устройство для очистки внутренней поверхности труб

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности труб, включающее полый корпус с периферийными каналами, установленный концентрично в полом корпусе с возможностью осевого перемещения шток с открытыми продольными каналами, расположенными в соответствии с периферийными каналами полого корпуса, выполненный с изгибом участка схождения каналов полого корпуса и штока, расположенные в каналах последних эластичные стержнеобразные скребки со скрепленными со штоком тыльными концами, толкатели, амортизатор и выполненный с возможностью взаимодействия со штоком компенсатор износа скребков, при этом толкатели установлены на участке схождения каналов с передней стороны скребков с возможностью взаимодействия с последними с одной стороны и амортизатором - с другой, а рабочие концы скребков на выходе из периферийных каналов полого корпуса расположены друг к другу и формируют линию, соответствующую форме периферийного канала в поперечном сечении, на участке схождения каналов штока и полого корпуса в последнем предусмотрен резьбовой разъем, на передней части резьбового разъема выполнены пазы, совпадающие с периферийными каналами полого корпуса, причем резьбовой разъем снабжен распорно-центрирующей втулкой, зафиксированной от проворота относительно передней части резьбового разъема и формирующей периферийный канал на выходе скребков, отличающееся тем, что оно состоит из не менее двух тандемно расположенных однородных устройств, соединенных между собой посредством переходника с центральным отверстием, в котором штоки с набором скребков расположены последовательно и с возможностью взаимодействия, причем площадь поперечного сечения скребка в переднем устройстве больше аналогичного сечения в последующем устройстве.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для очистки стенок скважины и внутренней поверхности труб.

Известно устройство по очистке внутренней поверхности труб по патенту РФ RU 2131968, которое включает полый корпус с периферийными каналами, установленный концентрично в полом корпусе шток с возможностью осевого перемещения. В периферийных каналах полого корпуса и каналах штока размещены эластичные стержнеобразные скребки. Устройство снабжено толкателями, амортизатором, установленными в полом корпусе, и компенсатором износа скребков, выполненным с возможностью взаимодействия со штоком. Каналы на штоке выполнены открытыми, продольными, расположены в соответствии с периферийными каналами полого корпуса и имеют выполненные с изгибом участки схождения с последними. Эластичные стержнеобразные скребки тыльными концами жестко связаны со штоком и на участке перехода штока в полый корпус установлены с изгибом, повторяющим изгиб участков схождения. Толкатели установлены с возможностью взаимодействия с эластичными стержнеобразными скребками и с амортизатором. Рабочие концы эластичных стержнеобразных скребков на выходе из периферийных каналов полого корпуса расположены друг к другу и формируют линию, соответствующую форме периферийного канала полого корпуса в поперечном сечении. На участке схождения каналов штока и полого корпуса в последнем предусмотрен резьбовой разъем, на передней части резьбового разъема выполнены пазы, совпадающие с периферийными каналами полого корпуса, причем резьбовой разъем снабжен распорно-центрирующей втулкой, зафиксированной от проворота относительно передней части резьбового разъема и формирующей периферийный канал на выходе скребков.

Известное устройство не обеспечивает требуемой производительности при одновременном обеспечении необходимого качества очистки.

Техническая задача заключается в повышении производительности при одновременном обеспечении необходимого качества очистки.

Поставленная техническая задача осуществляется благодаря тому, что устройство состоит из не менее двух тандемно расположенных однородных устройств, соединенных между собой посредством переходника с центральным отверстием, в котором штоки с набором скребков расположены последовательно и с возможностью взаимодействия, причем площадь поперечного сечения скребка в переднем устройстве больше аналогичного сечения в последующем устройстве.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства по линии А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - вынесенный разрез.

Устройство состоит из двух однородных устройств, одно из которых, заднее, показано в разрезе, второе, переднее 1 - в общем виде.

Передняя 1 и тыльная 2 части полого корпуса соединены между собой посредством резьбы 3. Внутри полого корпуса расположен шток 4 с возможностью осевого перемещения. На штоке 4 выполнены открытые продольные каналы 5, расположенные по окружности в соответствии с периферийными каналами 6 в передней части 1 полого корпуса. Участки схождения открытых продольных каналов 5 на штоке с периферийными каналами 6 выполнены с плавным изгибом в соответствии с профилем переднего торца 7 тыльной части 2 полого корпуса.

Эластичные стержнеобразные скребки 8 расположены в открытых продольных каналах 5 штока 4 и в периферийных каналах 6 полого корпуса, а на участке схождения этих каналов - в соответствии с изгибом по профилю 7. Тыльные концы 9 скребков 8 жестко связаны со штоком 4, например, механическим способом, расположив Г-образные их концы по бокам в кольцевом пространстве 10. Тыльный конец штока 4 контактирует с исполнительным органом 11 привода компенсации износа скребков 8, например, в виде штока гидро- или пневмоцилиндра (не указано), а тыльная часть 2 полого корпуса соединена с полым приводным валом 12 с отверстиями 13 для прохождения промывочно-охлаждающей жидкости, поступающей из кольцевого пространства 14. Между передней 1 и тыльной 2 частями полого корпуса установлена распорно-центрирующая втулка 15, которая служит как центрирующий элемент, удерживая в себе разрезной резьбовой конец передней части 1 полого корпуса, и как распорная деталь, определяющая дистанцию между частями 1, 2 полого корпуса на резьбовом разъеме 3. На распорно-центрирующей втулке 15 предусмотрен выступ 16, расположенный в соответствующей канавке передней части 1 полого корпуса и служащий для предотвращения их взаимного проворота. В зоне контактирования 17 со скребками 8 на их выходе из периферийных каналов 6 втулка 15 формирует частично или полностью каналы (в данном случае с тыльной стороны).

На участке изгиба скребков с их передней стороны расположены толкатели 18 с возможностью взаимодействия со скребками 8 под действием амортизатора 19, опирающегося на переходник 20.

Переходник 20 выполняет роль соединительного промежуточного элемента между описанным выше устройством и передним устройством 21.

Шток 22 переднего устройства и шток 4 последнего устройства с соответствующими наборами скребков 23, 8 сходятся в центральном отверстии переходника 20, располагаясь друг за другом с возможностью осевого перемещения. Площадь поперечного сечения скребка 23 в наборе переднего устройства 21 больше аналогичной площади последующего устройства. Это значит, что переднее устройство располагает скребками, например, большего диаметра (если речь идет о скребках круглого сечения) и очевидно, что свободный вылет такого скребка больше и это устройство рассчитывается на очистку нетронутой, цельной, еще устойчивой к разрушению поверхности трубы 24. Переднее устройство "разрыхляет" очищаемую поверхность, подготавливает ее к более тонкой очистке в последующем этапе, т. е. в данном случае посредством последующего устройства, у которого площадь поперечного сечения скребка меньше, чем аналогичное сечение скребка предыдущего устройства. Это значит, что набору скребков предыдущего устройства доступны неровности более малых размеров, что гарантирует более высокое качество очистки за один проход устройства в целом.

Таким образом, в зависимости от требований к качеству очистки, от свойств очищаемой поверхности устройство может содержать два и более тандемно расположенных устройств.

Устройство работает следующим образом.

Расположенная на рольгангах (не указаны) очищаемая труба 24 фиксируется прижимом (не показан) от проворота и осевого перемещения. Устройство вводится в очищаемую трубу 24, включаются приводы компенсации износа скребков, подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения 25 и осевой подачи 26 устройства (не показаны) в последовательности их перечисления. Таким образом, устройство входит в режим очистки, при котором скребки 8, 23 обоих устройств под действием исполнительного органа 11 в осевом направлении 26 рабочими концами постоянно прижимаются к очищаемой поверхности трубы 24, испытывая непрерывный износ по всему поперечному сечению. По мере износа скребков 8, 23 штоки 4, 22 соответственно непрерывно перемещаются по оси относительно полого корпуса с передней 1 и тыльной 2 частями под действием исполнительного органа 11 привода компенсации износа скребков, проталкивая последние через периферийные каналы 6. Каждый из толкателей 18 независимо друг от друга, находясь под воздействием усилия реакции со стороны очищаемой поверхности, передаваемого через рабочие концы скребков 8, совершает некоторое возвратно-поступательное движение благодаря амортизатору 19, как бы копируя рельеф очищаемой поверхности, в результате чего достигается плавный режим работы устройства с выполнением требований к очищенной поверхности.

В процессе очистки очищаемая поверхность промывается через проходные каналы 27 промывочно-охлаждающей жидкостью, которая вместе с продуктом очистки попадает в отстойник (не указан).

В конце процесса очистки до выхода устройства из очищаемой трубы 24 отключается привод компенсации износа скребков во избежание их роспуска, а потом - приводы подачи промывочно-охлаждающей жидкости, вращения и осевой прямой подачи устройства. Устройство извлекается из очищаемой трубы в ускоренном режиме, очищенная труба освобождается от прижима (не указан), удерживающего ее в процессе очистки, и по рольгангам отводится на следующий участок технологической линии (не указаны).

Устройство находится в работе до полного использования полезной рабочей длины скребков, после чего последние заменяются на новые.

Устройство обеспечивает высокопроизводительную очистку труб за один проход с выполнением требований к очищенной поверхности.