Устройство для очистки отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб и разрушения глухих пробок

Использование: в области добычи нефти и газа на скважинах с высоким содержанием парафина в нефти, где используются различные методы борьбы методы борьбы с АСПО и другими видами отложений. Сущность: заявленное устройство содержит погружной электрический центробежный насос с рабочим режущим органом, на нижнем конце погружного электрического центробежного насоса, представляющим собой торцевую фрезу Фостнера или другой аналогичный режущий элемент диаметром равным проходному сечению НКТ, осевое положение центробежного насоса относительно стенок НКТ обеспечивается за счет центраторов расположенных на корпусе насоса, возвратно поступательное перемещение устройства по колонне НКТ достигается за счет тягового устройства представляющего из себя малогабаритный каротажный подъемник связанный с устройством посредством каротажного кабеля служащего так же для подачи электроэнергии к погружному электрическому центробежному насосу, для увеличения нагрузки на рабочий орган устройства служит утяжелитель который монтируется на верхней части устройства и представляющий из себя трубку заполненную свинцом, скорость вращения рабочего органа очистного устройства, а так же производительность погружного электрического центробежного насоса регулируется с помощью преобразователя частоты в диапазоне от 0 об/мин до 23000 об/мин, для предотвращения выхода из строя погружного электрического центробежного насоса при увеличении нагрузки на вал выше номинальной частотный преобразователь имеет защиту от перегруза. Настоящая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности. Из существующего уровня техники известно устройство для очистки внутренней полости труб от парафиновых и других отложений, содержащее установленные на валу с возможностью свободного вращения нижней и верхней очистных головок с противоположно направленными режущими элементами, стабилизатором и узел присоединения к тяговому органу (патент РФ 2089719) кл. Е21В 37/02, 1997 г. "Устройство для очистки внутренней полости труб от парафиновых и других отложений). Недостатком данного устройства является высокое сопротивление восходящему потоку, что затрудняет перемещение устройства вниз и низкая эффективность при разрушении твердых асфальтеносмолопарафиновых отложений в условиях ограниченной осевой нагрузки. Известен способ поддержания в рабочем состоянии проходного сечения колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) в эксплуатационной скважине и очистное устройство, с помощью которого осуществляется этот способ (патент РФ N 2041341). Известный способ включает периодическую очистку внутренней поверхности колонны НКТ от отложений осевым перемещением очистного устройства, оснащенного двумя вращающимися головками с режущими элементами и удаление отложений на поверхность восходящим потоком добываемой жидкости, при этом осевое перемещение очистного устройства осуществляют на тяговом органе под действием их силы тяжести - при спуске вниз и принудительно посредством лебедочного подъемника - при подъеме вверх, а вращение головок с режущими элементами в очистном устройстве осуществляют за счет их взаимодействия с потоком добываемой жидкости в процессе осевого перемещения устройства. Недостатком известного способа является отсутствие возможности создания максимально возможного проходного сечения колонны НКТ при наличии циркуляции через нее, поскольку известный способ позволяет поддерживать в рабочем состоянии то проходное сечение колонны НКТ, через которое возможен свободный спуск на тяговом органе под действием силы тяжести очистного устройства, и это проходное сечение нельзя назвать максимально возможным, т.к. очередную очистку внутренней поверхности колонны НКТ обычно проводят, когда вследствие уменьшения проходного сечения снижение дебита скважины стало ощутимым. Попытка же вернуть проходное сечение колонны НКТ в первоначальное состояние, как правило, приводит к неудаче, т.к. не удается провести свободный спуск очистного устройства желаемого диаметра. Наиболее близким к заявленному техническому решению является очистное устройство с приводом, включающее связанные между собой вращающуюся головку с режущими элементами, закрепленную жестко на валу, сочлененном с выходным валом электродвигателя привода, узел присоединения к тяговому органу, оснащенному электропроводящими элементами и второй электродвигатель, выходной вал которого вращается в противоположном направлении. На валах электродвигателей установлены гидронасосы, один из которых предназначен для подачи жидкости в зону работы вращающейся головки, а второй - для создания осевой силы, продвигающей устройство вниз (патент РФ N 2097532). Недостатком данного устройства является наличие двух электродвигателей и двух гидронасосов, что приводит к значительному удорожанию и усложнению устройства. Наличие в скважинной жидкости парафина и мех. примесей приведет быстрому выходу из строя гидронасосов. Кроме этого теплоотводящие каналы данного устройства так же будут забиваться мех. примесями и парафином, что приведет к недостаточному охлаждению электродвигателей и выходу их из строя. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение надежности и эффективности работы устройства для удаления любых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, а так же для ликвидации глухих пробок в НКТ. Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство содержит погружной электрический центробежный насос с рабочим режущим органом, на нижнем конце погружного электрического центробежного насоса, представляющим собой торцевую фрезу Фостнера или другой аналогичный режущий элемент диаметром равным проходному сечению НКТ, осевое положение центробежного насоса относительно стенок НКТ обеспечивается за счет центраторов расположенных на корпусе насоса, возвратно поступательное перемещение устройства по колонне НКТ достигается за счет тягового устройства представляющего из себя малогабаритный каротажный подъемник связанный с устройством посредством каротажного кабеля служащего так же для подачи электроэнергии к погружному электрическому центробежному насосу, для увеличения нагрузки на рабочий орган устройства служит утяжелитель который монтируется на верхней части устройства и представляющий из себя трубку заполненную свинцом, скорость вращения рабочего органа очистного устройства, а так же производительность погружного электрического центробежного насоса регулируется с помощью преобразователя частоты в диапазоне от 0 об/мин до 23000 об/мин, для предотвращения выхода из строя погружного электрического центробежного насоса при увеличении нагрузки на вал выше номинальной частотный преобразователь имеет защиту от перегруза. Задачей изобретения является ликвидация «глухих» отложений АСПО (парафиновых пробок) и других видов отложений, а также подготовки аварийной «головы» оборванных скребков, с целью минимизировать простои скважин, а также минимизировать затраты на ликвидацию аварии (постановка на скважину ремонтной бригады). Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено:

На фиг.1

-1- Частотный преобразователь

-2- Малогабаритный каротажный подъемник

-3- Одножильный каротажный кабель

-4- Роликовая консоль

-5- Лубрикатор

-6- Утяжеляющие штанги

-7- НКТ

-8- Погружной электрический центробежный насос

-9- Центраторы

-10- Фреза Фостнера

-11- Отложения АСПО

Устройство для очистки отложений имеет следующую конструкцию: Малогабаритный каротажный подъемник связан одножильным каротажным кабелем с погружным электрическим центробежным насосом с рабочим органом в виде торцевой фрезы Фостнера или другого аналогичного режущего элемента, диаметром равным внутреннему диаметру НКТ, закрепленной на нижнем конце погружного электрического центробежного насоса на корпус которого имеюся центраторы обеспечивающие осевое положение устройства. (фиг.1). Работает устройство следующим образом. К выходному валу погружного электрического центробежного насоса(8) прикрепляется фреза Форстнера или другой аналогичный режущий элемент(10) диаметром соответствующим внутреннему диаметру очищаемого НКТ(7). Собранное устройство через токоввод(не показан) погружного электрического центробежного насоса соединяется с каротажным кабелем(3), который намотан на барабан малогабаритного каротажного подъемника(2) и помещается в лубрикатор фонтанной арматуры(5) очищаемой скважины. В случае наличия в НКТ глухой пробки(11) внутренняя полость НКТ заполняется тех.водой или каким либо растворителем АСПО для обеспечения нормальной работы погружного центробежного насоса. После чего проводится запуск устройства в работу и его спуск для разрушения отложений на стенках НКТ и разбуривания глухой пробки. Скорость вращения рабочего органа очистного устройства, а так же производительность погружного электрического центробежного насоса регулируется с помощью преобразователя частоты(1) в диапазоне от 0 об/мин до 23000 об/мин. Для предотвращения выхода из строя погружного электрического центробежного насоса при увеличении нагрузки на вал выше номинальной частотный преобразователь имеет защиту от перегруза.

Настоящая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности. Из существующего уровня техники известно устройство для очистки внутренней полости труб от парафиновых и других отложений, содержащее установленные на валу с возможностью свободного вращения нижней и верхней очистных головок с противоположно направленными режущими элементами, стабилизатором и узел присоединения к тяговому органу (патент РФ 2089719) кл. Е21В 37/02, 1997 г. "Устройство для очистки внутренней полости труб от парафиновых и других отложений).

Недостатком данного устройства является высокое сопротивление восходящему потоку, что затрудняет перемещение устройства вниз и низкая эффективность при разрушении твердых асфальтеносмолопарафиновых отложений в условиях ограниченной осевой нагрузки.

Известен способ поддержания в рабочем состоянии проходного сечения колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) в эксплуатационной скважине и очистное устройство, с помощью которого осуществляется этот способ (патент РФ N 2041341).

Известный способ включает периодическую очистку внутренней поверхности колонны НКТ от отложений осевым перемещением очистного устройства, оснащенного двумя вращающимися головками с режущими элементами и удаление отложений на поверхность восходящим потоком добываемой жидкости, при этом осевое перемещение очистного устройства осуществляют на тяговом органе под действием их силы тяжести - при спуске вниз и принудительно посредством лебедочного подъемника - при подъеме вверх, а вращение головок с режущими элементами в очистном устройстве осуществляют за счет их взаимодействия с потоком добываемой жидкости в процессе осевого перемещения устройства.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности создания максимально возможного проходного сечения колонны НКТ при наличии циркуляции через нее, поскольку известный способ позволяет поддерживать в рабочем состоянии то проходное сечение колонны НКТ, через которое возможен свободный спуск на тяговом органе под действием силы тяжести очистного устройства, и это проходное сечение нельзя назвать максимально возможным, т.к. очередную очистку внутренней поверхности колонны НКТ обычно проводят, когда вследствие уменьшения проходного сечения снижение дебита скважины стало ощутимым. Попытка же вернуть проходное сечение колонны НКТ в первоначальное состояние, как правило, приводит к неудаче, т.к. не удается провести свободный спуск очистного устройства желаемого диаметра.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является очистное устройство с приводом, включающее связанные между собой вращающуюся головку с режущими элементами, закрепленную жестко на валу, сочлененном с выходным валом электродвигателя привода, узел присоединения к тяговому органу, оснащенному электропроводящими элементами и второй электродвигатель, выходной вал которого вращается в противоположном направлении. На валах электродвигателей установлены гидронасосы, один из которых предназначен для подачи жидкости в зону работы вращающейся головки, а второй - для создания осевой силы, продвигающей устройство вниз (патент РФ N 2097532).

Недостатком данного устройства является наличие двух электродвигателей и двух гидронасосов, что приводит к значительному удорожанию и усложнению устройства. Наличие в скважинной жидкости парафина и мех. примесей приведет быстрому выходу из строя гидронасосов. Кроме этого теплоотводящие каналы данного устройства так же будут забиваться мех. примесями и парафином, что приведет к недостаточному охлаждению электродвигателей и выходу их из строя. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение надежности и эффективности работы устройства для удаления любых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, а так же для ликвидации глухих пробок в НКТ.

Данная задача решается за счет того, что заявленное устройство содержит погружной электрический центробежный насос с рабочим режущим органом, на нижнем конце погружного электрического центробежного насоса, представляющим собой торцевую фрезу Фостнера или другой аналогичный режущий элемент диаметром равным проходному сечению НКТ, осевое положение центробежного насоса относительно стенок НКТ обеспечивается за счет центраторов расположенных на корпусе насоса, возвратно поступательное перемещение устройства по колонне НКТ достигается за счет тягового устройства представляющего из себя малогабаритный каротажный подъемник связанный с устройством посредством каротажного кабеля служащего так же для подачи электроэнергии к погружному электрическому центробежному насосу, для увеличения нагрузки на рабочий орган устройства служит утяжелитель который монтируется на верхней части устройства и представляющий из себя трубку заполненную свинцом, скорость вращения рабочего органа очистного устройства, а так же производительность погружного электрического центробежного насоса регулируется с помощью преобразователя частоты в диапазоне от 0 об/мин до 23000 об/мин, для предотвращения выхода из строя погружного электрического центробежного насоса при увеличении нагрузки на вал выше номинальной частотный преобразователь имеет защиту от перегруза.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является восстановление проходного сечения НКТ до первоначального размера, что способствует более эффективной работе скважины.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено:

На фиг.1

-1- Частотный преобразователь

-2- Малогабаритный каротажный подъемник

-3- Одножильный каротажный кабель

-4- Роликовая консоль

-5- Лубрикатор

-6- Утяжеляющие штанги

-7- НКТ

-8- Погружной электрический центробежный насос

-9- Центраторы

-10- Фреза Фостнера

-11- Отложения АСПО

Устройство для очистки отложений имеет следующую конструкцию: Малогабаритный каротажный подъемник связан одножильным каротажным кабелем с погружным электрическим центробежным насосом с рабочим органом в виде торцевой фрезы Фостнера или другого аналогичного режущего элемента, диаметром равным внутреннему диаметру НКТ, закрепленной на нижнем конце погружного электрического центробежного насоса на корпуе которого имеюся центраторы обеспечивающие осевое положение устройства.(фиг.1).

Работает устройство следующим образом. К выходному валу погружного электрического центробежного насоса(8) прикрепляется фреза Форстнера или другой аналогичный режущий элемент(10) диаметром соответствующим внутреннему диаметру очищаемого НКТ(7). Собранное устройство через токоввод(не показан) погружного электрического центробежного насоса соединяется с каротажным кабелем(3), который намотан на барабан малогабаритного каротажного подъемника(2) и помещается в лубрикатор фонтанной арматуры(5) очищаемой скважины. В случае наличия в НКТ глухой пробки(11) внутренняя полость НКТ заполняется тех.водой или каким либо растворителем АСПО для обеспечения нормальной работы погружного центробежного насоса. После чего проводится запуск устройства в работу и его спуск для разрушения отложений на стенках НКТ и разбуривания глухой пробки. Скорость вращения рабочего органа очистного устройства, а так же производительность погружного электрического центробежного насоса регулируется с помощью преобразователя частоты(1) в диапазоне от 0 об/мин до 23000 об/мин. Для предотвращения выхода из строя погружного электрического центробежного насоса при увеличении нагрузки на вал выше номинальной частотный преобразователь имеет защиту от перегруза.

1. Устройство для очистки отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб и разрушения глухих пробок, характеризующееся тем, что оно содержит погружной электрический центробежный насос с рабочим режущим органом на нижнем конце погружного электрического центробежного насоса, представляющим собой торцевую фрезу Фостнера или другой аналогичный режущий элемент диаметром, равным проходному сечению НКТ, осевое положение центробежного насоса относительно стенок НКТ обеспечивается за счет центраторов, расположенных на корпусе насоса, возвратно поступательное перемещение устройства по колонне НКТ достигается за счет тягового устройства, представляющего из себя малогабаритный каротажный подъемник, связанный с устройством посредством каротажного кабеля, служащего также для подачи электроэнергии к погружному электрическому центробежному насосу, для увеличения нагрузки на рабочий орган устройства служит утяжелитель, который монтируется на верхней части устройства и представляет из себя трубку, заполненную свинцом, скорость вращения рабочего органа очистного устройства, а также производительность погружного электрического центробежного насоса регулируются с помощью преобразователя частоты в диапазоне от 0 об/мин до 23000 об/мин, для предотвращения выхода из строя погружного электрического центробежного насоса при увеличении нагрузки на вал выше номинальной частотный преобразователь имеет защиту от перегруза.

2. Устройство для очистки отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб и разрушения глухих пробок по п.1, отличающееся тем, что в качестве привода рабочего органа используется погружной электрический центробежный насос.

3. Устройство для очистки отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб и разрушения глухих пробок по п.1, отличающееся тем, что в качестве регулятора частоты вращения погружного электрического центробежного насоса служит частотный преобразователь, который имеет защиту от перегруза.