УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАСОСНЫХ ШТАНГ НА СКВАЖИНЕ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, предназначена для очистки длинномерных изделий и может быть использована при очистке насосных штанг от отложений и грязи непосредственно на нефтепромысловых объектах, а именно при их подъеме из нефтяных скважин. Полезная модель может быть использована во всех отраслях народного хозяйства, где необходима очистка цилиндрических поверхностей, имеющих поступательное движение, как горизонтальное, так и вертикальное.
Предпосылки для создания полезной модели.
В результате несовершенства применяемых в настоящее время технологий очистки в окружающую среду попадают отходы нефтепромыслов. При использовании растворителей и других моющих средств очистки насосных штанг существует проблема утилизации моющего раствора, нередко отработанная смесь реагента и асфальтосмолопарафиновых отложений выливается на землю или закачивается в скважину.
Очистка сильно загрязненных насосных штанг производится на трубных базах, что также влечет за собой дополнительные производственные затраты (погрузка, транспортировка, разгрузка, складирование и т.д.).
При современных технологиях производства на насосных штангах устанавливаются скребки, которые препятствуют качественной очистке насосных штанг механическими способами, что требует применения иных способов очистки.
Существует устройство для очистки труб, содержащее корпус с центральным отверстием, где диаметр отверстия корпуса меньше наружного диаметра очищающего узла, и отверстиями для крепления, очищающим узлом
с эластичными элементами, при этом очищающий узел выполнен из двух половин жестко соединенных болтами, а эластичные элементы выполнены с радиальными разрезами.(патент РФ №2023869, класс Е 21 В 37/02 «Устройство для очистки труб при подъеме из скважины»). Недостатками известного устройства являются:
- продукты очистки насосно-компрессорных труб стекают в скважинное пространство, тем самым, загрязняя забой скважины;
- низкое качество очистки сильно загрязненных длинномерных изделий и изделий со скребками;
- недостаточная эффективность очистки труб, т.к. используется сухой механический способ очистки.
Известно устройство для очистки насосных штанг, защищенное патентом РФ №2052072, класс Е 21 В 33/08, состоящее из корпуса с центральным отверстием и расположенный в полости корпуса очищающий элемент в виде эластичных диафрагм с радиальными разрезами, а узел фиксации частей корпуса выполнен в виде шпилек.
Существенные недостатки присущие данному устройству:
- продукты очистки штанг стекают в скважинное пространство, тем самым, загрязняя скважину;
- низкое качество очистки сильно загрязненных насосных штанг и штанг со скребками;
- недостаточная эффективность очистки насосных штанг, т.к. используется механический способ очистки;
- малая производительность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для очистки бурильных труб, содержащее корпус, очиститель в виде набора шайб с каналами, сообщающими камеру, заполненную нейтрализующей жидкостью с поверхностью труб, и камеру, заполненную паром и сообщающуюся каналами также с поверхностью труб.
Камеры разделены перегородкой. (Авторское свидетельство СССР №641076, класс Е 21 В 37/00 «Скребок для очистки бурильных труб). Недостатками данной установки являются:
- не учитывается радиальное перемещение колонны труб при подъеме, в результате чего происходит трение и износ трубы;
- устройство предназначено для очистки бурильных труб;
- малая производительность и невысокое качество мойки труб;
- значительный расход нейтрализующей жидкости, что способствует загрязнению окружающей среды.
Технической задачей полезной модели является защита окружающей среды за счет удаления и утилизации отходов очистки, повышение эффективности очистки насосных штанг на скважине с совмещением механического и гидравлического способов очистки насосных штанг как гладких, так и со скребками, а также компенсация радиальных колебаний в процессе подъема насосных штанг и, тем самым, увеличение срока их службы.
Сущность настоящей полезной модели заключается в том, что очистка насосных штанг производится механическим и гидравлическим способами непосредственно на скважине потоками пароводяной смеси направленными навстречу друг другу, а удаление отходов очистки происходит горизонтально через коллектор сбора.
Новым является то, что для равномерного распределения и стабилизации потоков пароводяной смеси в устройстве для очистки насосных штанг установлено две пропарочные камеры (верхняя и нижняя) и перфорированный стабилизатор.
Новым является также и то, что с целью регулирования процесса подъема насосных штанг, уменьшения их трения и износа и компенсации радиального перемещения при подъеме в устройстве для очистки предусмотрен подвижный (плавающий) сальниковый узел.
Устройство для очистки насосных штанг на скважине установлено на устье и содержит корпус с двумя пропарочными камерами (верхней и нижней),
смеситель с паровыми трубами, перфорированный стабилизатор, подвижный сальниковый узел и коллектор сбора отходов очистки.
Данное устройство компактно, так как в едином корпусе установлены пропарочные камеры, перфорированный стабилизатор и коллектор сбора отходов очистки, оно технологично, оперативно монтируется и демонтируется на объектах нефтедобычи.
Устройство для очистки насосных штанг на скважине поясняется чертежом, где на:
фиг.1 дана общая схема устройства для очистки насосных штанг на скважине.
Устройство для очистки насосных штанг на скважине содержит корпус 1, с двумя пропарочными камерами нижней 2 и верхней 3, смеситель 4 с паровыми трубами 5, перфорированный стабилизатор 6, подвижный (плавающий) сальниковый узел 7 и коллектор сбора отходов очистки 8.
Более подробно сущность заявляемой полезной модели описывается ниже.
Устройство для очистки насосных штанг на скважине работает следующим образом:
Устройство для очистки насосных штанг монтируется над рабочими мостками на устье скважины на насосно-компрессорных трубах, закрепленных совместно с механическим ключом 10. Устройство принимает рабочее положение после подсоединения к парогенератору с помощью труб (на фиг. не показаны). Устройство готово к работе.
Насосная штанга 9, загрязненная асфальтосмолопарафиновыми отложениями, вертикально поднимается из скважины и попадает в корпус 1 устройства для очистки. В процессе подъема насосная штанга 9 проходит через нижнюю пропарочную камеру 2, перфорированный стабилизатор 6 и верхнюю пропарочную камеру 3. Технологический режим очистки насосной штанги 9 (температура, давление пара), согласуется со скоростью ее подъема из скважины. Пароводяная смесь подается от парогенератора через пароводовод
в смеситель 4 и далее по паровым трубам 5 в пропарочные камеры 2 и 3, установленные навстречу друг другу. Потоки пароводяной смеси смешиваются в перфорированном стабилизаторе 6 и благодаря наличию перфорированного корпуса стабилизируются и равномерно распределяются по всему объему устройства очистки насосных штанг.
Проходя устройство очистки с перфорированным стабилизатором 6, насосная штанга 9 подвергается интенсивному воздействию двух рабочих агентов: потоков пароводяной смеси и горячей воды, которые направлены навстречу друг другу и перемешиваются в результате наличия противотока в перфорированном стабилизаторе 6.
Струи пропарочных камер 2 и 3 концентрируются на очищаемой поверхности, тем самым, устройство надежно, эффективно и без пропусков очищает всю поверхность насосной штанги 9.
За счет совмещения механического и гидравлического способов очистки, при которых происходит закручивание потока смеси и увеличение площади воздействия, насосная штанга 9 очищается от грязи и отложений, причем происходит и ускорение процесса очистки. В связи с наличием противонаправленных потоков пароводяной смеси отходы очистки не попадают в скважину.
Отработанный пар и смесь парафина и воды удаляются горизонтально через коллектор сбора отходов очистки 8, далее отработанный пар выводится в атмосферу, а смесь парафина и воды утилизируется, в результате чего очищенная вода поступает потребителю для технологических нужд (закачка в скважину, возвращение очищенной воды в начало процесса, обеспечивая замкнутый цикл циркуляции воды и т.д.).
Применение устройства для очистки насосных штанг на скважине позволяет повысить производительность и качество их очистки независимо от степени загрязнения, избежать трения и износа насосных штанг при подъеме из скважины, обеспечить визуальный контроль, применить непрерывный
цикл очистки насосных штанг и замкнутую циркуляцию воды, а также утилизировать образующиеся отходы очистки.
Эксплуатация устройства для очистки насосных штанг позволяет улучшить условия труда обслуживающего персонала при минимальных затратах труда и сократить время ремонтных работ на скважине, а также снизить транспортные расходы по перевозке насосных штанг на трубную базу для их последующей очистки.
Использование предлагаемого устройства устраняет разливы и потери нефти при подъеме насосных штанг из скважины, предотвращает замазучивание прискважинного устьевого оборудования, рабочей площади и территории вокруг скважины, и, тем самым, предлагаемая полезная модель позволяет исключить загрязнение окружающей территории скважины при ремонтных работах, улучшить экологическую обстановку на скважине и значительно повысить культуру работы обслуживающего персонала.
Выполнение условий охраны окружающей среды включает в себя использование в качестве рабочего агента воды и пара, возможность сбора и утилизации отходов производства на месте их образования и сокращение объемов образующихся отходов.