АВТООБТИРАТОР

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности, а именно к устройству для удаления бурового раствора с наружной поверхности бурильных труб, и может быть использована как при бурении скважин, так и при спускоподъемных операциях.
Широко известны обтираторы, предназначенные для очистки насосно-компрессорных и бурильных труб от скважинной жидкости и предотвращения падения в скважину посторонних предметов.
Известно, в частности, детектор утечки сальника устья скважины и контейнер (см. US 5394939 A, опубл. 07.03.1995)(1). Детектор утечки сальника устья скважины и контейнер устанавливаются вокруг сальника насосной установки для нефтяной скважины и обеспечивают сдерживание любой утечки жидкости из-за изношенной набивки или уплотнений внутри сальника. Устройство относительно недорогое в изготовлении, поскольку оно состоит в основном из листового и углового материала. Нижнее уплотнение или прокладка приподняты над полом устройства, чтобы предотвратить насыщение жидкостью и вытекание из нижнего уплотнения, а также предусмотрен неконцентрический смещенный поддон. Отстойник включает в себя взрывозащищенный поплавковый узел и переключатель, который может быть установлен в заранее определенное положение для активации аварийного сигнала и / или отключения насоса, если из сальника выходит излишек жидкости и собирается в отстойнике. Устройство образовано двумя полуцилиндрическими половинами, которые шарнирно соединены, что обеспечивает легкую установку около устья Т скважины под сальником и полировочного стержня, выходящего из верхней части сальника.
Устройство (1) имеет ряд недостатков, такие как, сложность в применении, низкую эффективность обтирания.
Из уровня техники также известен грязесъемник для удаления буровой жидкости из буровой колонны (см. CA 2250654 A1, опубл. 20.04.2000) (2). Грязесъемное устройство содержит удлиненный конвейерный рычаг, который может поворачиваться в горизонтальной плоскости и свободно перемещаться вперед и назад в течение ограниченного хода (возможности движения в совокупности называются «плавающей» способностью). На внешнем конце рычага установлена накладка стеклоочистителя. Таким образом, узел грязесъемника может плавать вместе с рычагом, чтобы компенсировать поперечное и возвратно-поступательное движение бурильной колонны в пределах втулки поворотного стола буровой установки, когда грязесъемные колодки входят в зацепление с бурильной колонной. Рычаг может выдвигаться и отводиться, чтобы перемещать узел прокладки стеклоочистителя между рабочим положением снятия изоляции над втулкой и убранным положением с одной стороны втулки.
Устройство-аналог (2) более эффективно, чем аналог (1), однако не обеспечивает удаление загрязнений с труб разного диаметра.
Наиболее близким аналогом заявленного устройства, по мнению заявителя, являются инструменты для протирки и чистки колодцевых труб (см. US2850754A, опубл. 09.09.1958) (3). Данное изобретение относится к приспособлению для протирки и очистки скважинных труб. В частности инструмент предназначен для использования в роторных нефтяных буровых установках. В таких установках бурильные трубы должны часто извлекаться из скважины, разъединяться и укладываться на буровой вышке.
Данный портативный инструмент может быть быстро и легко зажат на колонне бурильных труб и очистить их от прилипших материалов в процессе извлечения из скважины, что позволяет поддерживать трубы на буровой вышке в сухом и чистом состоянии.
Инструмент для протирки труб, включает в себя: рукоятку, изготовленную из частично сплющенной трубы; две дугообразные ленты, два соединительных стрежня, шаровые втулки, ручной рычаг, пружина и т.д. Данная конструкция собрана таким образом, что инструмент по умолчанию находится в раскрытом положении. При ручном нажатии на  рычаг, соединительные стержни смыкают дугообразные ленты и переводят устройство в закрытое положение. Дугообразные ленты теперь упруго и плотно обхватывают всю окружность трубы. Далее труба извлекается из скважины и проходит через инструмент. Ленты оказывают сжимающее действие на трубу, чтобы очистить трубы от загрязнений.
Предложенный наиболее близкий аналог наиболее близко подходит к решению проблем, решаемых заявленным устройством, однако, по мнению заявителя, проблема решается не самым эффективным способом.
Указанные устройства обладают достаточно высокой эффективностью удаления загрязнений, однако предназначены для удаления загрязнений с труб с заранее заданными параметрами.
Соответственно, существует необходимость устранить, по меньшей мере, часть упомянутых выше недостатков. В частности, существует потребность в системе, позволяющей работать с трубами с разными диаметрами трубы по длине.
Заявленная полезная модель направлена на решение технической проблемы, связанной с увеличением эффективности удаления загрязнений системой обтирания бурильной трубы.
Техническим результатом полезной модели является создание автообтиратора, обеспечивающего удаление загрязнений с труб различного диаметра без прерывания  работы бурильной колонны.
Достижение поставленных целей возможно с помощью автообтиратора, содержащего два быстросъемных картриджа, закрепленных на рычажной системе, содержащей планку, с центральным отверстием в котором размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения центр крепления двух рычагов, на каждом из которых размещен быстросъемный картридж, центр крепления быстросъемных картриджей закреплен на планке, обтирающая часть картриджей выполнена из эластичного материала и имеет центральные отверстия, которые при смыкании образуют круглое отверстие, при этом предлагаемый автообтиратор снабжен автоматической системой управления, реализуемой программируемой логической интегральной микросхемой (ПЛИС), обеспечивающей передачу и хранение информации от RFID-метки, которая установлена на бурильной трубе, а также перемещение картриджей для образования между ними отверстия диаметром равным диаметру бурильной трубы в момент ее прохождения через картриджи и раздвижение картриджей, если мимо них проходит нестандартный буровой инструмент неизвестного диаметра. Наличие микросхемы ПЛИС в составе предлагаемого автообтиратора позволяет полностью исключить человеческий фактор из процесса очистки бурильного инструмента разного диаметра.
В частном варианте выполнения полезной модели обтирающая часть картриджа имеет форму сектора круга с отверстием посередине, угол которого более 180°, но менее 260°, таким образом, в закрытом состоянии обтирающие части перекрывают друг друга.
Вышеупомянутые и другие цели, преимущества и особенности настоящей полезной модели станут более очевидными из следующего, не ограничивающего описания его примерного варианта осуществления, приведенного в качестве примера со ссылкой на прилагаемый чертеж.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых:
фиг. 1 - схематическое изображение автообтиратора в открытом положении;
фиг. 2 - схематическое изображение автообтиратора в закрытом положении;
фиг.3 - схематическое изображение автообтиратора вид сбоку;
фиг.4 - изображение автообтиратора, размещенного на бурильной колонне.
На фиг.1, 2 позиции обозначают следующее:
1 - быстросъемный картридж;
2 - рычажная система;
3 - планка;
5 - рычаг.
Эти чертежи не охватывают и, кроме того, не ограничивают весь объем вариантов реализации данного технического решения, а представляют собой только иллюстративный материал частного случая его реализации.
Бурильные колонны, используемые при бурении нефтяных и газовых скважин, состоят из труб различных типов. Глубокие скважины часто имеют более 600 стыков бурильных труб в стволе скважины, в дополнение к бурильным трубам бурильные колонны могут включать такие инструменты, как утяжеленные бурильные трубы, расширители, стабилизаторы, стыковые переходники для различных резьбовых соединений, предохранительные клапаны, специальные инструменты для каротажа.
Бурильные трубы являются основной частью бурильной колонны, предназначенной для спуска в буровую скважину и подъема породоразрушающего инструмента, передачи вращения, создания осевой нагрузки на инструмент, транспортирования бурового раствора к забою скважины. Они же составляют существенную часть всех затрат на нефтегазодобычу. Поэтому важно иметь эффективные средства очистки труб от загрязнений.
Заявленный автообтиратор содержит два быстросъемных картриджа, закрепленные на рычажной системе. Обтирающая часть картриджей выполнена из эластичного материала и имеет центральные отверстия, которые при смыкании образуют круглое отверстие. Преимущественно обтирающая часть картриджа имеет форму сектора круга с отверстием посередине, угол которого более 180°, но менее 260°, таким образом, в закрытом состоянии обтирающие части перекрывают друг друга.
Рычажная система состоит из планки с центральным отверстием, в котором размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения центр крепления двух рычагов, на каждом из которых размещен быстросъемный картридж, центр крепления быстросъемных картриджей закреплен на планке.
Автообтиратор снабжен автоматической системой управления (АСУ), связанной с рычажной системой смыкания картриджей. АСУ реализуется на программируемой логической интегральной микросхемой (ПЛИС), обеспечивающий передачи и хранение информации от RFID-метки, которая установлена на бурильной трубе, а также перемещение картриджей для образования между ними отверстия диаметром равным диаметру бурильной трубы в момент ее прохождения через картриджи и раздвижение картриджей, если мимо них проходит нестандартный буровой инструмент неизвестного диаметра.
Применение данного устройства заключается в установке так называемого “куба” в устье скважины. Внутрь данного куба устанавливается система обтирания замка бурильной трубы. По умолчанию куб находится в раскрытом положении и через него свободно проходит вся буровая колонна. После завершения бурения бурильная колонна поднимается из скважины и вновь проходит через данную систему. Однако на этапе подъема картриджи системы обтирания замка бурильной трубы сдвигаются таким образом, чтобы очистить от бурового раствора проходящую трубу. При наличии данной версии обтиратора, можно легко снимать или устанавливать куб в устье скважины. Например, если нужно установить куб, обтиратор раскрывается, куб закатывают по рельсам и замыкают обтиратор.
АСУ обтирания получает информацию от RFID-метки, установленной на бурильной трубе. Эта информация считывается, обрабатывается и передается в АСУ комплексом анализа работы буровой установки (АРБИ). Она принимается, анализируется и запоминается программируемой логической интегральной микросхемой (ПЛИС), которая подает сигнал перемещения на рычажную систему. В зависимости от диаметра бурильной трубы и времени его прохождения через систему обтирания бурильной трубы рычаги перемещаются на необходимое расстояния, таким образом, что в момент прохождения через систему трубы определенного диаметра сменные картриджи, смыкаясь, образуют отверстие, диаметром равное диаметру проходящей в данный момент через него трубы. Далее картриджи размыкаются, что дает возможность пройти через них остальным частям бурильной системы, в частности долоту.
Таким образом, при применении системы обтирания замка бурильной трубы:
обеспечивается возможность регулирования диаметра отверстия внутри картриджей в процессе работы устройства, без замены картриджей. При ремонте картриджей также обеспечен быстрый их съем, посредством быстросъемного крепления;
не требуется монтажа/демонтажа во время бурения разным инструментом, можно установить систему на начальном этапе бурения и демонтировать на конечном этапе бурения;
система автоматически переходит в рабочее положение при проходе бурильных труб, обеспечивается возможность переходить в рабочее положение только при подъеме, дополнительно уменьшая износ обтирающего элемента;
система автоматически раздвигается (переходит в нерабочее положение) при СПО долота, элементов КНБК, обсадной колонны, таким образом, минимизируя возможность повреждения и дополнительного износа;
обеспечивается возможность использования при роторном бурении, особенностью которого является спуск квадратной трубы в подроторное пространство, что приводит к быстрому (преждевременному износу) обтирающего элемента.
возможность простого перевода устройства КУБ в сервисное положение для монтажных работ в подроторном пространстве без необходимости ручных операций по разборке обтиратора.
Предложенное устройство предназначено для ряда применений, включающих удаление загрязнений с труб при бурении бурение в нефтяной, газовой и горной промышленности.