Механизм депарафинизации скважин мдс-10

Область использования: полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. Сущность полезной модели: механизм депарафинизации скважин содержит электродвигатель-редуктор 1₁, 1₂ , соответственно, барабан 2 для намотки скребковой проволоки 3, закрепленный на выходном валу 4 редуктора 1₂, вертикальную стойку 5 с узлом крепления 6 к трубе лубрикатора. На вертикальной стойке 5 закреплено устройство контроля 8 натяжения скребковой проволоки 3, выполненное съемным и, на приваренной к стойке 5 площадке 7, под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20° жестко закреплен электродвигатель-редуктор 1. Дополнительно введены лубрикатор 9, выполненный обогреваемым, сальниковое устройство 10, скребковое устройство 11 с узлом 12 присоединения к тяговому органу, устройство управления 13, индуктивный датчик 14 вращения барабана 2, первый 15 и второй 16 индуктивные датчики контроля натяжения проволоки 3. Индуктивные датчики 14, 15, 16 и электродвигатель 1₁ выполнены с возможностью подключения к устройству управления 13. Выходной вал 4 редуктора 1₂ выполнен длиной, обеспечивающей возможность закрепления на нем барабана 2 с расстоянием между его щеками 17, 18, при котором емкость барабана 2 для проволоки 3 диаметром от 2,2 до 1,8 мм составляет от 800 до 2000 метров. Свободный конец проволоки 3 закреплен на отвальцованной части щеки 17 (18) барабана 2. Обогреватель 20 лубрикатора: 9 представляет собой нагревательный кабель. Датчики 15, 16 размещены в устройстве 8. Катушка 22 датчика 14 закреплена на боковой поверхности корпуса редуктора 1₂, обращенной в сторону внутренней щеки 17 барабана 2, а фиксатор оборотов 23 барабана 2 выполнен в виде металлической пластины и закреплен на наружной поверхности внутренней щеки 17 барабана 2 напротив катушки индуктивности 22. Сальниковое устройство 10 содержит емкость 24 для смазки скребковой проволоки 3 и сальник 25, снабженный вентилем для сброса давления 32. Устройство управления 13 содержит электронную вычислительную машину 38 (ЭВМ), АЦП с первого 39 по третий 41, преобразователь «код-напряжение» 42. Для разводки проводов на стойке 5 закреплена монтажная коробка 47. Достигаемый технический результат: расширение функциональных возможностей, сокращение сроков монтажа и запуска, повышение надежности работы, за счет возможности единовременной поставки на место монтажа полного комплекта оборудования, повышение удобства обслуживания, за счет возможности управления удаленными скважинами посредством ЭВМ, возможности полной автоматизации процесса чистки НКТ, возможности регулировки скорости движения скребка в насосно-компрессорной трубе, возможности увеличения глубины чистки скважин до 2000 м, возможности снижения энергозатрат на периодический обогрев лубрикатора в зимнее время. 1 н.п. ф-лы; 4 з.п. ф-лы; 9 илл.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб.

Известны комплектно поставляемые на скважину механизмы депарафинизации, представляющие собой лебедки для спуска или подъема скребковой проволоки. Так лебедка для депарафинизации НКТ по патенту РФ 16517, E21B 19/02, публ. 2001 г.) содержит стойку с кронштейном Г-образной формы, устанавливаемый на кронштейне привод, барабан для скребковой проволоки, закрепляемый на валу привода, узел крепления стойки к трубе лубрикатора.

Наиболее близким к предлагаемому является механизм для депарафинизации насосно-компрессорных труб нефтяных скважин, также представляющий собой лебедку (РФ, полезная модель патент 75422, E21B 19/02, 10.08.2008). Известный механизм депарафинизации скважин содержит электродвигатель-редуктор, барабан для намотки скребковой проволоки, закрепляемый на выходном валу электродвигателя-редуктора, вертикальную стойку с узлом крепления к трубе лубрикатора и площадкой на верхнем конце, на которой под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20° жестко закреплен электродвигатель-редуктор; устройство контроля натяжения скребковой проволоки, жестко и неразъемно закрепленное на вертикальной стойке.

При выполнении работ по удалению асфальтосмолопарафиновых отложений с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб сборка механизма депарафинизации осуществляется непосредственно на месте выполнения работ, которое, зачастую, находится в труднодоступных местах и в условиях бездорожья. В этом случае очень большое значение имеет полнота компоновки поставляемого механизма, так как получение всего комплекта механизма одномоментно и от одного изготовителя позволяет, прежде всего, избежать несоответствий установочных сборочных размеров, что повышает его надежность, а так же укорачивает время монтажа механизма и запуска на время, требуемое как для получения недостающих узлов, так и на устранение возникших несоответствий из-за конструктивных нестыковок.

Недостаток известных механизмов для депарафинизации скважин заключается, в первую очередь, в неполной компоновке, а именно в отсутствии, прежде всего, лубрикатора, сальникового устройства и скребкового устройства, что сужает их функциональные возможности, а также, как было показано выше, увеличивает сроки монтажа и запуска механизма и снижает надежность устройства вцелом.

Кроме того, в наиболее близком к предлагаемому механизме депарафинизации скважин устройство контроля натяжения проволоки закреплено на вертикальной стойке лебедки неразъемно. В результате в случае выхода из строя устройства контроля натяжения проволоки восстановление его работоспособности возможно только непосредственно на месте эксплуатации, что трудоемко, усложняет использование известного устройства и снижает качество выполненных работ, а следовательно, в целом, снижает надежность всего устройства.

Предлагаемая полезная модель решает задачу создания механизма депарафинизации скважин, осуществление которого позволяет достичь технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей, в сокращении сроков монтажа и запуска, в повышении надежности работы, за счет возможности единовременной поставки на место монтажа полного комплекта оборудования, в повышении удобства обслуживания, за счет возможности управления удаленными скважинами посредством ЭВМ, возможности полной автоматизации процесса чистки НКТ, возможности регулировки скорости движения скребка в насосно-компрессорной трубе, возможности увеличения глубины чистки скважин до 2000 м, возможности снижения энергозатрат на периодический обогрев лубрикатора в зимнее время.

Сущность заявленной полезной модели состоит в том, что в механизме депарафинизации скважин, содержащем электродвигатель-редуктор, барабан для намотки скребковой проволоки, закрепленный на выходном валу редуктора, вертикальную стойку с узлом крепления к трубе лубрикатора, на верхнем конце которой на площадке под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20° жестко закреплен электродвигатель-редуктор, кроме того на вертикальной стойке закреплено устройство контроля натяжения скребковой проволоки, новым является то, что дополнительно введены лубрикатор, выполненный обогреваемым, сальниковое устройство, скребковое устройство с узлом присоединения к тяговому органу, устройство управления, индуктивный датчик вращения барабана, первый и второй индуктивные датчики контроля натяжения проволоки, при этом все индуктивные датчики и электродвигатель-редуктор выполнены с возможностью подключения к устройству управления, кроме того, барабан имеет расстояние между щеками, при котором, емкость барабана для проволоки диаметром от 2,2 до 1,8 мм составляет от 800 до 2000 метров, а выходной вал редуктора выполнен длиной, обеспечивающей возможность закрепления на нем барабана с расстоянием между его щеками, обеспечивающим данную емкость барабана, кроме того, в щеке барабана на отвальцованной части высверлено отверстие, диаметром несколько превышающим диаметр намотанной на барабан проволоки, в которое вставлен и отогнут наружу свободный конец проволоки, при этом обогреватель лубрикатора представляет собой нагревательный кабель, охватывающий трубу лубрикатора по спирали и снабженный средствами подключения к источнику электропитания, при этом первый и второй индуктивные датчики контроля натяжения проволоки размещены в устройстве контроля натяжения скребковой проволоки, выполненного съемным и содержащем рычаг, свободный конец которого взаимодействует со скребковой проволокой, причем в положении «норма» рычаг находится между датчиками, а в аварийных ситуациях занимает крайние положения с возможностью взаимодействия с соответствующим индуктивным датчиком, при этом индуктивный датчик вращения барабана содержит катушку индуктивности, которая закреплена на боковой поверхности корпуса редуктора, обращенной в сторону внутренней щеки барабана, и фиксатор оборотов барабана, выполненный в виде металлической пластины, закрепленной на наружной поверхности внутренней щеки барабана напротив катушки индуктивности, при этом сальниковое устройство содержит емкость для смазки скребковой проволоки и сальник, который содержит пробку лубрикатора, накручивающуюся на его верхнюю часть, и уплотнитель скребковой проволоки (далее - уплотнитель), помещенный в корпус, состоящий из присоединительной части и камеры для уплотнителя, корпус уплотнителя присоединительной частью жестко и неразъемно закреплен в пробке лубрикатора по общей осевой линии таким образом, что камера уплотнителя размещена в трубе лубрикатора, при этом между наружными стенками камеры уплотнителя и внутренними стенками трубы лубрикатора имеется общее свободное пространство, сообщенное с внешней средой в верхней безрезьбовой части стенки пробки лубрикатора через вентиль для сброса давления в лубрикаторе, кроме того, для соединения емкости для смазки с сальником введен штуцер нажимной, верхний конец которого предназначен для герметичного соединения с емкостью со смазкой, а нижний - для соединения с сальником путем вкручивания в присоединительную часть корпуса уплотнителя с последующим контрением. Кроме того: емкость для смазки снабжена фиксируемой крышкой, на которой снаружи в месте прохода скребковой проволоки закреплен направляющий элемент таким образом, что скребковая проволока при размотке и намотке на барабан проходит через него строго по продольной оси уплотнителя сальника, при этом под направляющим элементом по общей осевой линии установлено маслосъемное кольцо; направляющий элемент, закрепленный снаружи на емкости со смазкой в месте выхода скребковой проволоки, выполнен или в виде двух роликов, установленных параллельно друг другу боковыми поверхностями, или в виде направляющего кольца; свободное пространство в пробке лубрикатора сообщено с вентилем для сброса давления посредством сопла, врезанного сбоку в верхнюю безрезьбовую часть стенки пробки лубрикатора; устройство управления содержит электронную вычислительную машину (ЭВМ), амплитудно-цифровые преобразователи (АЦП) с первого по третий, преобразователь код-напряжение, при этом входы АЦП являются соответственно первым, вторым и третьим информационными входами устройства управления, а выходы АЦП соединены с соответствующими информационными входами ЭВМ, при этом вход преобразователя «код-напряжение» соединен с управляющим выходом ЭВМ, а выход преобразователя «код-напряжение» является управляющим выходом устройства управления.

Заявленный технический результат достигается следующим образом. Существенные признаки формулы полезной модели: «Механизм депарафинизации скважин, содержащий электродвигатель-редуктор, барабан для намотки скребковой проволоки, закрепленный на выходном валу редуктора, вертикальную стойку с узлом крепления к трубе лубрикатора, на верхнем конце которой на площадке под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20° жестко закреплен электродвигатель-редуктор, кроме того на вертикальной стойке закреплено устройство контроля натяжения скребковой проволоки, » являются неотъемлемой частью заявленного способа и, в совокупности с оставшимися существенными признаками, обеспечивают осуществление заявленного изобретения, а, следовательно, обеспечивают достижение заявленного технического результата.

Ведение в компоновку заявленного механизма депарафинизации скважин дополнительно, а также конструктивное исполнение:

устройства управления,

обогреваемого лубрикатора, обогреватель которого представляет собой нагревательный кабель, охватывающий трубу лубрикатора по спирали,

введение сальникового устройства,

скребкового устройство с узлом присоединения скребковой проволоки, устройства управления,

индуктивного датчика вращения барабана,

первого и второго индуктивных датчиков контроля натяжения проволоки,

выполнение емкости для смазки сборно-разборной (емкость для смазки снабжена фиксируемой крышкой, на которой снаружи в месте прохода скребковой проволоки закреплен направляющий элемент, под направляющим элементом по общей осевой линии установлено маслосъемное кольцо);

выполнение сальника в виде самостоятельного узла;

поставка барабана в комплекте с намотанной на него скребковой проволокой;

выполнение устройства контроля натяжения проволоки съемным;

разборная конструкция крепления электродвигателя-редуктора и барабана с проволокой на выходном валу редуктора (механизм содержит электродвигатель-редуктор, вертикальную стойку с узлом крепления к трубе лубрикатора, на верхнем конце которой на площадке под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20° жестко закреплен электродвигатель-редуктор, на выходном валу которого закреплен барабан, кроме того на вертикальной стойке закреплено устройство контроля натяжения скребковой проволоки) -

все это в совокупности позволяет компоновать полный комплект оборудования для монтажа «под ключ» заявленного механизма депарафинизации, что обеспечивает возможность единовременной поставки всех узлов механизма депарафинизации скважин на место монтажа и сокращает срок монтажа и запуска механизма депарафинизации в эксплуатацию.

Кроме того, выполнение механизма депарафиринизации скважин в заявленной комплектации расширяет его функциональные возможности.

При этом возможность сборки на месте эксплуатации всех узлов компоновки в единую работоспособную конструкцию обеспечивается благодаря тому, что каждый узел, входящий в компоновку, снабжен средствами присоединения, а именно:

все индуктивные датчики и электродвигатель-редуктор выполнены с возможностью подключения к информационным входам устройства управления;

для соединения емкости для смазки с сальником предусмотрен штуцер нажимной, верхний конец которого предназначен для герметичного соединения с емкостью со смазкой, а нижний - для соединения с сальником путем вкручивания в присоединительную часть корпуса уплотнителя с последующим контрением;

соединение сальника с трубой лубрикатора обеспечивается резьбовым соединением посредством пробки лубрикатора, благодаря размещению сальника в пробке лубрикатора;

обогреватель лубрикатора представляет собой нагревательный кабель, охватывающий трубу лубрикатора по спирали и снабженный средствами подключения к источнику электропитания;

скребковое устройство снабжено узлом присоединения к тяговому органу.

Кроме того, наличие в введенных узлах механизма индивидуальных средств присоединения позволяет выполнить их замену, что улучшает удобства обслуживания.

В заявленном механизме депарафинизации скважин барабан имеет расстояние между щеками, при котором, емкость барабана для проволоки диаметром от 2,2 до 1,8 мм составляет от 800 до 2000 метров, а выходной вал редуктора выполнен длиной, обеспечивающей возможность закрепления на нем барабана с расстоянием между его щеками, обеспечивающим данную емкость барабана. Это расширяет функциональные возможности заявленного механизма, так как позволяет увеличить глубину чистки НКТ до 2000 м, что в настоящее время актуально и позволяет выполнить чистку НКТ для глубоких скважин на всю глубину скважины.

Благодаря тому, что в щеке барабана на отвальцованной части высверлено отверстие, диаметром несколько превышающим диаметр намотанной на барабан проволоки, в которое вставлен и отогнут наружу свободный конец проволоки, обеспечивается возможность фиксации свободного конца скребковой проволоки, что обеспечивает возможность транспортировки барабана с намотанной на него проволокой, что исключает операцию намотки проволоки на барабан на месте монтажа механизма депарафинизации скважин, упрощает монтаж и сокращает сроки монтажа, а также повышает удобство обслуживания.

Удобство обслуживания и надежность повышаются и благодаря использованию в заявленном механизме депарафинизации скважин обогреваемого лубрикатора, у которого обогреватель представляет собой нагревательный кабель, охватывающий трубу лубрикатора по спирали и снабженный средствами подключения к источнику электропитания. Это позволяет решить проблему обогрева лубрикатора в зимнее время года, когда жидкость в лубрикаторе замерзает, осложняя работу всего механизма и препятствуя входу и выходу скребка в лубрикатор. При этом выполнение обогревателя из нагревательного кабеля упрощает как саму конструкцию обогревателя, так и использование обогревателя. Расположение нагревательного кабеля на трубе лубрикатора по спирали обеспечивает равномерный обогрев лубрикатора.

Нагревательный кабель представляет собой изолированные металлические жилы с постоянным сопротивлением (резистивный кабель). Кабельный обогрев выпускается секциями фиксированной длины. Нагревается кабель одинаково хорошо по всей длине секции. Для исключения вероятности нарушения теплоотдачи в секции и перегрева кабеля, его подключают к электропитанию через терморегуляторы.

Шаг укладки различается в зависимости от вида обогрева. Одно из применений нагревательного кабеля - это обогрев трубопроводов и оборудования ().

Выполнение устройства контроля натяжения скребковой проволоки съемным повышает надежность и удобство обслуживания, так как упрощает его ремонт, позволяя выполнить его в закрытом помещении, что особенно актуально в холодное время года, или на заводе поставщика, или просто выполнить его оперативную замену на исправный.

Размещение первого и второго индуктивных датчиков контроля натяжения проволоки в устройстве контроля натяжения скребковой проволоки и выполнение их с возможностью подключения к устройству управления, обеспечивает возможность контроля натяжения проволоки устройством управления. При этом выполнение двигателя-редуктора с возможностью подключения к устройству управления обеспечивает возможность управления устройством управления выходным валом редуктора для устранения аварийной ситуации. Наличие в устройстве контроля рычага, свободный конец которого взаимодействует со скребковой проволокой, опираясь на нее, обеспечивает возможность контроля натяжения проволоки по отклонению рычага от положения «норма», так как изменение натяжения проволоки приводит к изменению пространственного положения рычага. При этом при отсутствии натяжения (большое количество парафина замедляет движение скребка) рычаг падает вниз, а при закусывании проволоки среди витков барабана рычаг откидывается в противоположную сторону. При этом датчики срабатывают благодаря тому, что в аварийных ситуациях рычаг занимает крайние положения с возможностью взаимодействия с соответствующим индуктивным датчиком. В положении «норма» рычаг находится между датчиками, что не приводит к их несанкционированному срабатывании. В результате расширяются функциональные возможности механизма, повышается его надежность и удобство обслуживания.

Введение индуктивного датчика вращения барабана, выполненного с возможностью подключения к информационным входам устройства управления и состоящего из катушки индуктивности и фиксатора оборотов барабана, обеспечивается возможность контроля и вычисления посредством ЭВМ, ориентировочно, глубины, на которой находится скребковое устройство, а также скорости его спуска и подъема. Например, глубина соответствует количеству оборотов барабана, а скорость движения скребкового устройства соответствует частоте вращения барабана в единицу времени, что также функциональные возможности механизма, повышается его надежность и удобство обслуживания. При этом возможность контроля положения и скорости движения скребкового устройства обеспечивается благодаря заявленной установке индуктивного датчика вращения барабана, а именно: катушка индуктивности закреплена на боковой поверхности корпуса электродвигателя-редуктора, обращенной в сторону внутренней щеки барабана, а фиксатор оборотов барабана, выполненный в виде металлической пластины, закреплен на наружной поверхности внутренней щеки барабана напротив катушки индуктивности. В результате, при вращении барабана фиксатор глубины оборотов проходит мимо датчика вращения барабана, датчик передает информацию на устройство управления (ЭВМ), которое по программе вычисляет, ориентировочно, расстояние скребка от лубрикатора в метрах и скорость движения скребка.

Все индуктивные датчики механизма могут быть установлены как на заводе, так и непосредственно на месте монтажа механизма депарафинизации, что повышает условия обслуживания и обеспечивает возможность сборки механизма на месте эксплуатации, сокращая сроки монтажа.

В заявленном механизме депарафинизации скважин сальниковое устройство состоит из двух самостоятельных узлов: емкости для смазки скребковой проволоки и сальника, снабженные средством соединения друг с другом (нажимной штуцер, верхний конец которого предназначен для герметичного соединения с емкостью со смазкой, а нижний - для соединения с сальником путем вкручивания в присоединительную часть корпуса уплотнителя с последующим контрением). Кроме того, сальник имеет возможность соединения с лубрикатором, поскольку уплотнитель сальника помещен в корпус, который присоединительной частью жестко и неразъемно закреплен в пробке лубрикатора по общей осевой линии, что также позволяет выделить сальник в самостоятельный узел. Выполнение емкости для смазки и сальникового устройства в виде самостоятельных узлов обеспечивает возможность их транспортировки к месту монтажа механизма дапарафинизации без присоединения к лубрикатору, что обеспечивает возможность монтажа скребкового устройства.

В заявленном механизме депарафинизации, благодаря тому, что корпус уплотнителя присоединительной частью жестко и неразъемно закреплен в пробке лубрикатора по общей осевой линии, камера уплотнителя размещена в трубе лубрикатора размещена таким образом, что между наружными стенками камеры уплотнителя и внутренними стенками трубы лубрикатора имеется общее свободное пространство. При этом посредством сопла, врезанного сбоку в верхнюю безрезьбовую часть стенки пробки лубрикатора, свободное пространство в пробке лубрикатора сообщено с внешней средой через вентиль для сброса давления. Это позволяет после подъема скребкового устройства в лубрикатор и закрытия задвижки сбросить давление внутри лубрикатора, выпустив из лубрикатора попавшие в него газовые и жидкие продукты выноса из НКТ, что повышает удобство обслуживания.

Выполнение крышки емкости для смазки фиксируемой обеспечивает герметичность и предотвращает выплеск наружу смазки. Закрепление снаружи крышки в месте прохода скребковой проволоки направляющего элемента для скребковой проволоки компенсирует отклонение проволоки от оси уплотнителя таким образом, что скребковая проволока при размотке и намотке на барабан проходит через него строго по продольной оси уплотнителя сальника, что увеличивает срок службы уплотнителя сальника и, кроме того, обеспечивает продвижение скребкового устройства практически без отклонений относительно центра скважины, что положительно сказывается на качестве очистки. При этом направляющий элемент может быть выполнен как в виде двух роликов, установленных параллельно друг другу боковыми поверхностями, так и в виде направляющего кольца. Маслосъемное кольцо, установленное под направляющим элементом по общей осевой линии, снимает излишки масла с проволоки. В совокупности все это повышает надежность работы механизма и удобство обслуживания.

Основой устройства управления является электронная вычислительная машина (ЭВМ). Поскольку все индуктивные датчики и электродвигатель-редуктор выполнены с возможностью подключения к устройству управления, это обеспечивает возможность программного управления работой механизма депарафинизации, а, следовательно, позволяет полностью автоматизировать весь процесс депарафинизации.

Использование в устройстве управления амплитудно-частотных преобразователей (АЦП) позволяет преобразовать электрический сигнал, полученный от индуктивного датчика в цифровой код, что обеспечивает работоспособность ЭВМ. Преобразователь «код-напряжение» преобразует цифровой код в электрический сигнал, управляющий величиной напряжения питания электродвигателя, поскольку электродвигатель-редуктор выполнен с возможностью подключения к устройству управления. В результате оператор может задать требуемую скорость вращения выходного вала редуктора, а, следовательно, и изменять скорость вращения барабана.

Соединение устройства управления с индукционными датчиками и с электродвигателем-редуктором может быть выполнено различными способами, например, посредством кабельной сети, или радиосигнала. Это позволяет управлять работой на удаленных скважинах на расстоянии, что особенно важно в условиях бездорожья и сложных климатических условий.

Таким образом, из выше изложенного следует, что заявленный механизм депарафинизации скважин при осуществлении обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей, в сокращении сроков монтажа и запуска, в повышении надежности работы, за счет возможности единовременной поставки на место монтажа полного комплекта оборудования, а также в повышении удобства обслуживания, за счет возможности управления удаленными скважинами посредством ЭВМ, возможности полной автоматизации процесса чистки НКТ, возможности регулировки скорости движения скребка в насосно-компрессорной трубе, возможности увеличения глубины чистки скважин до 2000 м, возможности снижения энергозатрат на периодический обогрев лубрикатора в зимнее время.

На фиг.1 изображен заявленный механизм депарафинизации, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - устройство контроля натяжения скребковой проволоки: расположение рычага по отношению к датчикам в крайних положениях; на фиг.4 - сальниковое устройство; на фиг.5 - фиксация свободного конца скребковой проволоки, вертикальный разрез; на фиг.6 - фиксация свободного конца скребковой проволоки, вид. A; на фиг.7 - размещение датчика вращения колеса; на фиг.8 - размещение нагревательного кабеля на трубе лубрикатора; на фиг.9 - упрощенный пример реализации устройства управления.

Заявленный механизм депарафинизации скважин содержит электродвигатель-редуктор 1₁, 1₂, соответственно, барабан 2 для намотки скребковой проволоки 3, закрепленный на выходном валу 4 редуктора 1₂, вертикальную стойку 5 с узлом крепления 6 к трубе лубрикатора, на верхнем конце которой на площадке 7 под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20° жестко закреплен электродвигатель-редуктор 1, кроме того на вертикальной стойке 5 закреплено устройство контроля 8 натяжения скребковой проволоки 3.

Дополнительно введены лубрикатор 9, выполненный обогреваемым, сальниковое устройство 10, скребковое устройство 11 с узлом 12 присоединения к тяговому органу, устройство управления 13, индуктивный датчик 14 вращения барабана 2, первый 15 и второй 16 индуктивные датчики контроля натяжения проволоки 3, при этом все индуктивные датчики 14, 15, 16 и электродвигатель-редуктор 1 выполнены с возможностью подключения к устройству управления 13.

Барабан 2 имеет расстояние между щеками 17, 18, при котором, емкость барабана 2 для проволоки 3 диаметром от 2,2 до 1,8 мм составляет от 800 до 2000 метров, а выходной вал 4 редуктора Ь выполнен длиной, обеспечивающей возможность закрепления на нем барабана 2 с требуемым расстоянием между его щеками 17, 18. В щеке 17 (18) барабана 2 на отвальцованной части высверлено отверстие 19, диаметром несколько превышающим диаметр намотанной на барабан 2 проволоки 3, в которое вставлен и отогнут наружу свободный конец проволоки 3.

Обогреватель 20 лубрикатора 9 представляет собой нагревательный кабель, охватывающий трубу лубрикатора 9 по спирали и снабженный средствами подключения к источнику электропитания,

Первый 15 и второй 16 индуктивные датчики контроля натяжения проволоки 3 размещены в устройстве контроля 8 натяжения скребковой проволоки 3, выполненного съемным и содержащем рычаг 21, свободный конец которого взаимодействует со скребковой проволокой 3. В положении «норма» рычаг 21 находится между датчиками 15, 16, а в аварийных ситуациях занимает крайние положения с возможностью взаимодействия с соответствующим индуктивным датчиком 15 (16). Ограничивает движение рычага крайними положениями наличие упоров (не показано). Датчики 15, 16 могут быть установлены на месте сборки всего механизма депарафинизации, или в заводских условиях и поставляться в комплекте с устройством контроля (на фиг.3 видно, что датчик 15 (16) закреплен резьбовым соединением).

Индуктивный датчик 14 вращения барабана содержит катушку индуктивности 22, которая закреплена на боковой поверхности корпуса редуктора 1₂, обращенной в сторону внутренней щеки 17 барабана 2, и фиксатор оборотов 23 барабана 2, выполненный в виде металлической пластины, закрепленной на наружной поверхности внутренней щеки 17 барабана 2 напротив катушки индуктивности 22.

В предлагаемом механизме депарафинизации скважин применены датчики индуктивные бесконтактные особовзрывобезопасные, что повышает надежность и долговечность всего механизма.

Сальниковое устройство 10 содержит емкость 24 для смазки скребковой проволоки 3 и сальник 25, который содержит пробку 26 лубрикатора 9, накручивающуюся на его верхнюю часть, и уплотнитель 27 скребковой проволоки (далее - уплотнитель), помещенный в корпус 28, состоящий из присоединительной части 29 и камеры 30 для уплотнителя 27. Корпус 28 уплотнителя 27 присоединительной частью 29 жестко и неразъемно закреплен в пробке 26 лубрикатора 9 по общей осевой линии таким образом, что камера 30 уплотнителя 27 размещена в трубе лубрикатора 9. При этом между наружными стенками камеры 30 уплотнителя 27 и внутренними стенками трубы лубрикатора 9 имеется общее свободное пространство 31, сообщенное с внешней средой в верхней безрезьбовой части стенки пробки 26 лубрикатора 9 через вентиль 32 для сброса давления в лубрикаторе 9. Свободное пространство 31 в пробке 26 лубрикатора 9 сообщено с вентилем 32 для сброса давления посредством сопла 33, врезанного сбоку в верхнюю безрезьбовую часть стенки пробки 26 лубрикатора 9. Для соединения емкости 24 для смазки с сальником 25 введен штуцер нажимной 34, верхний конец которого предназначен для герметичного соединения с емкостью 24 со смазкой, а нижний - для соединения с сальником 25 путем вкручивания в присоединительную часть 29 корпуса 28 уплотнителя 27 с последующим контрением.

Емкость 24 для смазки снабжена фиксируемой крышкой 35, на которой снаружи в месте прохода скребковой проволоки 3 закреплен направляющий элемент 36 таким образом, что скребковая проволока 3 при размотке и намотке на барабан 2 проходит через него строго по продольной оси уплотнителя 27 сальника 25. Под направляющим элементом 36 по общей осевой линии установлено маслосъемное кольцо 37. Направляющий элемент 36, закрепленный снаружи на емкости со смазкой в месте выхода скребковой проволоки, может быть выполнен или в виде двух роликов, установленных параллельно друг другу боковыми поверхностями, или в виде направляющего кольца.

Устройство управления 13 содержит электронную вычислительную машину 38 (ЭВМ), АЦП с первого 39 по третий 41, преобразователь «код-напряжение» 42. Входы АЦП с 39 по 41 являются соответственно первым 43, вторым 44 и третьим 45 информационными входами устройства управления 13, а выходы АЦП с 39 по 41 соединены с соответствующими информационными входами ЭВМ 38. Вход преобразователя 42 «код-напряжение» соединен с управляющим выходом ЭВМ, а выход преобразователя «код-напряжение» является управляющим выходом 46 устройства управления 13.

Для разводки проводов на стойке 5 закреплена монтажная коробка 47, в которую заведены провода от двигателя 1₁ и от датчиков 14, 15, 16 и провода от устройства управления 13, соединяющие датчики с 14 по 15 с соответствующими информационными входами 45, 44, 43 устройства управления 13, и управляющий выход устройства управления 13 с двигателем 1₁.

Заявленный механизм депарафинизации скважин используют следующим образом. На монтажную площадку доставляют единовременно полный комплект заявленного механизма депарафинизации скважин, в состав которого входят: электродвигатель-редуктор 1₁, 1 ₂, барабан 2 для намотки скребковой проволоки 3, вертикальная стойка 5, узел крепления 6 к трубе лубрикатора стойки 5, приваренная к стойке 5 площадка 7 для закрепления электродвигателя редуктора 1₁, 1₂, устройство контроля 8 натяжения скребковой проволоки 3 с закрепленными в нем первым 15 и вторым 16 индуктивными датчиками контроля натяжения проволоки 3, лубрикатор 9, выполненный обогреваемым, сальниковое устройство 10, скребковое устройство 11 с узлом присоединения 12 к тяговому органу, устройство управления 13, индуктивный датчик 14 вращения барабана 2, монтажная коробка 47 для разводки проводов.

Выполняют сборку устройства непосредственно на месте эксплуатации. На трубе лубрикатора 9 жестко закрепляют узел крепления 6 вертикальной стойки 5, например, посредством резьбового соединения с последующим контрением. Желательно предварительно между внутренней поверхностью узла крепления 6 и поверхностью трубы лубрикатора 9 разместить прокладку из резины технической маслостойкой для предупреждения сползания узла крепления по трубе лубрикатора 9. После этого в узле крепления 6 закрепляют вертикальную стойку 5. При этом продольные оси стойки 5 и трубы лубрикатора 9 должны быть параллельны. На вертикальной стойке 5 на площадке 7 закрепляют электродвигатель-редуктор 1₁ , 1₂ под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20°, например, посредством резьбового соединения с последующим контрением; закрепляют устройство 8 контроля натяжения проволоки 3, которое выполнено съемным; закрепляют монтажную коробку 47.

Затем на выходном валу 4 редуктора 1 закрепляют барабан 2 для намотки скребковой проволоки 3. В заявленном механизме депарафинизации увеличена емкость барабана. Емкость барабана для проволоки диаметром от 2,2 до 1,8 мм составляет от 800 до 2000 метров за счет увеличения расстояния между щеками барабана. Для этого увеличивают длину выходного вала редуктора до величины, обеспечивающей возможность закрепления на нем барабана с требуемым расстоянием между его щеками. Например, для обеспечения чистки НКТ на глубину 2000 м при диаметре проволоки 1,8 мм длину выходного вала редуктора увеличили на 40 мм с одновременным увеличением толщины щек барабана на 1 мм.

Одновременно можно монтировать сальниковое устройство 10. Емкость для смазки 24 посредством нажимного штуцера 34 соединяют с сальником 25, для чего второй конец штуцера 34 вкручивают в присоединительную часть 29 корпуса 28 уплотнителя 27. Затем свободный конец скребковой проволоки 3 пропускают через устройство 8 контроля натяжения скребковой проволоки 3, а именно: через конец рычага 21, контактирующий с проволокой 3, далее, через направляющий элемент 36 и маслосъемное кольцо 37, установленные на фиксируемой крышке 35 емкости 24, и далее - через осевое отверстие уплотнителя 27. Затем свободный конец проволоки 3 привязывают к скребковому устройству 11. После чего включают электродвигатель - редуктор 1 и скребковое устройство 11 опускают в лубрикатор 9. Затем на лубрикатор 9 накручивают пробку 26.

Вентиль 32 для сброса давления в лубрикаторе 9 соединяют посредством сопла 33 с пробкой 26 в заводских условиях.

Провода, выходящие наружу к блоку управления 13 (не показано) из монтажной коробки 47 для разводки проводов от датчиков 15, 16 положения рычага 21 и двигателя 1_ь закрепляют таким образом, чтобы обеспечить возможность поворота узла крепления 6 вертикальной стойки 5 вокруг своей оси при обслуживании скважины при замене скребка 11 или при регулировке намотки проволоки 3 на вал барабана 2.

После настройки собранного механизма депарафинизации скважин приступают к очистке стенок насосно-компрессорной трубы от парафинистых отложений (НКТ). Открывают задвижку и опускают скребковое устройство 11 в НКТ. Устройство контроля натяжения проволоки 8 отслеживает величину натяжения. В штатном режиме рычаг 21 устройства 8 контроля натяжения скребковой проволоки 3 находится в среднем положении между датчиками 15, 16. При спуске скребкового устройства 11, в случае ослабления натяжения проволоки 3 ниже допустимого предела, рычаг 21 занимает нижнее крайнее положение и взаимодействует с индуктивным датчиком 16. Индуцированный датчиком 16 сигнал поступает в устройство управления 13 на информационный вход 44 и, далее, на вход АЦП 40, который преобразует напряжение в цифровой код. ЭВМ программно анализирует ситуацию и формирует управляющий сигнал для электродвигателя 1₁, который поступает на него через преобразователь «код-напряжение» 42 с управляющего выхода 46 устройства управления 13. Электродвигатель 1₁ выключается, отматывание проволоки 3 прекращается. В это время скребковое устройство 11 под действием собственного веса продолжает медленно продвигаться вперед, срезая парафин. Устройство управление 13 возобновляет отматывание проволоки после того, когда проволока 3 натянется, а рычаг 21 устройства контроля 8 вновь займет штатное положение. После чего продолжают спуск скребкового устройства 11, отматывая проволоку 3 по мере продвижения скребка 11 вниз.

Аналогично срабатывает устройство управления 13 при получении сигнала от датчика 15, в случае заклинивания скребковой проволоки 3 в барабане 2. Электродвигатель 1] выключается по сигналу с блока управления 13, отматывание проволоки 3 прекращается.

После подъема скребкового устройства 11 в лубрикатор 9 и закрытия задвижки сбрасывают давление внутри лубрикатора через вентиль 32, выпуская из лубрикатора 9 попавшие в него газовые и жидкие продукты выноса из НКТ.

Заявленный механизм депарафинизации скважин МДС10 самостоятельно производит полный цикл чистки НКТ от асфальтопарафиновых отложений и выдает информацию в устройство управления в диспетчерский пункт. При этом устройство управления 13, помимо отслеживания натяжения проволоки 3, используя информацию датчика 14 вращения барабана 2, выдает точную информацию о длине отмотанной проволоки 3, и ориентировочную информацию о глубине, на которой находится скребковое устройство 11, а также о скорости его спуска и подъема (ориентировочно, глубина соответствует количеству оборотов барабана, а скорость движения скребкового устройства соответствует частоте вращения барабана в единицу времени).

Для связи устройства управления 11 с датчиками 14-16 и электродвигателя l₁ удаленных скважин могут быть использованы различные системы связи.

1. Механизм депарафинизации скважин, содержащий электродвигатель-редуктор, барабан для намотки скребковой проволоки, закрепленный на выходном валу редуктора, вертикальную стойку с узлом крепления к трубе лубрикатора, на верхнем конце которой на площадке под отрицательным углом к горизонту от 10 до 20° жестко закреплен электродвигатель-редуктор, кроме того, на вертикальной стойке закреплено устройство контроля натяжения скребковой проволоки, отличающийся тем, что дополнительно введены лубрикатор, выполненный обогреваемым, сальниковое устройство, скребковое устройство с узлом присоединения к тяговому органу, устройство управления, индуктивный датчик вращения барабана, первый и второй индуктивные датчики контроля натяжения проволоки, при этом все индуктивные датчики и электродвигатель-редуктор выполнены с возможностью подключения к устройству управления, кроме того, барабан имеет расстояние между щеками, при котором емкость барабана для проволоки диаметром от 2,2 до 1,8 мм составляет от 800 до 2000 м, а выходной вал редуктора выполнен длиной, обеспечивающей возможность закрепления на нем барабана с расстоянием между его щеками, обеспечивающим данную емкость барабана, кроме того, в щеке барабана на отвальцованной части высверлено отверстие диаметром, несколько превышающим диаметр намотанной на барабан проволоки, в которое вставлен и отогнут наружу свободный конец проволоки, при этом обогреватель лубрикатора представляет собой нагревательный кабель, охватывающий трубу лубрикатора по спирали и снабженный средствами подключения к источнику электропитания, при этом первый и второй индуктивные датчики контроля натяжения проволоки размещены в устройстве контроля натяжения скребковой проволоки, выполненном съемным и содержащим рычаг, свободный конец которого взаимодействует со скребковой проволокой, причем в положении «норма» рычаг находится между датчиками, а в аварийных ситуациях занимает крайние положения с возможностью взаимодействия с соответствующим индуктивным датчиком, при этом индуктивный датчик вращения барабана содержит катушку индуктивности, которая закреплена на боковой поверхности корпуса редуктора, обращенной в сторону внутренней щеки барабана, и фиксатор оборотов барабана, выполненный в виде металлической пластины, закрепленной на наружной поверхности внутренней щеки барабана напротив катушки индуктивности, при этом сальниковое устройство содержит емкость для смазки скребковой проволоки и сальник, который содержит пробку лубрикатора, накручивающуюся на его верхнюю часть, и уплотнитель скребковой проволоки (далее - уплотнитель), помещенный в корпус, состоящий из присоединительной части и камеры для уплотнителя, корпус уплотнителя присоединительной частью жестко и неразъемно закреплен в пробке лубрикатора по общей осевой линии таким образом, что камера уплотнителя размещена в трубе лубрикатора, при этом между наружными стенками камеры уплотнителя и внутренними стенками трубы лубрикатора имеется общее свободное пространство, сообщенное с внешней средой в верхней безрезьбовой части стенки пробки лубрикатора через вентиль для сброса давления в лубрикаторе, кроме того, для соединения емкости для смазки с сальником введен штуцер нажимной, верхний конец которого предназначен для герметичного соединения с емкостью со смазкой, а нижний - для соединения с сальником путем вкручивания в присоединительную часть корпуса уплотнителя с последующим контрением.

2. Механизм депарафинизации скважин по п.1, отличающийся тем, что емкость для смазки снабжена фиксируемой крышкой, на которой снаружи в месте прохода скребковой проволоки закреплен направляющий элемент таким образом, что скребковая проволока при размотке и намотке на барабан проходит через него строго по продольной оси уплотнителя сальника, при этом под направляющим элементом по общей осевой линии установлено маслосъемное кольцо.

3. Механизм депарафинизации скважин по п.2, отличающийся тем, что направляющий элемент, закрепленный снаружи на емкости со смазкой в месте выхода скребковой проволоки, выполнен или в виде двух роликов, установленных параллельно друг другу боковыми поверхностями, или в виде направляющего кольца.

4. Механизм депарафинизации скважин по п.1, отличающийся тем, что свободное пространство в пробке лубрикатора сообщено с вентилем для сброса давления посредством сопла, врезанного сбоку в верхнюю безрезьбовую часть стенки пробки лубрикатора.

5. Механизм депарафинизации скважин по п.1, отличающийся тем, что устройство управления содержит электронную вычислительную машину (ЭВМ), амплитудно-цифровые преобразователи (АЦП) с первого по третий, преобразователь код-напряжение, при этом входы АЦП являются соответственно первым, вторым и третьим информационными входами устройства управления, а выходы АЦП соединены с соответствующими информационными входами ЭВМ, при этом вход преобразователя «код-напряжение» соединен с управляющим выходом ЭВМ, а выход преобразователя «код-напряжение» является управляющим выходом устройства управления.