Установка для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности и может быть использована для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от асфальтопарафиновых и солевых отложений. Установка включает насос высокого давления, рукав высокого давления и сопловую головку. Сопловая головка имеет снабженные сопловыми вставками внутренние каналы. Сопловая головка выполнена роторной. Сопловая головка снабжена двумя парами цилиндрических каналов, расположенных тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала. Указанные каналы в одной паре размещены диаметрально противоположно друг к другу под углом от 15 до 60° относительно оси осевого цилиндрического канала, а в другой паре - диаметрально противоположно друг к другу под углом от 120 до 165° относительно оси осевого цилиндрического канала. Сопловая вставка в осевой цилиндрический канал расположена под углом от 0 до 10° относительно оси осевого цилиндрического канала. Насос высокого давления и рукав высокого давления выполнены с возможностью достижения давления нагнетания не менее 800 бар. Технический результат - обеспечение возможности очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от солеотложений. 2 ил., 1 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к оборудованию для нефтедобывающей промышленности и может быть использована для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых и солевых отложений.

Известна установка для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, включающая средство создания нагретого газа, камеру очистки труб, воздуховоды, теплогенератор, камеру смешения, в которой размещен распылитель абразивного материала и жидкости, сопловой щелевой насадок (RU 2238805 С2).

Известны также установки для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, включающие газогенератор на базе авиадвигателя, соединенный с ним сопловой насадок с коллектором и форсунками для парообразования, камеру очистки труб, коллектор для дождевания отходящих газов (RU 90717 U1, RU 2226129 C1).

Известные установки позволяют очистить внутреннюю поверхность насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений. Недостатком известных установок является их конструктивная сложность и невозможность очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от солеотложений

Кроме того, известна установка для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, содержащая гидросистему с расходным гидробаком и подключенным к нему рабочим насосом высокого давления, соединенным посредством спирально свернутой трубки с удлинителем, на конце которого выполнен снабженный калибром-оголовком сопловой насадок с выходным отверстием, направленным под углом к продольной оси насадка (RU 4247 U1).

Известная установка не позволяет очистить поверхность трубы от солеотложений и частично оставляет на поверхности асфальтосмолопарафиновые отложения.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является известная установка для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, включающая насос высокого давления, рукав высокого давления и сопловую головку, имеющую снабженные сопловыми вставками внутренние каналы, том числе, осевой цилиндрический канал и каналы, расположенные тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала (RU 2214874 C1). Установка содержит сопловую головку, в которой выполнен внутренний канал для подвода рабочего агента, выполненную с возможностью подсоединения к рукаву высокого давления, при этом продольная ось каждого сопла составляет угол от 45 до 85° с образующей мнимого цилиндра в точке касания, размещаемого в районе максимального уширения внутреннего канала. В сопловой головке могут быть выполнены дополнительно сопло, продольная ось которого находится на продольной оси головки, и сопло, продольная ось которого перпендикулярна продольной оси головки и соосно имеющемуся соплу, направленному в сторону шланга. Кроме того, может быть выполнено дополнительное сопло, направленное в обратную сторону от уширения внутреннего канала. Насос высокого давления и рукав высокого давления выполнены с возможностью достижения давления нагнетания до 600 бар. Давление рабочего агента при использовании установки обычно составляет 240 бар.

При использовании установки-прототипа внутренняя поверхность насосно-компрессорных труб эффективно очищается от асфальтосмолопарафиновых отложений. Однако добыча совместно с нефтью вод, характеризующихся различной насыщенностью солеобразующими ионами, приводит к выпадению солей в призабойной зоне скважины, подъемнике, погружном насосном оборудовании и, в том числе, на внутренней поверхности насосно-компрессорных труб. При использовании установки-прототипа солеотложения на внутренней поверхности трубы лишь частично разрушаются, полная очистка поверхности трубы от солей не достигается.

Технической задачей является создание установки для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, лишенной указанного недостатка.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб от солеотложений.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, включающей насос высокого давления, рукав высокого давления и сопловую головку, имеющую снабженные сопловыми вставками внутренние каналы, в том числе, осевой цилиндрический канал и каналы, расположенные тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала, сопловая головка выполнена роторной и снабжена двумя парами цилиндрических каналов, расположенных тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала, причем каналы в одной паре размещены диаметрально противоположно друг к другу под углом от 15 до 60° относительно оси осевого цилиндрического канала, а в другой паре - диаметрально противоположно друг к другу под углом от 120 до 165° относительно оси осевого цилиндрического канала, сопловая вставка в осевой цилиндрический канал расположена под углом от 0 до 10° относительно оси осевого цилиндрического канала, а насос высокого давления и рукав высокого давления выполнены с возможностью достижения давления нагнетания не менее 800 бар.

Сопловая головка предлагаемой установки может быть снабжена дополнительно двумя цилиндрическими каналами, расположенными тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала, диаметрально противоположно друг к другу под углом от 80 до 100° относительно оси осевого цилиндрического канала.

На фиг.1 приведена схема сопловой головки, входящей в состав предлагаемой установки, которая включает осевой цилиндрический канал 1 и две пары цилиндрических каналов, расположенных тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала 1, а именно: пару каналов 2 и 3, размещенных диаметрально противоположно друг к другу под углом от 15 до 60° относительно оси осевого цилиндрического канала 1 и пару каналов 4 и 5, размещенных диаметрально противоположно друг к другу под углом от 120 до 165° относительно оси осевого цилиндрического канала 1. Сопловая вставка 6 в осевой цилиндрический канал 1 расположена под углом от 0 до 10° относительно оси осевого цилиндрического канала 1.

На фиг.2 приведена схема расположения в сополовой головке двух дополнительных цилиндрических каналов 7 и 8, расположенных тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала 1, диаметрально противоположно друг к другу под углом от 80 до 100° относительно оси осевого цилиндрического канала 1.

В качестве рабочего агента при работе установки, предпочтительно, используется вода. Выполнение сопловой головки роторной (с принципиальной конструкцией ротора, например, как в RU 40607 U1) с каналами, расположенными как указано выше, приводит к тому, что при использовании предлагаемой установки путем воздействия вращающихся водяных струй высокого давления на внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы разрушаются не только асфальтопарафиновые отложения, но и более твердые солеотложения, частицы которых удаляются из трубы водяным потоком.

Вращение роторной сопловой головки и необходимая для разрушения солеотложений сила воздействия водяных струй требуют высокого рабочего давления, что обеспечивается использованием соответствующих насоса и рукава высокого давления, выполненных с возможностью достижения давления нагнетания не менее 800 бар. Очистка внутренней поверхности насосно-компрессорной трубы в зависимости от твердости, адгезионной и когезионной прочности солеотложений осуществляется при давлении в системе от 800 бар. Максимальное давление нагнетания, на которое должны быть рассчитаны используемые насос и рукав высокого давления, ограничивается экономическими соображениями.

Принципиальная схема предлагаемой установки соответствует схеме установки-прототипа (RU 2214874 С1). Установка может быть промышленно использована в полуавтоматической линии и включает опорную раму, механизм фиксации трубы, насос высокого давления, рукав высокого давления, штангу, сопловую головку, а также систему автоматизации для обеспечения подачи и отвода трубы и подачи и отвода штанги с сопловой головкой, систему очистки и рекуперации воды для обеспечения установки рабочим агентом и систему управления для обеспечения своевременного включения и отключения рабочих органов: насоса высокого давления, насосов системы очистки и рекуперации воды, приводов подачи труб и штанги, а также для обеспечения безопасной работы оборудования. Поскольку процесс очистки идет при высоких давлениях, как указано в RU 2214874 С1, каждое сопло выполняется в отдельной сменной сопловой вставке. Сопловые вставки в цилиндрические каналы сопловой головки обеспечивают необходимую геометрию сопел, выполнение которой на самом канале является технологически более сложным. Сопловые вставки могут быть выполнены, как описано в RU 2214874 С1, размеры сопла в каждом конкретном случае могут быть разными в зависимости от стойкости загрязнений и возможностей имеющегося насоса высокого давления.

Работа установки заключается в следующем.

Насос высокого давления нагнетает воду через рукав высокого давления и штангу в сопловую головку. Штанга во время работы равномерно перемещается вдоль оси очищаемой насосно-компрессорной трубы, а сопловая головка вращается, обеспечивая тем самым обработку всей внутренней поверхности трубы водяными очищающими потоками - струями высокого давления. Струи воды из каналов 2 и 3 направлены симметрично относительно оси трубы под углом от 15 до 60° по направлению прямого хода штанги. Под воздействием струй воды из каналов 2 и 3 разрушаются отложения на поверхности трубы и отслаиваются от нее. В противоположную сторону по отношению к прямому ходу штанги симметрично относительно оси трубы под углом от от 120 до 165° направлены струи воды из каналов 4 и 5. Под воздействием струй воды из каналов 4 и 5 обеспечивается дополнительная очистка поверхности трубы, а также вытеснение остатков отложений на обратном ходе штанги и предотвращение заклинивания сопловой головки. Струя из осевого канала 1, направленная вдоль оси очищаемой трубы по направлению прямого хода штанги, обеспечивает дробление отслоившихся крупных частей соли и предотвращает «утыкание» сопловой головки в забитый отложениями канал трубы. При работе предлагаемой установки, сопловая головка которой снабжена дополнительно двумя цилиндрическими каналами 7 и 8, производительность процесса очистки повышается.

В результате проведенных испытаний установлено, что предлагаемая установка, в отличие от установки-прототипа, позволяет полностью очистить поверхность насосно-компрессорных труб как от асфальтосмолопарафиновых, так и от солевых отложений.

1. Установка для очистки внутренней поверхности насосно-компрессорных труб, включающая насос высокого давления, рукав высокого давления и сопловую головку, имеющую снабженные сопловыми вставками внутренние каналы, в том числе осевой цилиндрический канал и каналы, расположенные тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала, отличающаяся тем, что сопловая головка выполнена роторной и снабжена двумя парами цилиндрических каналов, расположенных тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала, причем каналы в одной паре размещены диаметрально противоположно друг к другу под углом от 15 до 60° относительно оси осевого цилиндрического канала, а в другой паре - диаметрально противоположно друг к другу под углом от 120 до 165° относительно оси осевого цилиндрического канала, сопловая вставка в осевом цилиндрическом канале расположена под углом от 0 до 10° относительно оси осевого цилиндрического канала, а насос высокого давления и рукав высокого давления выполнены с возможностью достижения давления нагнетания не менее 800 бар.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сопловая головка снабжена дополнительно двумя цилиндрическими каналами, расположенными тангенциально по отношению к образующей осевого цилиндрического канала, диаметрально противоположно друг к другу под углом от 80 до 100° относительно оси осевого цилиндрического канала.



 

Похожие патенты:
Наверх