Устройство для очистки насосных штанг на скважине

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, предназначена для очистки длинномерных изделий и может быть использована при очистке насосных штанг от отложений и грязи непосредственно на нефтепромысловых объектах, а именно при их подъеме из нефтяных скважин. Полезная модель может быть использована во всех отраслях народного хозяйства, где необходима очистка цилиндрических поверхностей, имеющих поступательное движение, как горизонтальное, так и вертикальное. Технической задачей полезной модели является защита окружающей среды за счет удаления и утилизации отходов очистки, повышение эффективности очистки насосных штанг на скважине с совмещением механического и гидравлического способов очистки насосных штанг как гладких, так и со скребками, а также компенсация радиальных колебаний в процессе подъема насосных штанг и, тем самым, увеличение срока их службы. Сущность настоящей полезной модели заключается в том, что очистка насосных штанг производится механическим и гидравлическим способами непосредственно на скважине потоками пароводяной смеси направленными навстречу друг другу, а удаление отходов очистки происходит горизонтально через коллектор сбора. Новым является то, что для равномерного распределения и стабилизации потоков пароводяной смеси в устройстве для очистки насосных штанг установлено две пропарочные камеры (верхняя и нижняя) и перфорированный стабилизатор. Новым является также и то, что с целью регулирования процесса подъема насосных штанг, уменьшения их трения и износа и компенсации радиального перемещения при подъеме в устройстве для очистки предусмотрен подвижный (плавающий) сальниковый узел.

Устройство для очистки насосных штанг на скважине установлено на устье и содержит корпус с двумя пропарочными камерами (верхней и нижней), смеситель с паровыми трубами, перфорированный стабилизатор, подвижный сальниковый узел и коллектор сбора отходов очистки. Данное устройство компактно, так как в едином корпусе установлены пропарочные камеры, перфорированный стабилизатор и коллектор сбора отходов очистки, оно технологично, оперативно монтируется и демонтируется на объектах нефтедобычи. Применение устройства для очистки насосных штанг на скважине позволяет повысить производительность и качество их очистки независимо от степени загрязнения, избежать трения и износа насосных штанг при подъеме из скважины, обеспечить визуальный контроль, применить непрерывный цикл очистки насосных штанг и замкнутую циркуляцию воды, а также утилизировать образующиеся отходы очистки. Эксплуатация устройства для очистки насосных штанг позволяет улучшить условия труда обслуживающего персонала при минимальных затратах труда и сократить время ремонтных работ на скважине, а также снизить транспортные расходы по перевозке насосных штанг на трубную базу для их последующей очистки. Использование предлагаемого устройства устраняет разливы и потери нефти при подъеме насосных штанг из скважины, предотвращает замазучивание прискважинного устьевого оборудования, рабочей площади и территории вокруг скважины, и, тем самым, предлагаемая полезная модель позволяет исключить загрязнение окружающей территории скважины при ремонтных работах, улучшить экологическую обстановку на скважине и значительно повысить культуру работы обслуживающего персонала. Выполнение условий охраны окружающей среды включает в себя использование в качестве рабочего агента воды и пара, возможность сбора и утилизации отходов производства на месте их образования и сокращение объемов образующихся отходов.

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, предназначена для очистки длинномерных изделий и может быть использована при очистке насосных штанг от отложений и грязи непосредственно на нефтепромысловых объектах, а именно при их подъеме из нефтяных скважин. Полезная модель может быть использована во всех отраслях народного хозяйства, где необходима очистка цилиндрических поверхностей, имеющих поступательное движение, как горизонтальное, так и вертикальное.

Предпосылки для создания полезной модели.

В результате несовершенства применяемых в настоящее время технологий очистки в окружающую среду попадают отходы нефтепромыслов. При использовании растворителей и других моющих средств очистки насосных штанг существует проблема утилизации моющего раствора, нередко отработанная смесь реагента и асфальтосмолопарафиновых отложений выливается на землю или закачивается в скважину.

Очистка сильно загрязненных насосных штанг производится на трубных базах, что также влечет за собой дополнительные производственные затраты (погрузка, транспортировка, разгрузка, складирование и т.д.).

При современных технологиях производства на насосных штангах устанавливаются скребки, которые препятствуют качественной очистке насосных штанг механическими способами, что требует применения иных способов очистки.

Существует устройство для очистки труб, содержащее корпус с центральным отверстием, где диаметр отверстия корпуса меньше наружного диаметра очищающего узла, и отверстиями для крепления, очищающим узлом

с эластичными элементами, при этом очищающий узел выполнен из двух половин жестко соединенных болтами, а эластичные элементы выполнены с радиальными разрезами.(патент РФ №2023869, класс Е 21 В 37/02 «Устройство для очистки труб при подъеме из скважины»). Недостатками известного устройства являются:

- продукты очистки насосно-компрессорных труб стекают в скважинное пространство, тем самым, загрязняя забой скважины;

- низкое качество очистки сильно загрязненных длинномерных изделий и изделий со скребками;

- недостаточная эффективность очистки труб, т.к. используется сухой механический способ очистки.

Известно устройство для очистки насосных штанг, защищенное патентом РФ №2052072, класс Е 21 В 33/08, состоящее из корпуса с центральным отверстием и расположенный в полости корпуса очищающий элемент в виде эластичных диафрагм с радиальными разрезами, а узел фиксации частей корпуса выполнен в виде шпилек.

Существенные недостатки присущие данному устройству:

- продукты очистки штанг стекают в скважинное пространство, тем самым, загрязняя скважину;

- низкое качество очистки сильно загрязненных насосных штанг и штанг со скребками;

- недостаточная эффективность очистки насосных штанг, т.к. используется механический способ очистки;

- малая производительность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для очистки бурильных труб, содержащее корпус, очиститель в виде набора шайб с каналами, сообщающими камеру, заполненную нейтрализующей жидкостью с поверхностью труб, и камеру, заполненную паром и сообщающуюся каналами также с поверхностью труб.

Камеры разделены перегородкой. (Авторское свидетельство СССР №641076, класс Е 21 В 37/00 «Скребок для очистки бурильных труб). Недостатками данной установки являются:

- не учитывается радиальное перемещение колонны труб при подъеме, в результате чего происходит трение и износ трубы;

- устройство предназначено для очистки бурильных труб;

- малая производительность и невысокое качество мойки труб;

- значительный расход нейтрализующей жидкости, что способствует загрязнению окружающей среды.

Технической задачей полезной модели является защита окружающей среды за счет удаления и утилизации отходов очистки, повышение эффективности очистки насосных штанг на скважине с совмещением механического и гидравлического способов очистки насосных штанг как гладких, так и со скребками, а также компенсация радиальных колебаний в процессе подъема насосных штанг и, тем самым, увеличение срока их службы.

Сущность настоящей полезной модели заключается в том, что очистка насосных штанг производится механическим и гидравлическим способами непосредственно на скважине потоками пароводяной смеси направленными навстречу друг другу, а удаление отходов очистки происходит горизонтально через коллектор сбора.

Новым является то, что для равномерного распределения и стабилизации потоков пароводяной смеси в устройстве для очистки насосных штанг установлено две пропарочные камеры (верхняя и нижняя) и перфорированный стабилизатор.

Новым является также и то, что с целью регулирования процесса подъема насосных штанг, уменьшения их трения и износа и компенсации радиального перемещения при подъеме в устройстве для очистки предусмотрен подвижный (плавающий) сальниковый узел.

Устройство для очистки насосных штанг на скважине установлено на устье и содержит корпус с двумя пропарочными камерами (верхней и нижней),

смеситель с паровыми трубами, перфорированный стабилизатор, подвижный сальниковый узел и коллектор сбора отходов очистки.

Данное устройство компактно, так как в едином корпусе установлены пропарочные камеры, перфорированный стабилизатор и коллектор сбора отходов очистки, оно технологично, оперативно монтируется и демонтируется на объектах нефтедобычи.

Устройство для очистки насосных штанг на скважине поясняется чертежом, где на:

фиг.1 дана общая схема устройства для очистки насосных штанг на скважине.

Устройство для очистки насосных штанг на скважине содержит корпус 1, с двумя пропарочными камерами нижней 2 и верхней 3, смеситель 4 с паровыми трубами 5, перфорированный стабилизатор 6, подвижный (плавающий) сальниковый узел 7 и коллектор сбора отходов очистки 8.

Более подробно сущность заявляемой полезной модели описывается ниже.

Устройство для очистки насосных штанг на скважине работает следующим образом:

Устройство для очистки насосных штанг монтируется над рабочими мостками на устье скважины на насосно-компрессорных трубах, закрепленных совместно с механическим ключом 10. Устройство принимает рабочее положение после подсоединения к парогенератору с помощью труб (на фиг. не показаны). Устройство готово к работе.

Насосная штанга 9, загрязненная асфальтосмолопарафиновыми отложениями, вертикально поднимается из скважины и попадает в корпус 1 устройства для очистки. В процессе подъема насосная штанга 9 проходит через нижнюю пропарочную камеру 2, перфорированный стабилизатор 6 и верхнюю пропарочную камеру 3. Технологический режим очистки насосной штанги 9 (температура, давление пара), согласуется со скоростью ее подъема из скважины. Пароводяная смесь подается от парогенератора через пароводовод

в смеситель 4 и далее по паровым трубам 5 в пропарочные камеры 2 и 3, установленные навстречу друг другу. Потоки пароводяной смеси смешиваются в перфорированном стабилизаторе 6 и благодаря наличию перфорированного корпуса стабилизируются и равномерно распределяются по всему объему устройства очистки насосных штанг.

Проходя устройство очистки с перфорированным стабилизатором 6, насосная штанга 9 подвергается интенсивному воздействию двух рабочих агентов: потоков пароводяной смеси и горячей воды, которые направлены навстречу друг другу и перемешиваются в результате наличия противотока в перфорированном стабилизаторе 6.

Струи пропарочных камер 2 и 3 концентрируются на очищаемой поверхности, тем самым, устройство надежно, эффективно и без пропусков очищает всю поверхность насосной штанги 9.

За счет совмещения механического и гидравлического способов очистки, при которых происходит закручивание потока смеси и увеличение площади воздействия, насосная штанга 9 очищается от грязи и отложений, причем происходит и ускорение процесса очистки. В связи с наличием противонаправленных потоков пароводяной смеси отходы очистки не попадают в скважину.

Отработанный пар и смесь парафина и воды удаляются горизонтально через коллектор сбора отходов очистки 8, далее отработанный пар выводится в атмосферу, а смесь парафина и воды утилизируется, в результате чего очищенная вода поступает потребителю для технологических нужд (закачка в скважину, возвращение очищенной воды в начало процесса, обеспечивая замкнутый цикл циркуляции воды и т.д.).

Применение устройства для очистки насосных штанг на скважине позволяет повысить производительность и качество их очистки независимо от степени загрязнения, избежать трения и износа насосных штанг при подъеме из скважины, обеспечить визуальный контроль, применить непрерывный

цикл очистки насосных штанг и замкнутую циркуляцию воды, а также утилизировать образующиеся отходы очистки.

Эксплуатация устройства для очистки насосных штанг позволяет улучшить условия труда обслуживающего персонала при минимальных затратах труда и сократить время ремонтных работ на скважине, а также снизить транспортные расходы по перевозке насосных штанг на трубную базу для их последующей очистки.

Использование предлагаемого устройства устраняет разливы и потери нефти при подъеме насосных штанг из скважины, предотвращает замазучивание прискважинного устьевого оборудования, рабочей площади и территории вокруг скважины, и, тем самым, предлагаемая полезная модель позволяет исключить загрязнение окружающей территории скважины при ремонтных работах, улучшить экологическую обстановку на скважине и значительно повысить культуру работы обслуживающего персонала.

Выполнение условий охраны окружающей среды включает в себя использование в качестве рабочего агента воды и пара, возможность сбора и утилизации отходов производства на месте их образования и сокращение объемов образующихся отходов.

Устройство для очистки насосных штанг на скважине, с возможностью взаимодействия в процессе очистки с длинномерными изделиями, имеющими поступательное движение (как горизонтальное, так и вертикальное) с возможностью осуществления механической и гидравлической очистки и состоящее из корпуса с пропарочными камерами, смесителя с паровыми трубами и сальникового узла, отличающееся тем, что в едином корпусе установлены пропарочные камеры и перфорированный стабилизатор с возможностью равномерного распределения и стабилизации потоков пароводяной смеси и коллектор сбора отходов очистки, при этом устройство содержит две пропарочные камеры, с возможностью обеспечения очистки насосных штанг потоками пароводяной смеси направленными навстречу друг другу, а сальниковый узел выполнен подвижным, с возможностью компенсации радиального перемещения при подъеме насосных штанг и уменьшения их трения и износа.