройства в лубрикатор его спускают дальше в очищаемые трубы. Восходящий поток скважинной продукции воздействует на тыльные поверхности режущих элементов 2 рабочих головок 1 и заставляет их вращаться в противоположные стороны.
Происходит срезание отложений. Восходящий поток скважинной продукции выносит срезанные отложения на поверхность.
Как показал практический опыт, благодаря наличию покрытия на основе политетрафторэтилена на поверхности элементов устройства не происходит формирование отложений (асфальтенов, смол, парафинов, гидратов и их смесей). При осмотре устройства после подъема на поверхность иногда имело место наличие некоторого количества отложений на его элементах, однако их удаление для обслуживающего персонала не представляло никакого труда.
Использование предложения позволяет решить проблему, связанную с исключением прилипания отложений, в частности, к поверхностям рабочей головки, ее режущих элементов и к другим частям устройства, что облегчает и ускоряет спуск устройства в колонну НКТ, сокращает количество спуско-подъемных операций, исключает образование «эффекта поршня», риска подброса устройства и, как следствие, возникновения аварийных ситуаций.