Скребок депарафинизирующего устройства Советский патент 1993 года по МПК E21B37/02 

I Изобретение относится к горному делу, i в частности к нефтеперерабатывающей про- мышленности, и может быть использовано I при новом проектировании скребка и ком- i плекте депа афинизирующего устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет ислоль- I зования энергии входящего потока рабочей j среды в насосно-компрессорных трубах.

Сущность технического решения состо- i ит а том, что винтовая пластина получает i момент вращения от взаимодействия с ра- I бочей средой во внутреннем объеме трубы. ; Боковые поверхности пластины образуют острые режущие кромки по винтовой линии. ; Дополнительный кольцевой цилиндри- ческий нож и конусное перо имеют зубчатый j профиль собственных режущих кромок.

Упомянутые ножмЧвыполняют функции раз- I мерного калибра или шаблона. На фиг. 1-4 изображены предлагаемый

скребок, общий вид, и осевого подвеса.

Схребок депарафинизирующего устройства содержит корпус 1 в виде винтообразной плоской пластины, один конец которой представляет конусное перо 2, другой имеет цилиндрический вал 3, с канавкой 4 для разрезанного стопорного кольца 5, установленного над серьгой осевого подвеса 6 и дополнительный кольцевой цилиндрический нож 7.

Корпус скребка 1 выполнен в виде винтообразной плоской пластины толщиной 3-5 мм, ширина пластины выбирается относительно внутреннего диаметра насосно-компрессорных труб на 5...10 мм меньше , диаметра трубы, длина пластины составляет 80...1200 мм.

Пластину закручивают в нагретом состоянии. Количество ниток винтовой линии по длине выбирают от 2 до 7 в зависимости от параметров скважины, рассчитывая скорость вращения скребка по скорости потока рабочей среды в насосно-компрессорных трубах при выбранной определенной массе скребка и грузов. Нож выполнен в виде конусного шара, сопряженного с корпусом 1 и серьгой 6, установленной на валу 3 с возсо ы vi

О

о

можностью вращения и взаимодействия с разрезным стопорным кольцом 5 в канавке 4. Стопорное кольцо 5 в кольцевой канавке 4, выполненной на валу 3 над серьгой осевого подвеса б, фиксируют втулкой с шайбами для улучшения скольжения серьги. Моторное кольцо дополнительно устанавливают на валу под серьгой осевого подвеса для обеспечения надежной фиксации стопорного кольца 5 над серьгой. Кольцевой цилиндрический нож 7 расположен у основания конусного пера 2 и жестко закреплен соосно с осью винтообразной пластины 1. На торцевых поверхностях цилиндрическо- Fo кольцевого ножа выполнены пазы,с внутренней стороны выполнены фаски, образующие режущие кромки на наружной поверхности кольца зубчатого профиля.

Предлагаемое устройство может быть выполнено различными методами и иметь многообразные формы. Размер устройства ограничивается размерами фонтанной арматуры, установленной на скважине. Большое значение имеет вес устройства. Расчетное значение веса зависит от параметров скважины. Увеличение веса или уменьшение его выполняют за счет изменения веса вала, веса осевого подвеса или за счет изменения веса пластины путем подбора соответствующего типа размеров материала заготовки. Вал может иметь отдельный набор грузов, который комплектуется в зависимости от расчетных данных для данной конкретной скважины. Изготавливают устройство следующим образом. Заготовку пластины обрабатывают на фрезерном станке.один конец соединяют с валом при помощи электросварки, другой обрабатывают для установки кольцевого ножа. Затем пластину зажимают на токарном станке в патроне и в специальном приспособлении задней бабки. Одновременно прогревают пластину газовой горелкой и ключом проворачивают патрон на несколько оборотов. Затем пластину, выполненную в виде ходового винта комплектуют осевым подвесом для проволоки и кольцевым ножом. Режущие кромки пластины (корпуса) обрабатывают в размер на заточном станке. Режущие кромки могут быть подвергнуты термической обработке, но их твердость не должна превышать твердость материала на- сосно-компрессорных труб.

Простота конструкции и технологии из- готовл жия позволяют широко использовать скребок в нефтедобывающем производстве.

Работа скребка депарафинизирующего устройства определяется параметрами скважины и условиями эксплуатации. Про

и

1.0

20

25

30

грамма работы устройства депарафиниза- ции должна соответствовать технологическим требованиям. При пуске скребка, депарафинизирующего устройства в потоке рабочей среды, имеющей достаточно высокую энергию скоростного напора, корпус 1 получил вращающий момент и будет иметь определенную скорость вращения благодаря винтообразной форме пластины.

Определенный момент вращения скребка депарафинизирующего устройства позволяет осуществлять очистку поверхностей труб от отложений.

Кольцевой нож 7 калибрует отверстие в 15 пробках. Очищают поверхность труб при движении скребка вниз или вверх в процессе расхаживания. Основной процесс резания отложений осуществляется режущими кромками корпуса 1 - режущими кромками винтообразной пластины. Подъемные силы действующие, на корпус, возникающие в процессе вращения корпуса, увеличивают усилие резания режущими кромками. Эффект сложения сил обеспечивает максимальные усилия резания за счет оптимального использования энергии восходящего потока рабочей среды. Данным положительным эффектом определяется поставленная цель расширения функциональных возможностей за счет использования энергии восходящего потока рабочей среды. Реакция сил резания режущими кромками корпуса (винта) направлена вниз против потока рабочей среды,что создаетдополни- 35 тельную нагрузку на конусный 2 и кольцевой 7 ножи в процессе разбуривания пробок отложений. Реакция сил резания режущими кромками корпуса направлена в ту же сторону, что и сила веса устройства. Сложение этих сил повышает нагрузку в процессе разбуривания отложений.

Известные устройства скребков широко используются в производстве в процессе эксплуатации и ремонта скважин. В настоящее время они могут быть приняты на базовые объекты. Предложенный скребок депарафинизирующего устройства в сравнении с базовым объектом имеет более широкие функциональные возможности. Предложенный скребок позволяет использовать.энергию потока рабочей среды, превращая ее в энергию вращательного движения корпуса скребка - в энергию отложений.

Резание осуществляется режущими кромками корпуса,выполненными по винтовой линии. Особенность удаления отложений при этом- состоит в том, что скребок внутри трубы совершает маятниковые колебания в произвольных вертикальных пло40

45

50

55

скостях. Диаметр корпуса (винта) несколько меньше внутреннего диаметра трубы, что обеспечивает эксцентриситет осей и позволяет корпусу скребка обкатываться по зеркалу поверхности трубы. Относительно 11ысоты скорости вращения корпуса скребка на осевом подвесе позволяет не только срезать режущим кромками частицы отложений, но и активно перемещать их вверх по ходу винтовой поверхности в самом потоке )абочей среды.

1 Расширенные функциональные возможности предложенного скребка позволяет повысить производительность ехнологиЦеского процесса, улучшить качество операции по очистке труб от отложений. Предложенный скребок с базовым объектом имеет значительно превосходя- цую общую длину режущих кромок всех ви- ,ов ножей. Длина режущих кромок сонусного ножа 1 и режущих кромок кольце- юго ножа 7 относительно сравнения с дли- юй ржущих кромок ножей базового объекта. Длина режущих кромок корпуса (винта) в несколько раз больше суммы режу- цих кромок базового объекта. Благодаря использованию энергии потока рабочей :реды процесса резания отложений осуществляется значительно производительной в сравнении с производительностью базово- о объекта.

В отличие от базового объекта кроме шполнения операций присущих базовому эбъекту, предлагаемое устройство выполняет операции разбуривания вращения. Конусный нож совместно с кольцевым ножом участвует в разбуривании пробки отложе- (при одном условии -.при наличии пото- са. рабочей среды), что является существенным отличительным признаком. Технических решений со сходными призна- сами не обнаружено, в связи с чем, по мнению автора, предложенное техническое эешение обладает существенными отличиями и новизной. Конструктивное исполнение жребка исключает его заклинивание в фон

тайной арматуре и в насосно-компрессор- ных трубах.

Применение предлагаемого устройство

позволит отказаться от специальной доро5 гостоящей техники, например АДП и ЦА320, для обработки скважин горячей

нефтью, сократить численность операторов

в бригадах, более эффективно применять

станции управления и автоматизированные

0 установки для депарафинизации Цикл.

Использование предлагаемого устройства в производстве даст возможность получить положительный экономический : эффект за счет повышения качества очист5 ки, за счет сокращения простоев скважин, Сокращения непроизводительного времени и удлинения межпеременного цикла.

Положительный эффект улучшит фондо- . отдачу нефтеперерабатывающих произ0 водств.

Формула изобретения Скребок депарафинизирующего устройства, содержащий корпус с узлом подвеса в верхней части и ножом в нижней части,

5 отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет использования энергии восходящего потока, он снабжен дополнительным кольцевым цилиндриче0 ским ножом с режущими кромками в верхней и нижней своей .части, корпус скребка выполнен в виде винтообразной плоской пластины, нож выполнен в виде конусного пера, сопряженного с корпусом, причем ре5 жущие кромки цилиндрического кольцевого ножа и конусного пера зубчатый профиль, узел подвеса выполнен в вида вала, жестко связанного с корпусом и серьгами, установленный на валу с возможностью вращения

0 и взаимодействуя с разрезным стопорным кольцом, установленным в кольцевой канавке, выполненной на валу под серьгой, а кольцевой нож расположен у основания конусного пера и жестко закреплен соосно с осью винтообразной пластины и конусного

5 пера.

7

Фиг.Я

Использование: в нефтеперерабатывающей промышленности для депарафиниза- ции. Сущность изобретения: корпус скребка выполнен в виде плоской винтообразной пластины. В верхней части корпуса расположен узел подвеса. В нижней части корпуса расположен нож, выполненный в виде конусного пера и расположенный в основа- JIHH конусного пера кольцевой цилиндриче- ский нож. Режущие кромки конусного пера и кольцевого цилиндрического ножа имеют зубчатый профиль. 4 ил.