КОМБИНИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ КОЛОННЫ ТРУБ В СКВАЖИНЕ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ (ВАРИАНТЫ)

Предложение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в нефтедобывающих скважинах в процессе их эксплуатации.
Известно комбинированное устройство для очистки внутренней поверхности труб в скважине от отложений, содержащее, по меньшей мере, одну очистную головку с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами, установленную с возможностью свободного вращения на валу, связанном своей верхней частью через груз или непосредственно с корпусом, имеющим разъемное соединение в верхней части для обеспечения возможности соединения с присоединительным элементом, предназначенным для связи с тяговым органом, и дополнительный узел очистки, расположенный на корпусе (RU 67626, 2007).
Недостатком известного устройства являются большие его поперечные размеры в свету вследствие конструктивного выполнения корпуса - круглый, что увеличивает время спуска в скважине.
Задачей группы полезных моделей (варианты) является расширение арсенала комбинированных устройств для очистки внутренней поверхности труб в скважине от отложений.
Технический результат выражается в реализации назначения полезной модели и снижении затрат времени на спуск устройства в скважине.
Технический результат в устройстве по первому варианту достигается тем, что в комбинированном устройстве для очистки внутренней поверхности труб в скважине от отложений, содержащем, по меньшей мере, одну очистную головку с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами, установленную с возможностью свободного вращения на валу, связанном своей верхней частью через груз или непосредственно с корпусом, имеющим разъемное соединение в верхней части для обеспечения возможности соединения с присоединительным элементом, предназначенным для связи с тяговым органом, и дополнительный узел очистки, расположенный на корпусе, в соответствии с предложением корпус выполнен в виде несущей пластины-стабилизатора, а дополнительный узел очистки - в виде разнесенных по высоте дугообразных ножей, нижний из которых неподвижно закреплен на корпусе, а верхний - подвижно с возможностью плоскопараллельного ограниченного перемещения.
Способствует достижению технического результата то, что:
- подвижно закрепленный на корпусе нож выполнен с возможностью перемещения в выдвинутое положение под действием собственной силы тяжести в исходном положении устройства;
- на валу установлены две очистные головки с противоположно направленными наклонно распложенными по отношению к продольной оси режущими элементами;
- криволинейные ножи имеют верхнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой и в одном из случаев - нижнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой;
- криволинейные ножи повторяют по форме дугу окружности, диаметр которой не превышает диаметр внутренней поверхности очищаемых труб.
Технический результат во втором варианте выполнения устройства достигается тем, что в комбинированном устройстве для очистки внутренней поверхности труб в скважине от отложений, содержащем, по меньшей мере, одну очистную головку с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами, установленную с возможностью свободного вращения на валу, связанном своей верхней частью через груз или непосредственно с корпусом, имеющим разъемное соединение в верхней части для обеспечения возможности соединения с присоединительным элементом, предназначенным для связи с тяговым органом, и дополнительный узел очистки, расположенный на корпусе, в соответствии с предложением очистная головка с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами имеет форму, близкую к шарообразной, например, форму эллипсоида, корпус выполнен в виде несущей пластины-стабилизатора, а дополнительный узел очистки - в виде разнесенных по высоте дугообразных ножей, нижний из которых неподвижно закреплен на корпусе, а верхний - подвижно с возможностью плоскопараллельного ограниченного перемещения.
Способствует достижению технического результата то, что:
- подвижно закрепленный на корпусе нож выполнен с возможностью перемещения в выдвинутое положение под действием собственной силы тяжести в исходном положении устройства;
- на валу установлены две очистные головки с противоположно направленными наклонно распложенными по отношению к продольной оси режущими элементами;
- криволинейные ножи имеют верхнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой и в одном из случаев - нижнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой;
- криволинейные ножи повторяют по форме дугу окружности, диаметр которой не превышает диаметр внутренней поверхности очищаемых труб.
На графическом изображении первого варианта (фиг.1) представлено устройство с одной очистной головкой (вид спереди) в положении, когда подвижно закрепленный на корпусе нож находится в задвинутом положении. На фиг.2 показан второй вариант устройства также с одной очистной головкой - вид спереди. На фиг.3 показано сечение А-А на фиг.1 и на фиг.2
Комбинированное устройство для очистки внутренней поверхности колонны труб в скважине от отложений по первому варианту содержит разъемное соединение в верхней части для обеспечения возможности соединения с присоединительным элементом, предназначенным для связи с тяговым органом. Это разъемное соединение в конкретном случае выполнено в виде шарнира, а присоединительный элемент - в виде вертлюжка 1. Дополнительный узел очистки выполнен в виде разнесенных по высоте дугообразных ножей, верхний из которых (нож 2) закреплен на подвижной пластине 3, которая в свою очередь имеет наклонные пазы, в которые пропущены штифты, закрепленные на несущей пластине-стабилизаторе 4, являющейся корпусом устройства. Такое крепление обеспечивает возможность плоскопараллельного ограниченного перемещения верхнему ножу 2. Нижний нож 5 неподвижно закреплен на корпусе (несущей пластине-стабилизаторе 4). Показанное на графике устройство содержит груз 6, через который осуществлена связь корпуса 4 с верхней частью вала, на котором установлена с возможностью свободного вращения очистная головка 7 с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами.
На валу могут быть установлены две очистные головки 7 и, в этом случае, у них должны быть противоположно направлены наклонно распложенные по отношению к продольной оси режущие элементы.
Подвижно закрепленный на корпусе 4 нож 2 имеет возможность перемещения в выдвинутое положение под действием собственной силы тяжести в исходном положении устройства.
Криволинейные ножи 2, 5 имеют верхнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой и повторяют по форме дугу окружности, диаметр которой не превышает диаметр внутренней поверхности очищаемых труб. Ножи 2, 5 также могут иметь и нижнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой (не показана).
Устройство работает следующим образом. С помощью вертлюжка 1 присоединяют присоединительный элемент - вертлюжок 1 к тяговому органу, обычно проволоке (не показано).
Размещают устройство в лубрикаторе скважины и осуществляют спуск устройства с разматыванием проволоки с лебедочного подъемника. Во время спуска происходит разгрузка устройства за счет его взаимодействия с продукцией скважины, стенкой трубы, подвижно закрепленный нож 2 приобретает положение, показанное на фиг.1. При задержках спуска устройства нож 2 может плоскопараллельно перемещаться в заданных пределах, определенных конструктивным выполнением устройства (длиной наклонных пазов). При этом очистная головка 7 с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами под действием потока добываемой продукции вращается и разрушает отложения на внутренней поверхности трубы (насосно-компрессорных труб) и обеспечивает проход груза 6 и дополнительного узла очистки вниз. Криволинейные ножи 2, 5 при движении вниз срезают отложения в пределах определенного их положением профиля в поперечном сечении (в свету).
При подъеме вверх устройства вступает полностью в работу дополнительный узел очистки. Нож 2 занимает нижнее выдвинутое положение и совместно с нижним неподвижно закрепленным ножом 5 срезает отложения со стенки трубы (колонны труб), поскольку в плане оба ножа, по сути, формируют окружность, диаметр которой не превышает диаметр внутренний поверхности очищаемых труб, но близок к нему (имеется гарантированный зазор).
Несущая пластина-стабилизатор 4 является корпусом устройства и выполняет роль стабилизатора, предотвращая закручивание устройства.
Очистная головка 7 при движении устройства вверх подчищает проход и измельчает срезанные отложения для облегчения их выноса на поверхность потоком добываемой продукции. При двух установленных очистных головках 7 облегчается стабилизация устройства, т.к. они своим вращением в противоположные стороны, как правило, нейтрализуют крутящий момент, при этом увеличивается качество очистки.
Комбинированное устройство для очистки внутренней поверхности колонны труб в скважине от отложений по второму варианту содержит разъемное соединение в верхней части для обеспечения возможности соединения с присоединительным элементом, предназначенным для связи с тяговым органом. Это разъемное соединение в конкретном случае выполнено в виде шарнира, а присоединительный элемент - в виде вертлюжка 1. Дополнительный узел очистки выполнен в виде разнесенных по высоте дугообразных ножей, верхний из которых (нож 2) закреплен на подвижной пластине 3, которая в свою очередь имеет наклонные пазы, в которые пропущены штифты, закрепленные на несущей пластине-стабилизаторе 4, являющейся корпусом устройства. Такое крепление обеспечивает возможность плоскопараллельного ограниченного перемещения верхнему ножу 2. Нижний нож 5 неподвижно закреплен на корпусе (несущей пластине-стабилизаторе 4). Показанное на графике устройство содержит груз 6, через который осуществлена связь корпуса 4 с верхней частью вала, на котором установлена с возможностью свободного вращения очистная головка 7 с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами, имеющая форму, близкую к шарообразной (поверхность 2-го порядка). В частном случае эта форма может быть представлена эллипсоидом, у которого размер вдоль продольной оси превышает аналогичный размер вдоль перпендикулярной ей оси. Такую форму можно получить, если эллипс вращать вдоль продольной оси симметрии.
На валу могут быть установлены две очистные головки 7 и, в этом случае, у них должны быть противоположно направлены наклонно распложенные по отношению к продольной оси режущие элементы.
Подвижно закрепленный на корпусе 4 нож 2 имеет возможность перемещения в выдвинутое положение под действием собственной силы тяжести в исходном положении устройства.
Криволинейные ножи 2, 5 имеют верхнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой и повторяют по форме дугу окружности, диаметр которой не превышает диаметр внутренней поверхности очищаемых труб. Ножи 2, 5 также могут иметь и нижнюю рабочую кромку с односторонней внутренней заточкой (не показана).
Устройство работает следующим образом. С помощью вертлюжка 1 присоединяют присоединительный элемент - вертлюжок 1 к тяговому органу, обычно проволоке (не показано).
Размещают устройство в лубрикаторе скважины и осуществляют спуск устройства с разматыванием проволоки с лебедочного подъемника. Во время спуска происходит разгрузка устройства за счет его взаимодействия с продукцией скважины, стенкой трубы, подвижно закрепленный нож 2 приобретает положение, показанное на фиг.1. При задержках спуска устройства нож 2 может плоскопараллельно перемещаться в заданных пределах, определенных конструктивным выполнением устройства (длиной наклонных пазов). При этом очистная головка 7 с наклонно расположенными по отношению к продольной оси режущими элементами под действием потока добываемой продукции вращается и разрушает отложения на внутренней поверхности трубы (насосно-компрессорных труб) и обеспечивает проход груза 6 и дополнительного узла очистки вниз. Криволинейные ножи 2, 5 при движении вниз срезают отложения в пределах определенного их положением профиля в поперечном сечении (в свету).
При подъеме вверх устройства вступает полностью в работу дополнительный узел очистки. Нож 2 занимает нижнее выдвинутое положение и совместно с нижним неподвижно закрепленным ножом 5 срезает отложения со стенки трубы (колонны труб), поскольку в плане оба ножа, по сути, формируют окружность, диаметр которой не превышает диаметр внутренний поверхности очищаемых труб, но близок к нему (имеется гарантированный зазор).
Несущая пластина-стабилизатор 4 является корпусом устройства и выполняет роль стабилизатора, предотвращая закручивание устройства.
Очистная головка 7 при движении устройства вверх подчищает проход и измельчает срезанные отложения для облегчения их выноса на поверхность потоком добываемой продукции. При двух установленных очистных головках 7 облегчается стабилизация устройства, т.к. они своим вращением в противоположные стороны, как правило, нейтрализуют крутящий момент, при этом увеличивается качество очистки.
Применение предлагаемого комбинированного устройства того или иного варианта наиболее эффективно для очистки внутренних стенок насосно-компрессорных труб (НКТ) в скважинах с высоким содержанием асфольтено-смолистых и парафиновых отложений и низким дебитом высоковязкой добываемой продукции в скважине, где механические очистные устройства сложных конструкций имеют очень низкую скорость движения вниз по колонне НКТ, интенсивно забиваются отложениями, что в свою очередь приводит к образованию пробки, подбросу очистных устройств и обрыву тягового органа (проволоки).