Устройство для очистки внутренней поверхности труб Советский патент 1993 года по МПК E21B37/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, к устройствам для очистки внутренней полости колонн труб от парафино-гидратообразований за счет непрерывного их удаления.

Известно устройство для очистки от парафина подъемных труб при плунжерной эксплуатации нефтяных скважин, содержащее корпус со скребком в верхней части и заслонкой с храповиком, с упирающейся в него биметаллической пластинкой, в нижней части № 244251.

Существенным недостатком известного устройства является то, что оно может двигаться вверх только под действием динамического напора движения потока жидкости, значительной величины, т.к. вследствие относительно большого веса и малого объема устройства, выталкивающая (Архимедова) сила скважинной жидкости незначительна.

Наиболее близок к предлагаемому устройству летающий автоматический скребок, содержащий корпус с очистными элементами, верхний и нижний ограничитель движения и узел управления скребком.

В этом устройстве в недостаточной мере используется выталкивающая (Архимедова) сила скважинной жидкости.

Целью изобретения является повышение эффективности предотвращения парафино-гидратообразований и их удаления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено кислотной камерой, магнитным седлом с направляющими, камерой газообразования, перфорированной и алюминиевой трубками, и ферромагнитным кольцом, причем корпус скребка выполнен в виде колокола, на наружной поверхности которого размещены очищающие элементы, алюминиевая трубка выполнена с магниевым наконечником в нижней части, ферромагнитное кольцо и алюминиевая трубка расположены в нижней части колокола, причем алюминиевая трубка подпружинена своей верхней частью относительно перфорированной трубки, кислотная камера выVI00 Оч

hO

ю

полнена в форме сильфона с пружиной сжатия, расположенной внутри камеры, камера газообразования расположена в верхней части сильфона и сообщена с полостью кислотной камеры через обратный клапан, маг- 5 нитное седло с направляющими расположено между кислотной камерой и камерой газообразования, узел управления выполнен в виде обратного клапана, расположенного в верхней части колокола и уста- 10 новленного на верхнем ограничителе магнитного узла для взаимодействия с об- ратным клапаном в период освобождения колокола от газовой составляющей продуктов электролиза.15

Выполнение корпуса скребка в форме колокола обеспечивает сбор в ее полости газов, выделяющихся в процессе реакции кислоты с алюминиевой трубкой. Для снятия окисной пленки с поверхности трубки 20 применяется первоначальный инициатор- магниевый наконечник. Дальнейшая очистка трубки от окиси происходит за счет реакции предварительно очищенного участка трубки. Подпружинивание алюминиевой 25 трубки обеспечивает постоянный выход ее из перфорированной трубки для компенсации уменьшения ее длины за счет растворения в кислоте. Перфорация на наружной трубке обеспечит попадание выделяющих- 30 ся при реакции газов в полость корпуса скребка, а обратный клапан обеспечит удержание газов в полости камеры.

Выполнение кислотной камеры в виде сильфона обеспечит как хранение в скважи- 35 не запаса кислоты, так и обжатия последней за счет действия гидростатического давления на глубине установки камеры. Пружина сжатия в камере обеспечит выход из нее части кислоты, необходимой для реакции, в 40 камеру газообразования на период прижатия обратного клапана сильфонной камеры алюминиевой трубкой. Прижатие обеспечивается за счет взаимодействия магнитного седла и направляющей с ферромагнитным 45 кольцом корпуса скребка, а также, за счет того, что пружина алюминиевой трубки имеет большую жесткость, чем пружина обратного клапана кислотной камеры.

Камера газообразования обеспечивает то, что кислота, выходящая из кислотной 50 камеры не перемешивается по всему объему, а,вследствие того, что плотность кислоты выше плотности скважинной жидкости, последняя вытесняется кислотой, которая, собираясь в нижней части камеры газообра- 10 зования, обеспечивает интенсивную реакцию с алюминиевой трубкой с выделением, в частности, газообразных продуктов реакции.

Установка магнитного седла с направляющей между кислотной и камерой газообразования обеспечивает направление и удержание корпуса скребка на период реакции алюминиевой трубки с кислотой и заполнение колокола газообразными продуктами реакции.

Устройство узла управления в виде магнитного узла на верхнем ограничителе обеспечивает удержание корпуса скребка и отжатие выпускного обратного колокола для выпуска из него газообразных продуктов до достижения отрицательной плавучести.

Таким образом, перечисленные выше признаки являются существенными, обеспечивающими работоспособность устройства и отвечающими критерию новизна.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже.

Устройство для очистки внутренней поверхности труб содержит корпус 1 скребка в форме колокола с очистными элементами 6, выпускным обратным клапаном 8 в верхней части и ферромагнитным кольцом 5 в нижней. В нижней части корпуса скребка 1 размещена перфорированная трубка 2 с телескопически установленной снабженной, подпружиненной 7 алюминиевой трубкой 3 с магниевым наконечником 4. В нижней части установлена кислотная камера 13 в форме сильфона с пружиной сжатия 14, выпускным обратным клапаном 11, камерой газообразования 10 с направляющей 9 и магнитным седлом 12, расположенным между кислотной камерой и камерой газообразования. Узел управления состоит из верхнего ограничителя 15 с магнитным узлом 1, 17.

Устройство работает следующим образом,

Сброшенный в скважину корпус 1 скребка движется вниз до предварительно сброшенной туда кислотной камеры 13 сильфонного типа, заряженного кислотой. При достижении ее корпус, центрируясь в направляющей 9, садится на магнитное седло 12 и выступающим концом алюминиевой трубки 3 воздействует на выпускной обратный клапан 11 камеры, открывая его, и под действием, пружины сжатия 14 часть кислоты из кислотной камеры 13 попадает в камеру газообразования 10, где начинается реакция. Первоначально реакция кислоты происходит с магниевым наконечником 4, что обеспечивает ликвидацию пленки окиси алюминия на корпус трубки 3. Дальнейшая очистка пленки окиси при постоянной подаче трубки 3 пружиной 7 по мере реагирования материала трубки с кислотой

обеспечивается уже реакцией очищенной части трубки. Газообразные продукты реакции собираются под колоколом корпуса скребка 1. При соответствующем заполнении газом, корпус 1 открывается от магнит- ного седла 12, удерживаемого там за счет взаимодействия с ферромагнитным кольцом 5 корпуса скребка 1, и двигаясь вверх вдоль оси скважины, очищает стенки колонны труб от парафино-гидратообразований очистными элементами 6. При достижении верхнего ограничителя 15 корпус скребка притягивается магнитным узлом 16, 17, который, взаимодействуя с выпускным обратным клапаном 8 колокола корпуса скребка, отжимает его с выпуском собранных под колоколом газов до момента отрыва корпуса 1 от магнитного узла 16, 17. Цикл повторяется.

Экономический эффект от применения устройства заключается в увеличении межремонтного цикла нефтяных скважин за счет постоянства процесса очистки труб, резкого сокращения необходимого количества остановок скважин в связи с необходи- мостью очистки поверхности труб от парафино-гидратообразований и в связи с этим-повышения объема добываемой жидкости.

Формулаизобретения Устройство для очистки внутренней поверхности труб, для малодебитных скважин, содержащее летающий автоматический

скребок с узлом управления и верхний ограничитель, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности предотвращения парафино-гидратоотбразований и их удаления, оно снабжено кислотной камерой, магнитным седлом с направляющими, камерой газообразования, перфорированной и алюминиевой трубками, ферромагнит- ным кольцом, причем корпус скребка выполнен в виде колокола, на наружной поверхности которого размещены очищающие элементы, алюминиевая трубка выполнена с магниевым наконечником в нижней части, при этом в нижней части колокола размещены ферромагнитное кольцо и алюминиевая трубка, подпружиненная своей верхней частью относительно перфорированной трубки, кислотная камера выполнена в форме сильфона с пружиной сжатия, расположенной внутри камеры, камера газообразования расположена в верхней части сильфона и сообщена с полостью кислотной камеры через обратный клапан, магнитное седло с направляющими расположено между кислотной камерой и камерой газообразования, узел управления выполнен в виде выпускного обратного клапана, расположенного в верхней части колокола и на верхнем ограничителе магнитного узла для взаимодействия с обратным клапаном в период освобождения колокола от газовой составляющей продуктов электролиза.

Сущность изобретения: устройство снабжено кислотной камерой сильфонного типа с пружиной сжатия, обратным клапаном, камерой газообразования, направляющей и магнитным седлом для удержания корпуса скребка. Корпус автоматического скребка имеет форму колокола. Движение скребка вверх происходит после наполнения полости колокола газом, выделяемым в результате реакции кислоты, находящейся в сильфонной кислотной камере и алюминиевой трубке, расположенной в корпусе скребка. После освобождения колокола от газов на верхнем ограничителе скребок получает отрицательную плавучесть. 1 ил.