УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ Российский патент 1997 года по МПК E21B37/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для очистки стенок скважины и внутренней поверхности труб.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб [1] содержащее цилиндрический корпус с размещенными в нем радиально по периметру очистными элементами, которые не обладают достаточным сроком службы, так как их износ компенсируется незначительно только за счет упругости этих элементов.

Указанные недостатки устранены частично в устройстве для очистки стенок скважины и внутренней поверхности обсадных труб [2] включающим полый корпус с периферийными каналами, шток с каналами, установленный концентрично в полом корпусе с возможностью осевого перемещения, и эластичные стержнеобразные скребки, размещенные в периферийных каналах полого корпуса и каналах штока. Износ рабочих концов каждого скребка компенсируется периодическим его смещением в радиальном направлении, при этом восстанавливается рабочий диаметр устройства в целом. Однако возможность компенсации износа ограничена вылетом скребка со стороны, противоположной его рабочему концу. Кроме того, данное устройство неудобно в эксплуатации, так как при выставлении рабочего диаметра устройства каждый скребок требуется регулировать индивидуально.

Принцип действия этих и им подобных устройств основан на использовании собственной упругости скребков при изгибе их рабочего конца, благодаря чему обеспечиваются прижатие скребков к обрабатываемой поверхности и частичная компенсация их износа, при этом с увеличением упругости (вылета) скребков увеличивается возможность постоянной компенсации их износа, но уменьшается усилие прижатия к обрабатываемой поверхности и наоборот. Это ограничивает эффективность работы таких устройств.

Цель изобретения повышение эффективности очистки и создания в эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено толкателями, амортизатором, установленными в полом корпусе, и компенсатором со штоком с каналами, каналы в штоке выполнены открытыми, продольными, расположены во взаимозависимости с периферийными каналами полого корпуса и имеют выполненные с изгибом участки схождения с последними, эластичные стержнеобразные скребки тыльными концами жестко связаны со штоком и на участке перехода изгиб участков схождения, толкатели установлены с возможностью взаимодействия с эластичными стержнеобразными скребками и с амортизатором, при этом рабочие концы эластичных стержнеобразных скребков на выходе из периферийных каналов полого корпуса расположены друг к другу и формируют линию, соответствующую форме периферийного канала полого корпуса в поперечном сечении.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства Б-Б на фиг. 2; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез В-В на фиг. 1.

Устройство содержит полый корпус 1 (фиг. 1) с направленными к периферии каналами 2 (фиг. 2), через которые пропущены стержнеобразные эластичные скребки 3. Внутри корпуса 1 установлен шток 4 с возможностью осевого перемещения. На одном корпусе конца штока 4 выполнены открытые продольные каналы 5 (фиг. 1 и 3), в которых расположены скребки 3. Тыльные концы 6 скребков 3 прикреплены к штоку 4, например с помощью пайки или механическим способом. Рабочие концы 7 скребков 3 расположены в линию (ряд) с некоторым вылетом 8 и установлены друг к другу в соответствии с формой канала на выходе из корпуса, что обусловливает требуемое качество очистки и самозатачивание скребков по мере их износа.

На участке схождения каналов 5 штока 4 и каналов 2 корпуса 1 скребки 3 расположены с изгибом к периферии корпуса 1 с одной стороны в соответствии самостоятельного контактирования с толкователем 10, установленным в корпусе 1. Между толкователем 10 и нажимным винтом 11 в корпусе расположен амортизатор 12, например, из резины.

Что касается направления скребков 3 на переходе от продольного расположения (на участке изгиба), то оно (направление) может быть к центру корпуса 1, если устройство предназначено для обработки наружной поверхности трубы (тела вращения), то есть с расположением обрабатываемого изделия внутри корпуса со скребками.

Корпус 1 находится в резьбовом соединении с полым приводным валом 13, внутри которого размещены компенсаторы износа скребков в виде пружины сжатия 14 и штока 4 с кольцевыми выступами 15 и 16. Пружина 14 с одной стороны опирается на выступ 15 штока 4, а с другой на выступ 17 приводного вала 13 в пределах хода 18 пружины 14. Приводной вал 13 снабжен обтюратором 19 с пазами 20 для прохождения промывочно-охлаждающей жидкости.

Для фиксации положения приводного вала 13 относительно корпуса 1 предусмотрен передвижной упор, состоящий из цанги 21 и гайки 22. Гайка 22 находится на резьбовом соединении с корпусом 1 и своим внутренним конусом контактирует с лепестками 23 цанги 21.

Ход приводного вала 13 относительно цанги 21 ограничен соответствующими кольцевыми выступами 24 и 25 и не больше хода 18 пружины 14, что позволяет поддерживать осевое усилие на штоке 4, не превышающее усилие пружины 14, и тем самым исключить заклинивание скребков в обрабатываемой трубе 26.

Устройство работает следующим образом.

При незафиксированной цанге 21 устройство вводится в обрабатываемую трубу 26, вращение приводного вала 13 производится не полное поджатие пружины 14, посредством гайки 22 фиксируется цанга 21 с учетом рабочего хода 18. Включается привод подачи промывочно-охлаждающей жидкости, привод вращения 27 и продольной подачи 28 устройства (не указаны). В процессе работы рабочие концы 7 скребков 3 изнашиваются, а их износ непрерывно компенсируется за счет осевого перемещения штока 4 со скребками 3 под действием пружины 14. Каждый из толкователей 10 независимо друг от друга, находясь в контакте от усилия со стороны обрабатываемой поверхности совершает незначительное возвратно-поступательное движение благодаря амортизатору 12, как бы копируя рельеф обрабатываемой поверхности через скребки "прощупывает" обрабатываемую поверхность.

После окончания обработки труба 26, до извлечения устройства из трубы, отключаются привод подачи промывочно-охлаждающей жидкости, привод вращательного 27 и возвратно-поступательного 28 движений. Включением привода вращения 27 в обработанную сторону разряжается (отпускается) пружина 14 на величину хода 18, и после этого устройство извлекается из обработанной трубы, при этом рабочие концы 7 скребков 3 сохраняют исходный контур, соответствующий диаметру обрабатываемой поверхности следующей трубы.

В таком положении устройство вводится в следующую трубу, включаются привод вращения 27 и возвратно-поступательного движения 28 и т. д. Процесс повторяется до оптимального использования рабочего хода пружины 14, после чего цанга 21 с приводным валом 13 фиксируется на корпусе 1 в смещенном по оси положении с учетом износа скребков 3. Устройство находится в работе до полного использования полезной рабочей длины скребков 3.

Для увеличения хода пружины при изменении ее усилия в допустимых пределах применяется набор одинаковых пружин.

Устройство обеспечивает качественно новую технологию очистки внутренней поверхности трубы путем высокопроизводительного снятия более твердых слоев в режиме работы с незначительным вылетом рабочего конца скребков при непрерывной компенсации их износа и повышенной их чувствительности к рельефу обрабатываемой поверхности.

Первоначальное расположение скребков в продольных каналах штока позволяет иметь значительный запас длины скребков на компенсацию их износа при малых габаритах устройства по диаметру.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности для очистки внутренней поверхности труб. Сущность изобретения: устройство для очистки внутренней поверхности труб включает полый корпус с периферийными каналами, шток с каналами, установленный концентрично в полом корпусе с возможностью осевого перемещения. В периферийных каналах полого корпуса и каналах штока размещены эластичные стержнеобразные скребки. Устройство снабжено толкователями, амортизатором, установленными в полом корпусе, и компенсатором износа скребков, выполненным с возможностью взаимодействия со штоком. Каналы в штоке выполнены открытыми, продольными, расположены во взаимозависимости с периферийными каналами полого корпуса и имеют выполненные с изгибом участки схождения с последними. Эластичные стержнеобразные скребки тыльными концами жестко связаны со штоком и на участке перехода из штока в полый корпус установлены с изгибом, повторяющим изгиб участков схождения. Толкователи установлены с возможностью взаимодействия с эластичными стержнеобразными скребками и с амортизатором. Рабочие концы эластичных стержнеобразных скребков на выходе из периферийных каналов полого корпуса расположены друг к другу и формируют линию, соответствующую форме периферийного канала полого корпуса в поперечном сечении. Использование изобретения обеспечивает высокопроизводительное снятие более твердых слоев в режиме работы с незначительным вылетом рабочих скребков при непрерывной компенсации из износа и повышенной чувствительности к рельефу обрабатываемой поверхности. 3 ил.

Устройство для очистки внутренней поверхности труб, включающее полый корпус с периферийными каналами, шток с каналами, установленный концентрично в полом корпусе с возможностью осевого перемещения, и эластичные стержнеобразные скребки, размещенные в периферийных каналах полого корпуса и каналах штока, отличающееся тем, что оно снабжено толкателями, амортизатором, установленными в полом корпусе, и компенсатором износа скребков, выполненными с возможностью взаимодействия со штоком и каналами, каналы в штоке выполнены открытыми, продольными, расположены во взаимозависимости с периферийными каналами полого корпуса и имеют выполненные с изгибом участки схождения с последними, эластичные стержнеобразные скребки тыльными концами жестко связаны со штоком и на участке перехода из штока в полый корпус установлены с изгибом, повторяющим изгиб участков схождения, толкатели установлены с возможностью взаимодействия с эластичными стержнеобразными скребками и с амортизатором, при этом рабочие концы эластичных стержнеобразных скребков на выходе из периферийных каналов полого корпуса расположены друг к другу и формируют линию, соответствующую форме периферийного канала, полого корпуса в поперечном сечении.