УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2007 года по МПК E21B37/02 

Описание патента на изобретение RU2312207C2

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к технике для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений парафина, используемой при эксплуатации скважин с погруженными электроцентробежными установками и с фонтанным и газлифтным способами добычи.

Известно устройство для удаления смолопарафиновых отложений, содержащее корпус с ножами, толкатель корпуса и станцию управления [1].

Основными недостатками этого устройства являются его ненадежность и сложность конструкции, которые обусловлены необходимостью использования наземной станции управления.

Известно также устройство для удаления смолопарафиновых отложений, содержащее средство очистки - корпус с ножами и размещенный в корпусе с зазором и возможностью относительного осевого перемещения толкатель. Последний образован ограничителями перемещений - втулкой и упором и связывающими их направляющими. Корпус имеет уплотнительный элемент - затвор клапана, установленный с возможностью взаимодействия с упором - седлом клапана. Ножи выполнены в форме винта с переменным шагом [2].

Данное устройство является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и принято в качестве прототипа.

Недостатками этого устройства являются невозможность регулирования его характеристик и нестабильность работы, которая обусловлена тем, что изменение направления движения при работе устройства вызывается изменением гидродинамических характеристик вследствие относительного перемещения корпуса и толкателя. Относительное перемещение корпуса и толкателя происходит от воздействия силы инерции при их ударах об установленное в трубопроводе на стыке насосно-компрессорных труб при сборке колонны препятствие в виде кольца (в нижнем положении) и о задвижку лубрикатора, установленного на поверхности земли (в верхнем положении). Сила инерции определяется в свою очередь запасами кинетической энергии, приобретаемыми при движении устройства. Запасы кинетической энергии зависят от геометрических и весовых характеристик устройства, текущего расхода жидкости через трубопровод, сил сопротивления движению устройства и т.д., что определяет недостаточную стабильность силы ударов, работы конструктивных элементов, изменяющих гидродинамические характеристики устройства при его ударах о препятствие и функционирование устройства в целом.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение стабильности работы.

Решение поставленной задачи в устройстве для удаления смолопарафиновых отложений, включающем корпус, образованный стержнеобразными направляющими и соосно расположенными кольцеобразными ограничителями перемещений, один из которых является седлом перепускного клапана, и средство очистки, установленное на корпусе с возможностью продольного перемещения между его ограничителями и выполненное в виде спиралеобразных ножей, жестко соединенных на их концах двумя соосно расположенными кольцеобразными опорными втулками, одна из которых оснащена затвором перепускного клапана, достигается за счет того, что оно дополнительно снабжено механизмом управления затвором перепускного клапана, реагирующим на изменение температуры и/или давления и состоящим из привода продольного перемещения и преобразователя направления движения, которые расположены между опорными втулками средства очистки, установлены последовательно, соединены между собой и взаимосвязаны с корпусом, при этом привод продольного перемещения жестко взаимосвязан преимущественно с направляющими, а преобразователь направления движения взаимосвязан шарнирно с направляющими корпуса и шарнирно с опорной втулкой средства очистки, оснащенной затвором клапана.

Решению поставленной задачи способствует также и то, что преобразователь направления движения выполнен в виде упругодеформированной пластины, а привод продольного перемещения - с замкнутой полостью, преимущественно в виде сильфона, и в его полость введен, по меньшей мере, один упругий рабочий элемент, при этом привод продольных перемещений и преобразователь направления движения соединены между собой с обеспечением возможности регулирования величины расстояния между ними.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами:

на фиг.1 представлено устройство, в котором механизм управления перепускным клапаном реагирует на изменение давления (перепускной клапан в положении «Открыто»);

на фиг.2 - то же (перепускной клапан в положении «Закрыто»);

на фиг.3 показан привод продольного перемещения, выполненный в виде набора жестких и эластичных шайб;

на фиг.4 показан привод продольного перемещения, реагирующий на изменение температуры.

Ниже приводится пример конкретного осуществления изобретения, не исключающий других вариантов его выполнения в объеме формулы изобретения.

Предлагаемое устройство включает корпус, образованный, например, тремя стержнеобразными направляющими 1 и двумя соосно расположенными кольцеобразными ограничителями перемещений: верхним 2 и нижним 3, один из которых (на фиг.1 и 2 - нижний) выполнен со сквозными отверстиями 4 и является седлом перепускного клапана, и средство очистки, которое установлено на направляющих 1 корпуса с возможностью продольного перемещения между его ограничителями 2 и 3 и выполнено в виде, по меньшей мере, четырех спиралеобразных ножей 5 (на фиг.1 и 2 показан один из ножей), жестко соединенных на их концах двумя соосно расположенными кольцеобразными опорными втулками 6 и 7, одна из которых (на фиг.1 и 2 - нижняя) оснащена затвором 8 перепускного клапана, представляющим собой кольцеобразную шторку, изготовленную из резины. Механизм управления затвором перепускного клапана состоит из привода продольного перемещения и преобразователя направления движения, которые расположены между опорными втулками 6 и 7 средства очистки, установлены последовательно и с зазором один относительно другого, взаимосвязаны между собой посредством резьбового узла 9, позволяющим регулировать величину зазора (расстояния) между ними, и взаимосвязаны с корпусом. Привод продольного перемещения выполнен в виде сильфона 10, т.е. с замкнутой полостью, а преобразователь направления движения - в виде упругодеформированной пластины 11, при этом внешний торец сильфона 10 посредством дополнительного кольца 12 жестко взаимосвязан с направляющими 1, а пластина 11 с помощью упоров 13 и шарниров 14 взаимосвязана шарнирно с направляющими 1 корпуса и шарнирно с опорной втулкой 7 средства очистки, оснащенной затвором 8 клапана. Для обеспечения возможности извлечения предлагаемого устройства из скважины через лубрикатор нижняя опорная втулка 7 оснащена сбивной заглушкой 15.

Эксплуатация устройства осуществляется следующим образом.

Предварительно при подготовке устройства к работе по зависимостям, связывающим величины наружного и внутреннего давления и продольную деформацию механизма управления затвором перепускного клапана, посредством резьбового узла 9 устанавливают необходимую величину свободного хода (зазора) сильфона 10 относительно пластины 11, а саму пластину 11 приводят в положение (см. фиг.1), обеспечивающее превышение веса устройства над выталкивающей силой струи и силами сопротивления. После этого устройство через лубрикатор вводят в очищаемую колонну насосно-компрессорных труб и отпускают его. Под действием собственного веса устройство свободно опускается в глубь скважины, поскольку выкачиваемая нефть беспрепятственно проходит через отверстия 4 нижней опорной втулки 7. В процессе опускания устройства вниз по колонне труб статическое давление столба нефти на сильфон 10 возрастает и его продольный размер (длина) уменьшается. В результате этого нижний конец сильфона 10 выбирает свой свободный ход относительно пластины 11. После того как свободный ход сильфона 10 будет полностью исчерпан, происходит нагружение и деформация предварительно продольно изогнутой между упорами 13 пластины 11 до момента «упругого хлопка», вследствие которого пластина 11 за счет накопленной потенциальной энергии изменяет свое первоначальное положение (см. фиг.2) на зеркально противоположное. При этом концы пластины 11, шарнирно связанные с опорной втулкой 7, опускают втулку в ее нижнее положение, при котором затвор клапана 8 перекрывает отверстия 4 нижнего ограничителя 3 и увеличивает тем самым гидродинамическое сопротивление устройства, обеспечив ему превышение выталкивающей силы струи над его весом и силами сопротивления его движению вверх. В результате этого устройство начинает свое перемещение вверх по колонне очищаемых труб.

При движении устройства вверх статическое давление столба нефти на сильфон 10 уменьшается и он удлиняется. Это происходит до тех пор пока сильфон не выберет весь свой свободный ход и далее до момента «упругого хлопка» пластины 11, которая деформируется и своими концами через шарниры 14 поднимает опорную втулку 7 над нижним ограничителем 3, вследствие чего затвор 8 открывает отверстия 4, т.е. приводит устройство в его исходное положение. В результате этого устройство вновь начинает опускаться вниз по колонне труб.

Далее циклы повторяются, а устройство, двигаясь вверх-вниз, ножами 5 соскабливает с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб отложения парафина, выносимые из скважины потоком нефти.

Привод продольного перемещения, реагирующий на изменение давления, может быть выполнен также и в виде цилиндра прямолинейного движения, мембранного механизма, спиральной трубки и т.п., а его замкнутый объем может быть заполнен частично или полностью одним или несколькими упругими рабочими телами, имеющими маленький коэффициент температурных деформаций, например газом, сжимаемой жидкостью, полимерными веществами - монолитными, пористыми, порошкообразными, в виде гранул. Вместе с этим такой же привод может быть выполнен в виде набора последовательно жестко соединенных между собой металлических и монолитных полимерных шайб, например (см. фиг.3) в виде набора жестких 16 и эластичных 17 шайб. По физической сущности работа таких приводов не отличается от работы привода, выполненного в виде сильфона.

Привод продольного перемещения может быть выполнен и реагирующим на изменение температуры. В этом случае (см. фиг.4) он может быть образован набором биметаллических или из сплава «с памятью формы» пластин и/или оболочек 18, соединенных между собой последовательно и/или параллельно посредством крепежных деталей 19 и 20. Такой привод работает следующим образом: изменение температуры вызывает деформацию биметаллических пластинок 17, крепежные детали 18 и 19 препятствуют деформированию пластинок 17 в радиальном направлении и допускают в продольном направлении. Таким образом происходит трансформация тепловой энергии в продольное перемещение, деформирующее пластину 11, накапливающую потенциальную энергию для закрытия клапана устройства.

Кроме того, привод продольного перемещения может сочетать в своей конструкции элементы, реагирующие как на изменение давления, так и элементы, реагирующие на изменение температуры.

Источники информации

1. «Практическое пособие для операторов по добыче нефти и газа, мастеров и технологов. Способы борьбы с парафиноотложением», М, ВНИИОНГ, 1991 г., с.12.

2. Патент Российской Федерации №2140337, Е21В 37/02, 1998 г.

Похожие патенты RU2312207C2

название год авторы номер документа
СКРЕБОК АВТОМАТИЧЕСКИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ (ВАРИАНТЫ) 2005
  • Архипов Юрий Александрович
RU2282505C1
СКРЕБОК ЦЕНТРАТОР-ПРОТЕКТОР 2014
  • Редекоп Александр Гарольдович
  • Гилев Олег Аркадьевич
RU2553806C1
КЛАПАН СИЛЬФОННЫЙ 2020
  • Макаров Евгений Владимирович
  • Иванов Иван Викторович
  • Шинкевич Владимир Александрович
  • Пуеров Антон Сергеевич
  • Лямин Игорь Сергеевич
RU2743264C1
КАМЕРА ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2004
  • Божко Александр Геннадьевич
  • Винников Александр Иванович
  • Оводовский Валерий Иванович
  • Огурцов Владимир Евгеньевич
  • Русаков Николай Иванович
  • Шишкин Виктор Александрович
RU2276414C1
Пневмогидравлическая рессора 1982
  • Рябов Игорь Михайлович
  • Котельников Василий Николаевич
SU1059318A1
ПАКЕР (ВАРИАНТЫ) 1999
  • Емелин Н.А.
  • Куликов А.Д.
  • Драчук В.Р.
  • Ефремов В.Ф.
RU2175710C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИН 2007
  • Чеповецкий Александр Васильевич
  • Чеповецкая Инна Николаевна
  • Чеповецкая Эльвина Александровна
RU2386783C2
Ковшевой шиберный затвор 2019
  • Еронько Сергей Петрович
  • Ткачев Михаил Юрьевич
  • Байчоров Анатолий Алексеевич
  • Понамарёва Елена Александровна
  • Байчоров Александр Алексеевич
  • Федяев Даниил Олегович
RU2751196C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ (НКТ) НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН ОТ ПАРАФИНА, ПОРШЕНЬ И СКРЕБОК В СОСТАВЕ ЕГО, С ВАРИАНТАМИ 2006
  • Сафаров Рауф Рахимович
  • Сафаров Артур Рауфович
  • Сафаров Ян Рауфович
  • Акульшин Михаил Дмитриевич
  • Идиятуллин Ришат Яруллович
RU2312206C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН ОТ ПАРАФИНА 2012
  • Сафаров Рауф Рахимович
  • Сафаров Ян Рауфович
  • Трубавин Николай Сергеевич
RU2495995C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 312 207 C2

Реферат патента 2007 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к технике для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от отложений парафина, используемой при эксплуатации скважин с погруженными электроцентробежными установками и с фонтанным и газлифтным способами добычи. Обеспечивает повышение стабильности работы. Сущность изобретения: устройство включает корпус, образованный стержнеобразными направляющими и соосно расположенными кольцеобразными ограничителями перемещений, один из которых является седлом перепускного клапана, и средство очистки, установленное на корпусе с возможностью продольного перемещения между его ограничителями и выполненное в виде спиралеобразных ножей, жестко соединенных на их концах двумя соосно расположенными кольцеобразными опорными втулками, одна из которых оснащена затвором перепускного клапана. Согласно изобретению оно дополнительно снабжено механизмом управления затвором перепускного клапана, реагирующим на изменение температуры и/или давления и состоящим из привода продольного перемещения и преобразователя направления движения, которые расположены между опорными втулками средства очистки, установлены последовательно, соединены между собой и взаимосвязаны с корпусом. Привод продольного перемещения жестко взаимосвязан преимущественно с направляющими. Преобразователь направления движения взаимосвязан шарнирно с направляющими корпуса и шарнирно с опорной втулкой средства очистки, оснащенной затвором клапана. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 312 207 C2

1. Устройство для удаления смолопарафиновых отложений, включающее корпус, образованный стержнеобразными направляющими и соосно расположенными, кольцеобразными ограничителями перемещений, один из которых является седлом перепускного клапана, и средство очистки, установленное на корпусе с возможностью продольного перемещения между его ограничителями и выполненное в виде спиралеобразных ножей, жестко соединенных на их концах двумя соосно расположенными кольцеобразными опорными втулками, одна из которых оснащена затвором перепускного клапана, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено механизмом управления затвором перепускного клапана, реагирующим на изменение температуры и/или давления и состоящим из привода продольного перемещения и преобразователя направления движения, которые расположены между опорными втулками средства очистки, установлены последовательно, соединены между собой и взаимосвязаны с корпусом, при этом привод продольного перемещения жестко взаимосвязан преимущественно с направляющими, а преобразователь направления движения взаимосвязан шарнирно с направляющими корпуса и шарнирно с опорной втулкой средства очистки, оснащенной затвором клапана.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод продольного перемещения выполнен с замкнутой полостью.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в полость привода продольных перемещений введен, по меньшей мере, один, упругий рабочий элемент.4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что привод продольного перемещения выполнен преимущественно в виде сильфона.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь направления движения выполнен в виде упругодеформированной пластины.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод продольных перемещений и преобразователь направления движения соединены между собой с обеспечением возможности регулирования величины расстояния между ними.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2312207C2

СКРЕБОК ПАРАШЮТНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ АРХИПОВА 1998
  • Архипов Ю.А.
RU2140337C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СКВАЖИНЫ ОТ ПАРАФИНО-АСФАЛЬТЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 1997
  • Габдуллин Р.Г.
  • Страхов Д.В.
  • Оснос В.Б.
RU2138618C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРУБ ОТ ПАРАФИНОБИТУМНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 1993
  • Кирсанов Олег Николаевич
  • Лабейш Владимир Георгиевич
RU2109127C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБ ОТ ПАРАФИНА 1994
  • Сафаров Р.Р.
  • Сулейманов Р.Ю.
  • Сорокин В.Г.
  • Александров В.Е.
RU2085705C1
Устройство для чистки стенок скважины 1986
  • Габричидзе Юлон Давидович
  • Гой Владимир Леонтьевич
SU1434081A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СТЕНОК СКВАЖИНЫ 1998
  • Шаяхметов Ш.К.
  • Иванов А.И.
  • Хамзин А.А.
  • Шаяхметов А.Ш.
RU2189432C2
US 4995459 A, 26.02.1991
КОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ НАГРУЗКАМИ 2011
  • Голдин Дирк
  • Чиммек Франк
  • Рюменапф Петер
  • Линде Хольгер
  • Мадонна Джиан-Луиджи
  • Симино Микаель
  • Рушиваль Томас
  • Блок Ришар
  • Эклебе Андреас
RU2583044C2

RU 2 312 207 C2

Авторы

Шафранов Евгений Владимирович

Гаджиев Магомед Гаджиевич

Даты

2007-12-10Публикация

2006-01-12Подача