УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРУБ Российский патент 2005 года по МПК E21B33/08 E21B33/03 

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для очистки наружной поверхности насосно-компрессорных труб (далее - НКТ) в процессе извлечения их из скважины.

Известен резиновый скребок для НКТ фирмы “Ойл Стейтс Индастриз”, содержащий эластичную манжету с центральным отверстием для плотного обхвата НКТ по наружной поверхности и жестко закрепленную по внешним краям в специальной обойме, жестко установленной на арматуре устья скважины [1].

Недостатком известного резинового скребка является его быстрый односторонний износ внутренней рабочей поверхности. Это происходит из-за того, что НКТ всегда располагаются в скважине со смещением от вертикальной оси, осуществляя одностороннее силовое воздействие на рабочую внутреннюю поверхность эластичной манжеты, и, если она (манжета) жестко закреплена в специальной обойме, то происходит односторонняя выработка ее внутренней рабочей поверхности.

Наиболее близким аналогом, выбранным за прототип, является устройство для очистки труб, содержащее установленную в полый цилиндрический корпус кольцевую обойму с эластичной манжетой, выполненную в виде двух раздельных сегментов, образующих в сомкнутом по плоскости разъема состоянии центральное отверстие для прохода очищаемых труб с минимальным зазором, эластичную манжету, плотно охватывающую снаружи поверхность очищаемых труб и выполненную с неограниченной возможностью движения в различных радиальных направлениях [2].

Недостатком известного устройства является его громоздкость конструкции и сложность монтажа на устье скважины.

Технической задачей, решаемой изобретением, является упрощение конструкции устройства и облегчение монтажа его на устье скважины.

Поставленная задача решается тем, что устройство для очистки труб, содержащее установленную в полый цилиндрический корпус кольцевую обойму с эластичной манжетой, выполненную в виде двух раздельных сегментов, образующих в сомкнутом по плоскости разъема состоянии центральное отверстие для прохода очищаемых труб с минимальным зазором, эластичную манжету, плотно охватывающую снаружи поверхность очищаемых труб и выполненную с неограниченной возможностью движения в различных радиальных направлениях, выполнено так, что кольцевая обойма в виде двух кольцевых сегментов выполнена с кольцевой полостью, в которой размещена эластичная манжета для обеспечения неограниченной возможности ее движения в различных радиальных направлениях, полый цилиндрический корпус выполнен с конусным отверстием для установки сменных герметизирующих вставок и имеет фланец с выдвижными упорами для жесткой фиксации сменных герметизирующих вставок, а кольцевая обойма установлена в конусную поверхность цилиндрического корпуса и жестко зафиксирована выдвижными упорами.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:

на фиг.1 - трехмерное изображение эластичной манжеты с внутренней рабочей поверхностью и два раздельных кольцевых сегмента, образующих при смыкании по плоскости разъема кольцевую обойму;

на фиг.2 - двухмерное изображение в разрезе кольцевой обоймы с эластичной манжетой в сборе;

на фиг.3 - общий вид устройства в момент наведения эластичной манжеты на НКТ и смыкании двух раздельных кольцевых сегмента в кольцевую обойму;

на фиг.4 - общий вид устройства в момент размещения кольцевой обоймы с эластичной манжетой в конусном отверстии полого цилиндрического корпуса;

на фиг.5 - общий вид устройства в момент размещения кольцевой обоймы с эластичной манжетой в конусном отверстии полого цилиндрического корпуса и жесткой фиксации ее выдвижными упорами;

на фиг.6 - общий вид устройства в момент смещения НКТ влево до силового контакта в центральное отверстие для прохода очищаемых НКТ. При этом эластичная манжета находится в кольцевой полости кольцевой обоймы с гарантированным радиальным зазором по всему периметру наружного диаметра;

на фиг.7 - общий вид устройства в момент смещения НКТ вправо до силового контакта в центральное отверстие для прохода очищаемых НКТ. При этом эластичная манжета находится в кольцевой полости кольцевой обоймы с гарантированным радиальным зазором по всему периметру наружного диаметра;

на фиг.8 - общий вид устройства в момент подхода муфты НКТ к эластичной манжете. В этот момент эластичная муфта НКТ располагается в отверстии кольцевой обоймы, ориентируя эластичную манжету по центру кольцевой полости;

на фиг.9 - общий вид устройства в момент прохождения муфты НКТ через эластичную манжету. В этот момент эластичная манжета испытывает максимальную деформацию, а муфта НКТ располагается в центральном отверстии кольцевой обоймы, обеспечивая эластичной манжете необходимое для максимальной деформации пространство.

Устройство содержит полый цилиндрический корпус 1 с конусным отверстием 2, фланец 3 с выдвижными упорами 4, кольцевую обойму 5, выполненную в виде кольцевого сегмента А и кольцевого сегмента Б, эластичную манжету 6 с наружным диаметром d₁. Кольцевая обойма 5 в сомкнутом по плоскости разъема 7 состоянии имеет центральное отверстие с диаметром d₂ для прохода очищаемых НКТ 8. Данное отверстие выполняет роль центратора, обеспечивающего осевую ориентации НКТ 8 в конусном отверстии 2 цилиндрического корпуса 1. Кроме того, кольцевая обойма 5 в сомкнутом по плоскости разъема 7 состоянии имеет кольцевую полость 9 с наружным диаметром d₃, где расположена эластичная манжета 6. Для придания необходимой жесткости по граничной кромке эластичная манжета 6 армирована металлическим кольцом 10. Диаметры d₁, d₂ и d₃ выбраны с таким расчетом, чтобы диаметры d₁ и d₃ никогда не соприкасались при любом расположении НКТ в скважине (условие 11). Для каждого типоразмера НКТ выбирается свое сочетание указанных диаметров, обеспечивающих соблюдение условия 11.

Работает устройство следующим образом. В исходном положении выдвижные упоры 4 расположены внутри фланца 3 и не выступают за пределы конусного отверстия 2. Наводят эластичную манжету 6 на резьбовой конец НКТ снизу, присоединяют муфтовую часть НКТ к резьбовой, кольцевой сегмент А и кольцевой сегмент Б наводят на эластичную манжету 6 и смыкают их до контакта по плоскости разъема 7 (фиг.3). Собранную кольцевую обойму 5 вместе с НКТ 8 перемещают вниз до упора наружной поверхности кольцевой обоймы 5 в конусное отверстие 2 полого цилиндрического корпуса 1 (фиг.4). Перемещением выдвижных упоров 4 внутрь конусного отверстия 2 фиксируют кольцевую обойму 5 от осевого смещения при движении НКТ 8 (фиг.5). При дальнейшем движении НКТ 8 вверх эластичная манжета 6 может занимать различное положение в кольцевой полости 9 (фиг.7, 8 или 9). В любом из возможных положений эластичной манжеты 6 в кольцевой полости 9 обеспечивается равномерное обжатие наружной поверхности НКТ 8 и, как следствие, равномерный износ ее рабочей поверхности центрального отверстия. Обеспечение равномерности износа рабочей поверхности эластичной манжеты 6 в процессе эксплуатации определяет предельную долговечность устройству.

Источники информации

1. 1995-96 г.г. Композит - каталог нефтегазового оборудования и услуг. Перевод издательства “Топливо и энергетика”. Том 1, с.396. A Gulf Publication Box 2608, Houston, Texas 77252, USA.

2. RU 2023869, 1994, 5 с.

Изобретение относится к оборудованию, применяемому при подземном ремонте нефтяных и газовых скважин, и используется для очистки наружной поверхности насосно-компрессорных труб в процессе извлечения их из скважины. Устройство содержит полый цилиндрический корпус с конусным отверстием для установки сменных герметизирующих вставок и фланцем с выдвижными упорами для жесткой фиксации вставок. В конусную поверхность корпуса установлена кольцевая обойма в виде двух раздельных сегментов, образующих в сомкнутом состоянии отверстие для прохода очищаемых труб с минимальным зазором. Кольцевая обойма выполнена с кольцевой полостью, в которой размещена эластичная манжета для обеспечения неограниченной возможности ее движения в различных радиальных направлениях. Обойма жестко зафиксирована выдвижными упорами. Упрощается конструкция устройства и его монтаж. 9 ил.

Устройство для очистки труб, содержащее установленную в полый цилиндрический корпус кольцевую обойму, выполненную в виде двух раздельных сегментов, образующих в сомкнутом по плоскости разъема состоянии центральное отверстие для прохода очищаемых труб с минимальным зазором, эластичную манжету, плотно охватывающую снаружи поверхность очищаемых труб и выполненную с неограниченной возможностью движения в различных радиальных направлениях, отличающееся тем, что кольцевая обойма в виде двух кольцевых сегментов выполнена с кольцевой полостью, в которой размещена эластичная манжета для обеспечения неограниченной возможности ее движения в различных радиальных направлениях, полый цилиндрический корпус выполнен с конусным отверстием для установки сменных герметизирующих вставок и имеет фланец с выдвижными упорами для жесткой фиксации сменных герметизирующих вставок, а кольцевая обойма установлена в конусную поверхность цилиндрического корпуса и жестко зафиксирована выдвижными упорами.