Устройство для очистки труб в нефтегазодобывающих скважинах от асфальтосмолопарафиновых отложений

(51)7 21 37/02, 08 9/02 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРУБ В НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩИХ СКВАЖИНАХ ОТ АСФАЛЬТОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к области нефтегазодобычи и предназначено для удаления отложений асфальтенов, смол, парафинов в трубных колоннах добывающих скважин. Технический результат заключается в сокращении времени на очистку, повышении ее производительности и повышении надежности устройства. Это достигается тем, что устройство содержит,по крайней мере, одну секцию. Секция выполнена в виде установленных на валу с возможностью свободного вращения, по меньшей мере, верхней и нижней очистных головок. На наружной поверхности головок расположены под углом к продольной оси вала противоположно направленные рабочие зубья. Между головками установлена распорная втулка. Зубья образованы винтовыми канавками углового профиля с радиусом при вершине угла,равном 0,5-10 мм. Угол расположения противоположно направленных зубьев по отношению к продольной оси вала находится в пределах 0-45. Узел присоединения к тяговому органу - проволоке выполнен с возможностью соединения с валом непосредственно или через груз. 12222 Изобретение относится к области нефтегазодобычи и предназначено для удаления отложений асфальтенов, смол, парафинов в трубных колоннах добывающих скважин. В процессе нефтегазодобычи на стенках трубных колонн скважин, по которым движется продукция добывающих скважин, отлагается слой отложений,сужается проходное сечение, вплоть до полного перекрытия, что приводит к существенному снижению объема добываемой продукции. Известно устройство для очистки труб в нефтегазодобывающих скважинах от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающее, по крайней мере,одну секцию в виде установленных с возможностью свободного вращения на валу, по меньшей мере,верхней и нижней очистных головок с противоположно направленными рабочими зубьями на наружной поверхности, расположенными под угломк продольной оси вала, и установленной между очистными головками распорной втулки, и узел присоединения к тяговому органу, выполненный с возможностью соединения с валом непосредственно или через груз (патент РФ 2089719, кл. Е 21 В 37/02, 1997). Недостатком известной конструкции является низкая производительность, т. е. большие затраты времени на проведение операции по очистке труб,поскольку конфигурация рабочих зубьев создает большие сопротивления встречному потоку продукции скважины, замедляя тем самым спуск устройства в скважину. Изобретение направлено на получение технического результата, которым является повышение производительности, т. е. сокращение затрат времени на проведение операции по очистке труб за счет выполнения оптимальной конфигурации рабочих зубьев очистных головок. Технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки труб в нефтегазодобывающих скважинах от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающем по крайней мере одну секцию в виде установленных с возможностью свободного вращения на валу, по меньшей мере, верхней и нижней очистных головок с противоположно направленными рабочими зубьями на наружной поверхности, расположенными под углом а к продольной оси вала, и установленной между очистными головками распорной втулки, тяговый орган и узел присоединения вала к тяговому органу, выполненный с возможностью соединения с валом непосредственно или через груз, согласно изобретению, противоположно направленные рабочие зубья очистных головок образованы винтовыми канавками углового профиля с радиусомпри вершине угла, равным 0,5-10 мм, а уголрасположения противоположно направленных рабочих зубьев по отношению к продольной оси вала находится в пределах 0-45. Способствует достижению технического результата то, что- число рабочих зубьев очистных головок составляет от двух до десяти- торцы рабочих зубьев в верхней и нижней частях очистных головок имеют угол приострения, образующий лезвие- уголрасположения рабочих зубьев нижней и верхней очистных головок по отношению к продольной оси вала находится преимущественно в пределах 10-30 градусов- очистные головки в верхней и нижней частях имеют уголатаки, величина которого находится в пределах 0-45 градусов- распорная втулка установлена на валу и зафиксирована на нем от осевого смещения. В частных случаях выполнения устройства- нижняя очистная головка может иметь цилиндрический и конический участки- наружный диаметр н.о.г. нижней очистной головки или ее цилиндрического участка может быть меньше наружного диаметра вг. верхней очистной головки- длинараспорной втулки находится в пределах(0,5-20)Нв.о.г,где- длина распорной втулки, мм Нв.о.г. - высота верхней очистной головки, мм- наружный диаметр Вр.вт. распорной втулки удовлетворяет зависимости.втг.-2,где .вт. - наружный диаметр распорной втулки, мм о.г. - наружный диаметр нижней очистной головки или ее цилиндрического участка (в случае использования головки с цилиндрическим и коническим участками), мм- высота рабочих зубьев нижней очистной головки, мм- высота любой очистной головки или цилиндрического участка нижней очистной головки находится в пределах 5-300 мм. В случае использования нижней очистной головки с цилиндрическим и коническим участками уголу нее может находиться преимущественно в пределах 0-10 градусов, а аналогичный уголу верхней очистной головки преимущественно 10-20 градусов или 20-30 градусов в зависимости от условий,которые имеют место в конкретной скважине. Возможен вариант использования устройства,когда независимо от того имеет нижняя очистная головка цилиндрический и конический участки или нет, уголу нижней очистной головки находится преимущественно в пределах 10-20 градусов, а верхней 20-30 градусов соответственно. Для повышения надежности устройства в работе узел присоединения к тяговому органу - проволоке может быть выполнен в виде установленного в корпусе на оси ролика, охваченного двумя витками упомянутой проволоки, свободный конец которой обвит в несколько витков вокруг нее над роликом,при этом на наружной поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка для взаимодействия с ловильным инструментом. С этой же целью соединение узла присоединения к тяговому органу с валом непосредственно или через груз выполнено с возможностью взаимного ог 12222 раниченного осевого перемещения и ограниченного изменения угла между их продольными осями. Изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг. 1 показан общий вид односекционного устройства с верхней и нижней очистными головками на фиг. 2 показана нижняя часть дополнительной секции на фиг. 3 показано сечение А-А на фиг. 2 на фиг. 4 показан вариант использования устройства с нижней очистной головкой, имеющей цилиндрический и конический участки. Устройство содержит, по крайней мере, одну секцию в виде установленных с возможностью свободного вращения на валу 1 по меньшей мере верхней и нижней очистных головок 2, 3. На наружной поверхности очистных головок 2, 3 имеются противоположно направленные рабочие зубья 4. Эти зубья 4 расположены под угломк продольной оси вала 1 и образованы винтовыми канавками углового профиля с радиусомпри вершине угла, равным 0,5-10 мм. Уголво всех случаях находится в пределах 0-45 градусов. Между очистными головками 2, 3 установлена распорная втулка 5 и зафиксирована на нем от осевого смещения при помощи одного или двух резьбовых штифтов 6. Узел присоединения к тяговому органу - проволоке 7 выполнен с возможностью соединения с валом 1 непосредственно или через груз 8. Вал 1 в нижней части имеет обтекатель 9. Свободное вращение головок 2,3 обеспечивается за счет гарантированного зазора между ними и валом 1, а также подшипников 10. Узел присоединения к тяговому органу - проволоке 7 выполнен в виде установленного в корпусе 11 на оси 12 ролика 13, охваченного двумя витками упомянутой проволоки 7. Свободный конец проволоки 7 обвит в несколько витков вокруг нее над роликом 13. На наружной поверхности корпуса 11 выполнена кольцевая канавка 14 для взаимодействия с ловильным инструментом (не показан), например, в случае отсоединения или обрыва проволоки 7. Корпус 11 может быть соединен непосредственно с валом 1 или через груз 8, последний может быть связан со стабилизатором 15 соединением, обеспечивающим их взаимное ограниченное осевое перемещение и ограниченное изменение угла между их продольными осями. Это соединение может быть выполнено в виде шарового шарнира 16, помещенного в продольную полость 17 гайки 18, навинченной на стабилизатор 15. В верхней части гайки 18 имеется конусная расточка, благодаря которой обеспечивается изменение угла между продольными осями секциями и груза 8 или секции и корпуса 11. Такое соединение обеспечивает при необходимости встраивание дополнительной секции. Очистные головки 2, 3 в верхней и нижней частях имеют уголатаки, величина которого находится в пределах 0-45 градусов. Торцы рабочих зубьев 4 в верхней и нижней частях очистных головок 2, 3 имеют угол приострения, образующий лезвие 19. Число рабочих зубьев 4 очистной головки 2, (3) может быть от двух до десяти. Все резьбовые соединения устройства фиксируются от самопроизвольного развинчивания, например,резьбовыми штифтами 20. Устройство работает следующим образом. В зависимости от конкретных условий (диаметр труб, вид преимущественных отложений, характер отложений, протяженность отложений, толщина их слоя и т. д.) подбирают диаметры очистных головок 2, 3, их количество. Компонуют устройство, например, для первого спуска с меньшими диаметрами очистных головок 2, 3 и меньшими значениями углов , при этом нижняя очистная головка 3 может иметь уголнаклона зубьев 4, близкий к 0 градусов. В этом случае очистная головка 3 может практически не вращаться при перемещении устройства,но она будет разрезать отложения, подготавливая их тем самым к более легкому срезанию выше расположенной очистной головкой 2. Устройство вводят в лубрикатор и дальше в очищаемые трубы. Восходящий поток скважинной продукции воздействует на тыльные поверхности рабочих зубьев 4 очистных головок 2, 3 и заставляет их вращаться в противоположные стороны. Происходит срезание отложений. Восходящий поток скважинной продукции выносит срезанные отложения на поверхность. Благодаря оптимальной конфигурации рабочих зубьев 4 очистных головок 2, 3, многовариантности их конструктивного выполнения и возможности компоновки устройства для тех или иных условий проведения операции по очистке труб существенно повышается надежность устройства в работе, сокращаются затраты времени, повышается производительность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для очистки труб в нефтегазодобывающих скважинах от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающее, по крайней мере, одну секцию в виде установленных с возможностью свободного вращения на валу, по меньшей мере,верхней и нижней очистных головок с противоположно направленными рабочими зубьями на наружной поверхности, расположенными под угломк продольной оси вала, и установленной между очистными головками распорной втулки, тяговый орган и узел присоединения вала к тяговому органу, выполненный с возможностью соединения с валом непосредственно или через груз, отличающееся тем, что противоположно направленные рабочие зубья очистных головок образованы винтовыми канавками углового профиля с радиусомпри вершине угла, равным 0,5-10 мм, а уголрасположения противоположно направленных зубьев по отношению к продольной оси вала находится в пределах 045. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тяговый орган выполнен в виде проволоки, узел присоединения к тяговому органу выполнен в виде установленного в корпусе на оси ролика, охваченного двумя витками упомянутой проволоки, свободный конец которой обвит в несколько витков вокруг нее над роликом, при этом на наружной поверхности корпуса выполнена кольцевая канавка для взаимодействия с ловильным инструментом. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем,что узел присоединения вала к тяговому органу со 3 12222 единен с валом с возможностью взаимного ограниченного осевого перемещения и ограниченного изменения угла между продольными осями узла присоединения и вала. 4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что число рабочих зубьев очистных головок составляет от двух до десяти. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что торцы рабочих зубьев в верхней и нижней частях очистных головок имеют угол приострения, образующий лезвие. 6. Устройство по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что уголрасположения рабочих зубьев нижней и верхней очистных головок по отношению к продольной оси вала находится, преимущественно, в пределах 10-30 градусов. 7. Устройство по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что уголрасположения рабочих зубьев нижней очистной головки по отношению к продольной оси вала находится, преимущественно, в пределах 0-10 градусов, а верхней - 10-20 градусов соответственно. 8. Устройство по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что уголрасположения рабочих зубьев нижней очистной головки по отношению к продольной оси вала находится, преимущественно, в пределах 0-10 градусов, а верхней - 20-30 градусов соответственно. 9. Устройство по одному из пп. 1-5, отличающееся тем, что уголрасположения рабочих зубьев нижней очистной головки по отношению к продольной оси вала находится, преимущественно, в пределах 10-20 градусов, а верхней - 20-30 градусов соответственно. 10. Устройство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что очистные головки в верхней и нижней частях имеют уголатаки, величина которого находится в пределах 0-45 градусов. 11. Устройство по одному из пп. 1-10, отличающееся тем, что нижняя очистная головка имеет цилиндрический и конический участки. 12. Устройство по одному из пп. 1-11, отличающееся тем, что наружный диаметр нижней очистной головки или ее цилиндрического участка н.о.г. меньше наружного диаметра верхней очистной головки в.о.г. 13. Устройство по любому из пп. 1-12, отличающееся тем, что высота любой очистной головки или цилиндрического участка нижней очистной головки находится в пределах 5-300 мм. 14. Устройство по одному из пп. 1-13, отличающееся тем, что распорная втулка установлена на валу и зафиксирована на нем от осевого смещения. 15. Устройство по одному из пп. 1-14, отличающееся тем, что длинараспорной втулки находится в пределах(0,5-20)Нв.о.г,где- длина распорной втулки, мм Нв.о.г - высота верхней очистной головки, мм. 16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что наружный диаметр распорной втулки.вт.нг.-2,где н.о.г. - наружный диаметр нижней очистной головки или ее цилиндрического участка, мм- высота рабочих зубьев нижней очистной головки, мм.