Муфта для очистки резьбы

Полезная модель относится к области строительства и ремонта трубопроводных систем, устьевого оборудования на нефтяных и газовых скважинах и может быть использована для обработки поверхности наружной резьбы от смазки, грязи, оксида железа, краски, парафино-смолистых и других отложений. В частности, может быть использована при проведении исследования скважины, а именно при чистке резьбового соединения на ВУС 50-16М.
Устьевая арматура-вентиль ВУС 50 - вентиль угловой специальный. Вентиль угловой специальный предназначен для установки в качестве запорного устройства на устьевой арматуре. Применяется также на трубопроводах для транспортировки нефти, нефтепродуктов, природного газа, воды, пара, воздуха, спиртосодержащих продуктов, агрессивных сред и т.п.
Со временем, под воздействием агрессивной среды, такой как сероводород, резьба коксуется оксидом железа и другими отложениями в виде парафина с включением механических примесей, а также наличие краски (алюминиевой пудры) на резьбовом соединении, которая попадает при покраске устьевой арматуры, приводит резьбовую часть в негодность. С такими характерными нарушениями ВУС использовать нельзя, т.к. резьбовое соединение становится ненадежным и приходится менять на новые ВУС.
Для очистки резьбовой части на практике используют обычную металлическую щётку. Однако, металлическая щетка недостаточно эффективно очищает поверхность резьбы от смазки, грязи, оксида железа, краски, парафино-смолистых и других отложений. При длительном воздействии усилий на щетку в некоторых местах может быть утонение металла на резьбовой части, что невооруженным глазом определить невозможно, а резьба остается без калибровки (прогонки). Щетка быстро засаливается, забивается смазкой, отложениями и приходит в негодность.
Известно устройство для очистки труб, содержащее дисковые щетки, закрепленные посредством шпинделя на рычаге, установленном на консоли с возможностью качания, консоль закреплена на роторе тягово-приводного модуля, при этом на одном конце рычага установлены щетки, на другом конце - привод вращения щеток, а также содержит механизм прижима щеток (патент RU № 73237, опубл. 20.05.2008).
Недостатками устройства являются стационарное использование, ограничивающее применение устройства, сложность конструкции и большие габариты, исключающие мобильное перемещение, низкая эффективность очистки наружной резьбы от смазки, грязи, оксида железа, краски, парафино-смолистых и других отложений из-за их быстрого засаливания.
Известно устройство очистки наружной поверхности труб, включающее узел подачи абразивно-воздушной струи вокруг ее продольной оси при вращении трубы и обработки (авт. св. СССР № 226430, опубл. 05.09.1968). Устройство направлено на автоматизированную обработку концевой части трубы с торца. Оно характеризуется большим и непроизводительным расходом абразива, а также требует для осуществления сложного механического оборудования.
Известно устройство для удаления поверхностного слоя, включающее средство для струйной обработки поверхности при подаче разнообразных частиц с высокой скоростью на обрабатываемую поверхность и отсасывании вместе с частицами разрушаемой поверхности (патент РФ № 2288090, опубл. 27.11.2006). При такой обработке происходит также существенный износ обрабатываемой поверхности, часть рабочих частиц остается в порах обрабатываемых материалах, что недопустимо при работах на резьбовой поверхности.
Наиболее близким является устройство для очистки резьбы труб, содержащее инструмент очистки и накопительную камеру (патент RU № 2441718, опубл. 10.02.2012). Инструмент очистки резьбы от смазки выполнен в виде гребенки, профиль зубьев которой совпадает с профилем резьбы изделия, а рабочая поверхность выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу изделия, рычаг выполнен в виде воздуховода, соединенного с механизмом отсоса и накопительной камерой, механизм прижима выполнен в виде пневмоцилиндра, привод вращения изделия выполнен в виде реверсивного вращателя, соединенного с концевыми датчиками.
Недостатками устройства являются сложность конструкции, из-за использования большого количества деталей и узлов (например, механизм прижима, концевые датчики, соединенные с реверсивным приводом вращения изделия, вертикально расположенный рычаг с закрепленным на его торце инструментом очистки и т.д.), ограниченность использования из-за больших габаритов устройство не является мобильным, поэтому очистку можно производить только стационарно.
Техническими задачами являются повышение надежности и функциональной эффективности очистки поверхности наружной резьбы от смазки, грязи, оксида железа, краски, парафино-смолистых и других отложений за счет упрощения конструкции, обеспечивающей качественную очистку резьбы и одновременно калибровку резьбы, как в стационарном режиме, так и в полевых условиях, при исключении дополнительных операций, а также снижение расходов на электроэнергию, на изготовление устройства.
Технические задачи решаются муфтой для очистки резьбы, содержащей инструмент очистки и накопительную камеру.
Новым является то, что инструмент очистки выполнен из двух соосных цилиндрических участков разного внутреннего диаметра с внутренней резьбой, соответствующей резьбам обрабатываемого оборудования, накопительная камера расположена на каждом цилиндрическом участке и выполнена от торца в виде прямоугольных проточек с режущим углом под 45 градусов, обеспечивающая накопление и выход отложений на поверхность устройства, и калибровку резьбы, на наружной поверхности инструмента приварены стержни, обеспечивающие вращение муфты вокруг оси.
На фиг. 1 изображен общий вид муфты для очистки резьбы.
На фиг. 2 изображен вид сбоку.
На фиг. 3 изображен вид сверху.
Муфта для очистки резьбы содержит инструмент очистки и накопительную камеру. Инструмент очистки выполнен из двух соосных цилиндрических участков 1 (фиг. 1, 3) разного внутреннего диаметра с внутренней резьбой 2 (фиг. 1), соответствующей наружным резьбам обрабатываемого оборудования. Инструмент очистки выполняют соединением сварным швом двух полых катушек разного диаметра металлических труб или расточкой одной целой детали. Внутренняя резьба соответствует, например для работы на скважине с одного конца для очистки резьбового соединения на ВУС 50-16М, а на другом конце для очистки резьбового соединения ниппельного конца НКТ, например диаметром 60, 73 мм, а для работы на трубопроводе внутренняя резьба соответствует резьбам труб, на которых выполняют демонтажные работы, что позволяет одной муфтой очищать два вида оборудования. Длина резьбовой части инструмента очистки равна 50-100 мм. Накопительная камера 3 (фиг. 1, 3) расположена диаметрально противоположно или по образующей на каждом цилиндрическом участке 1. Выполняют накопительную камеру 3 прямоугольной проточкой цилиндрических участков 1 от торца шириной 25-40 мм и глубиной 30-50 мм. На боковой поверхности проточки выполняют расточку с режущим углом под 45 градусов, обеспечивающую накопление и выход смазки, грязи, оксида железа, краски, парафино-смолистых, механических и других отложений на поверхность устройства. Конструкция муфты обеспечивает очистку и последующую калибровку резьбы. На наружной поверхности инструмента диаметрально противоположно приварены стержни 4 (фиг. 1, 2, 3). Стержни 4 выполнены, например из цилиндрических патрубков, длиной, обеспечивающей ручной захват оператора или обслуживающего персонала. При необходимости увеличения усилия на муфту для очистки используют цилиндрические трубные удлинители 5 (фиг. 2), которые либо вставляют внутрь или надевают снаружи на цилиндрические патрубки. Стержни 4 обеспечивают оператору переноску, установку, выравнивание и вращение муфты вокруг оси. При вращении муфты осуществляют ее наворачивание на резьбу оборудования, при этом расточка с режущим углом под 45 градусов очищает резьбу и выводит отложения в накопительную камеру и на поверхность муфты, с последующей калибровкой резьбы.
Муфта для очистки резьбы работает следующим образом.
Устанавливают муфту соответствующим концом 1, например на резьбовое соединение на ВУС 50-16М, имеющей резьбу НКТ-60 ГОСТ 633-80 (Условный проходной диаметр – 50 мм, давление 16 мПа, 35 мПа, сечение 40 мм). при помощи стержней 4. Выполняют наворачивание муфты на резьбовую часть. При вращении муфты при помощи стержней 4 происходит очистка резьбы за счет имеющейся заостренной части проточки, которая имет угол 45 градусов, производится накопление и выход смазки, грязи, оксида железа, краски, парафино-смолистых и механических и других отложений с канавок резьбы в накопительную камеру и на поверхность муфты, после очистки выполняется калибровка резьбы за счет имеющейся уже резьбы на муфте. При возникновении усилий во время вращения по необходимости можно воспользоваться рычагом 5 предварительно вставив его на выступающие стержни 4 переставляя его по ходу движения. Стержни выполняют из того же материала что и муфту.
Конструкция муфты для очистки резьбы является простой в изготовлении, позволяет эффективно очищать поверхность наружной резьбы разных размеров от смазки, грязи, оксида железа, краски, парафино-смолистых и других отложений за счет качественной очистки резьбы и одновременной калибровки резьбы, как в стационарном режиме, так и в полевых условиях, при исключении дополнительных операций с применением очистки щеткой. Предлагаемая конструкция муфты является легкой, мобильной, что обеспечивает высокую надежность работы как на скважине, так и на удаленных участках трубопровода, а также снижение расходов на электроэнергию, на изготовление устройства.