устройство для очистки насосных штанг

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАСОСНЫХ ШТАНГ, включающее корпус с центральным отверстием и со средствами его крепления на устье скважины, состоящей из двух частей с узлом их фиксации относительно друг друга, и расположенный в полости корпуса очищающий элемент, в виде эластичных диафрагм с центральным отверстием, отличающееся тем, что, с целью сокращения затрат времени на монтаж-демонтаж и повышения надежности в работе устройства, верхняя часть корпуса выполнена с прорезью, сопрягающейся с центральным отверстием, а узел фиксации частей корпуса выполнен в виде шпилек и упора на одной части корпуса и фигурной прорези под шпильки и защелки для взаимодействия с упором на другой части корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что эластичные диафрагмы выполнены с радиальными разрезами со смещением разрывов на 45^o в смежных диафрагмах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для очистки насосных штанг при подъеме их из скважины и предупреждения загрязнения буровым раствором и нефтью рабочей площадки работающих техники и устьевого оборудования.

Известно устройство для очистки насосных штанг, включающее корпус и очистительный элемент. Корпус имеет резьбу и подпружиненную штанговую втулку, на которой закреплен очистительный цанговый элемент, выполненный в виде пружинящих перьев цанги, наклонно закрепленных к оси устройства и жестко закрепленных на цанговой втулке. На концах перьев закреплены секторные скребки [1] Недостатком устройства является то, что оно не имеет корпуса и при подъеме и очистке штанг и при отвороте каждой очередной штанги элеватор с подвешенной к нему колонной штанг должен садиться на скребок, не защищенный корпусом и принимающий на себя всю нагрузку от веса колонны штанг, причем эта нагрузка будет распределена неравномерно по площади скребка, в результате того, что скребок, зажатый между элеватором и подвесной муфтой, всегда расположен эксцентрично относительно оси скважины подвесной муфты, так как штанги при их подъеме совершают вместе со скребком радиальные перемещения и практически не могут расположиться по центру подвесной муфты. Это приводит к разрушению и выходу из строя скребка.

Известно устройство для очистки штанг, включающее корпус с установленными в его полости очистными элементами. Корпус имеет резьбу для крепления к оборудованию скважины и крышку с ручками, центральным окном и резьбой для крепления крышки к корпусу. Очистительный элемент выполнен в виде спиралевидной цилиндрической полой конструкции с верхним и нижним разрезными основаниями, армированными разрезными стальными кольцами. Очистительный элемент выполнен из эластичного упругого материала, например резины [2] Недостатком устройства является то, что его очистной элемент имеет сложную спиралевидную конструкцию, а верхнее и нижнее основания (шайбы) и очистного элемента армированы стальными кольцами и, что делает его сложным в изготовлении в промышленных условиях, т. е. делает его труднодоступным для практического использования. Недостатком этого устройства является и то, что крышка его крепится к корпусу с помощью резьбы, что увеличивает время монтажа и демонтажа на устье скважины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для очистки наружной поверхности труб (штанг) поднимаемых из скважины, включающее корпус с центральным отверстием и со средствами его крепления на устье скважины, состоящий из двух частей с узлом их фиксации относительно друг-друга и расположенный в полости корпуса очищающий элемент, выполненный в виде эластичных диафрагм с центральным отверстием, между которыми установлены стальные кольца, образующие вкладыш-набор [3] Это устройство имеет недостаток, заключающийся в том, что верхняя и нижняя части корпуса крепятся друг к другу на болтах (не показано), что увеличивает время монтажа и демонтажа устройства. Недостатком этого устройства является и то, что части его корпуса имеют только центральное отверстие и в них не выполнена радиальная прорезь, соединенная с центральным отверстием и через которую можно было бы выводить очищаемую трубу из корпуса, что также увеличивает время монтажа-демонтажа устройства. Недостатком данного устройства является также и то, что эластичные диафрагмы очищающего элемента выполнены без радиальных разрезов, которые позволяли бы свободно отгибаться диафрагмам при прохождении через них утолщенной части трубы (штанги)-муфты, в результате чего они разрушаются и снижают надежность работы устройства.

Целью изобретения является снижение затрат времени на монтаж-демонтаж устройства для очистки штанг и повышение надежности его работы.

Достигается это тем, что верхняя часть корпуса устройства выполнена с прорезью, соединенной с центральным отверстием, а узел фиксации частей корпуса выполнен в виде шпилек и упора на одной части корпуса и фигурной прорезью под шпильки и защелкой для взаимодействия с упором на другой. Эластичные диафрагмы выполнены с радиальными разрезами со смещением разреза на 45^о на смежных диафрагмах.

Устройство несложно по конструкции и может быть изготовлено промысловыми службами, требует минимальных затрат на монтаж, демонтаж и обслуживание, значительно сокращает замазученность рабочей площадки и территории вокруг скважины, сокращает вред, наносимый окружающей среде, улучшает условия труда и технику безопасности.

На фиг.1 показан общий вид устройства, разрез; на фиг.2 эластичные диафрагмы; на фиг.3 вид в разрезе в момент очистки муфты; на фиг.4 общий вид в плане.

Устройство состоит из корпуса 1, крышки 2 и очищающего элемента, состоящего из двух эластичных диафрагм 3 и 4, разделенных друг от друга кольцом 5 и закрепленных между двумя кольцами 6 и 7 с помощью штифтов 8. Корпус 1 имеет резьбу 9 для крепления устройства на подвесной муфте насосно-компрессорных труб, отверстие 10 для прохождения штанг 11, переходящее в коническое отверстие и соединенное с полостью 12 корпуса 1.

На корпусе 1 выполнена ручка 13, закреплены шпилька 14 и упор 15 со скосом по часовой стрелке. Крышка 2 имеет центральное окно 16, соединенное с прорезью 17 для корпуса штанг 11 при установке и снятии крышки 2. В крышке 2 выполнены два фигурных паза 18, взаимодействующих со шпильками 14, и закреплена на боковой поверхности подпружиненная защелка 19 на оси 20, взаимодействующая с упором 15. Диафрагмы 3 и 4 имеют в центре отверстия 21 для прохода штанг 11 и отверстия 22 для стока в скважину жидкости, скопившейся над диафрагмами.

Для обеспечения свободного прогиба эластичных диафрагм 3 и 4 при проходе через них утолщенной части штанг-муфты 23 они имеют радиальные прорези 24, причем для обеспечения эффективности очистки штанг диафрагмы расположены так, что радиальные прорези 24 на одной из них смещены вокруг оси под углом 45^о относительно прорезей на другой. Очищенный узел помещен в корпус с возможностью радиального перемещения вместе со штангами.

Работает устройство следующим образом.

Оно устанавливается на устье скважины перед подъемом штанг 11 в следующей последовательности. После снятия устьевого тройника скважины на подвесную муфту устанавливают корпус 1 с помощью резьбы 9. При этом штанги 11 пропущены через корпус 1 и эластичные диафрагмы 3 и 4 в отверстие 21, плотно облегчающее тело штанг 11. После этого на корпус 1 устанавливают крышку 2 так, чтобы шпильки 14 корпуса 1 вошли в пазы 18 и затем крышку 2 поворачивают по часовой стрелке до упора. При этом шпильки 14 заходят в горизонтальную часть фигурных пазов 18 и фиксируют крышку от вертикального перемещения, а подпружиненная защелка 19 заскакивает за упор 15 на корпусе 1 и удерживает крышку 2 от поворота вокруг оси против часовой стрелки.

Таким образом крышка 2 крепится к корпусу 1 и устройств принимает рабочее положение.

Затем начинают подъем штанг 11, при этом эластичные диафрагмы 3 и 4, плотно облегая тело штанг 11, очищают последние от жидкости, которая стекает обратно в скважину. При проходе через диафрагмы 3 и 4 муфты 23 диафрагмы 3 и 4 прогибаются в виде лепестков благодаря наличию на них радиальных прорезей 24 и, свободно пропустив муфту 23, снова плотно облегают тело штанги 11. Жидкость, попавшая на верхнюю часть диафрагм 3 и 4 и между ними, стекает в скважину через отверстие 22.

При отвороте очередной штанги 11 штанговой элеватор сажается на крышку 2 устройства. Если скважина оборудована трубным насосом и на штангах поднимается не весь насос, а только его плунжер, имеющий сравнительно небольшой диаметр, то диафрагмы 3 и 4 свободно пропускают через себя плунжер и после извлечения из скважины штанг 11 и плунжера насоса устройство в собранном виде снимается с подвесной муфты.

Если скважина оборудована вставным насосом, который полностью поднимается из скважины на штангах, то диафрагмы 3 и 4 из-за сравнительно большого диаметра кожуха насоса не пропускают через себя насос. Поэтому в этом случае для демонтажа устройства элеватор с подвешенной к нему последней штангой с насосом приподнимают и снимают с корпуса 1 крышку 2.

Для этого подпружиненную защелку 19 отжимают и выводят из-за упора 15, поворачивают крышку 2 против часовой стрелки до отказа и снимают с корпуса 1 и штанги 11.

Штанга 11 из крышки выводится при этом через прорезь 17. Затем извлекают из скважины штангу 11 с глубинным насосом, со штанги 11 снимают очищающий элемент, снимают корпус 1 с подвесной муфты и готовят устройство для очередного использования.

Использование предлагаемого устройства устраняет разливы и потери нефти при подъеме насосных штанг из скважины, предотвращает замазучивание прискважинного оборудования, рабочей площади и территории вокруг скважины улучшает тем самым экологическую обстановку на скважинах, сокращает затраты труда и средств на уборку замазученности вокруг скважины.