СКРЕБОК-ЦЕНТРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННИХ СТЕНОК КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Предложение относится к области нефтедобывающей промышленности, более конкретно - к сфере механизированной добычи нефти и предназначено для удаления отложений асфальтенов, смол и парафинов с внутренней поверхности НКТ (насосно-компрессорных труб).
Известно устройство для борьбы с парафинизацией скважинного оборудования, содержащее насосную колонну труб, колонну штанг, связанную верхним концом с головкой балансира, а нижним - со штоком поршневого насоса. Средний участок колонны насосных штанг выполнен из полых штанг с верхним и нижним переводниками с каналами, причем нижний переводник выполнен в виде конуса, обращенного большим диаметром вверх (Патент РФ №1.836.546, МПК Е 21 В 37/00,1993 г.).
Недостатки устройства:
- ограниченность зоны очистки, обусловленная тем, что снабжение колонны штанг большим количеством полых штанг приводит к уменьшению числа двойных ходов штанг. Это, в свою очередь, приводит к нарушению согласованной работы насоса и скважины;
- недостаточная универсальность, обусловленная тем, что полые штанги более жесткие на изгиб по сравнению с классическими и применение их в наклонных скважинах очень проблематично;
- высокая трудоемкость изготовления из-за сложной конструкции переводников.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является скребок-центратор, включающий втулку и расположенные по периметру на ее наружной поверхности по винтовой линии и соединенные с ней жестко основные ребра. (Проспек. Скребки - центраторы фирмы ОАО «Татнефть» 1988 г. 422990, РТ, Бугульминский район, р.п.Карабаш, ул.Мухаметзянова, 14. Копия прилагается).
К основным недостаткам устройства относятся:
- неудовлетворительная эксплуатационная надежность, вследствие частых самопроизвольных отвинчиваний части колонны штанг от основной ее колонны под действием окружных составляющих сил, действующих на боковые стенки ребер скребка-центратора;
- значительные эксплуатационные расходы, обусловленные проведением незапланированных монтажных и демонтажных работ вследствие возникновения аварий.
Задачей полезной модели является разработка скребка-центратора, обладающего повышенной эксплуатационной надежностью и низкими эксплуатационными расходами.
Указанная задача решается предлагаемым скребком-центратором, включающим втулку и расположенные по периметру на ее наружной поверхности по винтовой линии и соединенные с ней жестко основные ребра.
Новым является то, что втулка снабжена дополнительными ребрами, разделенными от основных кольцевым пространством и расположенными также по периметру на ее наружной поверхности по винтовой линии, противоположной направлению винтовых линий основных ребер, причем на периферийных стенках каждого ребра на всю длину выполнены каналы, а каждое дополнительное ребро смещено относительно основного ребра на величину центрального угла, лежащего между его крайними периферийными точками.
На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого скребка - центратора, установленного на штанге.
На фиг.2 - разрез по А-А фиг.1.
На фиг.3 - разрез по Б-Б фиг.1.
Скребок-центратор представляет собой втулку 1 (фиг.1), несущую на себе расположенные по винтовым линиям ребра 2 и 3, разделенные кольцевой канавкой 4 на два яруса, причем винтовые линии ребер 2 и 3 одного яруса имеют противоположное направление винтовым линиям другого яруса. На периферийных стенках ребер 2 и 3 выполнены каналы 5 и 6 того же направления, что у ребер 2 и 3. На торцах ребер 2 и 3 имеются фаски 7 и 8. Скребок-центратор жестко связан с насосной штангой 9. Каждое дополнительное ребро по отношению к основному повернуто на центральный угол « » (фиг.3), при котором точки «а» и «б» (фиг.2 и 3) лежат в одной продольной плоскости.
Работает скребок-центратор следующим образом.
При ходе колонны штанг вверх ребра 2, расположенные на верхнем ярусе скребка, своими боковыми стенками 10 (фиг.2) сгребают со стенок НКТ (на фиг. не показано) отложившийся слой парафина и других отложений. При этом имеет место сопротивление со стороны этого слоя на действие стенки 10 ребра 2. В результате возникает окружная составляющая этого сопротивления(силы), которая направлена на прокручивание колонны штанг в направлении против часовой стрелки. Но в тоже время боковые стенки 11 ребра 3 (фиг.3), расположенные на нижнем ярусе скребка-центратора, также сгребают со стенок НКТ отложившийся слой парафина и других включений. В данном случае сопротивление, действующее со стороны этого слоя на стенку 11, также приводит к возникновению окружного
сопротивления (силы), которое направлено на прокручивание колонны штанг в направлении по часовой стрелке. Таким образом, при ходе колонны штанг вверх окружные составляющие сопротивлений, действующих со стороны сгребаемых слоев, между собой компенсируются.
При ходе колонны штанг вниз ребра 3, расположенные на нижнем ярусе скребка, тыльными боковыми стенками 13 сгребают со стенок НКТ отложившийся слой парафина и других включений. Силовые воздействия со стороны стенок НКТ на боковую стенку 13 ребра 3 приводит к тому, что окружная составляющая этого сопротивления (силы) направлена на прокручивание НКТ против часовой стрелки. Сопротивление со стороны сгребаемого слоя на действие боковой стенки 12 ребра 2 вызывает окружное составляющее этого сопротивления, которое направлено на прокручивание НКТ по часовой стрелке.
Как при ходе колонны штанг вверх, так и при ходе их вниз окружные составляющие сопротивлений, действующих со стороны сгребаемых слоев, между собой компенсируются.
Предлагаемое устройство позволяет:
- повысить эксплуатационную надежность, благодаря сокращению количества случаев самопроизвольного откручивания части колонны штанг от основной колонны, достигаемому за счет компенсирования между собой окружных составляющих сил, действующих на боковые стенки ребер;
- снизить эксплуатационные расходы, вследствие резкого сокращения объемов работ, связанных с устранением аварий из-за откручивания штанг;
- повысить качество очистки стенок НКТ от парафина и других включений, благодаря заключению очищаемой зоны между ребрами, расположенными по винтовым линиям противоположного направления.