Устройство для очистки внутренней поверхности трубы

Устройство предназначено для очистки внутренней поверхности обсадных и насосно-компрессорных труб. На корпусе (1) установлены режущие узлы (2) и (3), каждый из которых состоит из двух подпружиненных режущих элементов (4) с направляющими поверхностями (5), контактирующими с направляющими поверхностями (6) корпуса 1. Направляющие поверхности (6) корпуса (1) и контактирующие с ними направляющие поверхности (5) режущих элементов (4) выполнены ступенчатыми с параллельными участками и с образованием на периферии корпуса пазов (7), а на периферии режущих элементов выступов (8). При этом размер Н пазов (7) в направлении перемещения режущих элементов (4) превышает размер h выступов (8) на величину не менее величины поперечного перемещения режущих элементов. Упрощена конструкция и сборка устройства, повышена надежность его работы. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Полезная модель относится к области добычи нефти и может быть использована для очистки внутренней поверхности обсадных и насосно-компрессорных труб.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности обсадной трубы (пат.RU №2099507, МПК⁷ E214В 37/02, 1997 г.), включающее корпус с центральным каналом и выдвижными режущими элементами, и узел их радиального перемещения в виде клина, связанного с поршнем.

Недостатком такой конструкции является ее сложность (наличие клина, поршня, необходимость герметизации поршня для создания давления), что усложняет сборку устройства и его эксплуатацию.

Известны другие устройства для очистки внутренней поверхности труб от парафиновых и других отложений (пат.US №4189000, МПК Е21В 37/02, 1980 г., полезная модель RU 60130, МПК Е21В 37/02 (2006.01), опубл. 2007 г.), содержащие полый корпус, на котором установлены режущие узлы, каждый из которых состоит из установленных на корпусе с возможностью поперечного перемещения трех подпружиненных режущих элементов с направляющими поверхностями, контактирующими с направляющими поверхностями корпуса.

Такие устройства имеют более простой узел радиального перемещения режущих элементов.

Однако их конструкция также сложна, что объясняется сложностью изготовления режущих узлов, состоящих из установленных на корпусе трех элементов со сложной формой направляющих поверхностей. Кроме того, низка надежность работы таких устройств, так как в процессе эксплуатации отверстия, в которых установлены пружины, забиваются отложениями, не смываемыми промывочным раствором, что требует частой

разборки для чистки этого узла. Из-за плохой циркуляции промывочного раствора отложения забиваются между режущими кромками режущих элементов, снижая эффективность их работы.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является устройство для очистки внутренней поверхности трубы (полезная модель RU 54620, МПК Е21В 37/02 (2006.01), опубл. 2006 г.) содержащее полый корпус, на котором установлены режущие узлы, каждый из которых состоит из установленных на корпусе с возможностью поперечного перемещения трех подпружиненных режущих элементов с направляющими поверхностями, контактирующими с направляющими поверхностями корпуса в форме «ласточкина хвоста».

В этой конструкции частично обеспечивается удаления отложений за счет циркуляции промывочного раствора по каналам, выполненным под углом к режущим кромкам.

Однако конструкция такого устройства также сложна по описанным выше причинам и сложности выполнения каналов для промывочной жидкости.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание простой, технологичной и удобной в эксплуатации конструкции устройства.

Поставленная задача решается за счет усовершенствования устройства для очистки внутренней поверхности трубы, содержащего полый корпус, на котором установлены режущие узлы, каждый из которых состоит из установленных на корпусе с возможностью поперечного перемещения двух подпружиненных режущих элементов с направляющими поверхностями, контактирующими с направляющими поверхностями корпуса.

Это усовершенствование заключается в том, что направляющие поверхности корпуса и контактирующие с ними направляющие поверхности режущих элементов выполнены ступенчатыми с параллельными участками и с образованием на периферии корпуса выступов, а на периферии режущих

элементов пазов, при этом размер пазов в направлении перемещения режущих элементов превышает размер выступов на величину не менее величины поперечного перемещения режущих элементов.

Такое выполнение конструкции позволяет использовать только два режущих элемента с простой формой направляющих поверхностей корпуса и режущих элементов, что упрощает изготовление и сборку устройства, повышает надежность его работы.

Кроме того, обращенные друг к другу поверхности режущих элементов могут быть выполнены плоскими и параллельными, что позволяет упростить конструкцию режущих элементов.

Кроме того, на наружных поверхностях режущих элементов могут быть выполнены лыски, что обеспечивает циркуляцию промывочного раствора для надежного удаления отложений.

Кроме того, поверхность лыска одного режущего элемента может быть параллельна поверхности лыски другого режущего элемента и параллельна обращенным друг к другу поверхностям режущих элементов, что упрощает конструкцию режущих элементов.

Кроме того, каждый режущий элемент может быть подпружинен двумя узлами пружин, установленными симметрично, что повышает надежность поперечного перемещения режущих элементов.

Устройство может содержать два режущих узла, при этом режущие элементы одного узла смещены относительно элементов второго узла на угол больше центрального угла лыски.

Такое выполнение устройства обеспечивает возможность охвата режущими кромками элементов всего периметра внутренней поверхности труб.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено предлагаемое устройство, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1, на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Устройство для очистки внутренней поверхности трубы содержит полый корпус 1, на котором установлены режущие узлы 2 и 3, каждый из которых состоит из установленных на корпусе 1 с возможностью поперечного перемещения двух подпружиненных режущих элементов 4 с направляющими поверхностями 5, контактирующими с направляющими поверхностями 6 корпуса 1. Направляющие поверхности 6 корпуса 1 и контактирующие с ними направляющие поверхности 5 режущих элементов 4 выполнены ступенчатыми с параллельными участками и с образованием на периферии корпуса пазов 7, а на периферии режущих элементов выступов 8. При этом размер Н пазов 7 в направлении перемещения режущих элементов 4 превышает размер h выступов 8 на величину не менее величины поперечного перемещения режущих элементов. В приведенном варианте обращенные друг к другу поверхности 9 режущих элементов выполнены плоскими и параллельными. На наружных поверхностях режущих элементов выполнены лыски 10. Поверхность лыски 10 одного режущего элемента 4 параллельна поверхности лыски 10 другого режущего элемента 4 и параллельна обращенным друг к другу поверхностям 9 режущих элементов 4. Каждый режущий элемент 4 подпружинен двумя узлами пружин 11, установленными симметрично. Устройство содержит два режущих узла 2 и 3, при этом режущие элементы 4 узла 2 смещены относительно режущих элементов узла 3 на угол больше центрального угла лыски 10. В приведенном варианте этот угол составляет 45°. На одном конце 12 корпуса 1 выполнена наружная резьба, а на другом 13 - внутренняя для установки устройства на колонне штанг. Между режущими узлами 2 и 3 расположен ограничитель их осевого перемещения 14, состоящий из двух полуколец 15 и 16.

Устройство устанавливают посредством резьбовых концов 12 и 13 на колонне штанг (не показана) и при сжатых пружинах 11 заводят в трубу. Под действием упругих сил пружин 11 режущие элементы 4 перемещаются

в поперечном положении. При этом направляющие поверхности 5 режущих элементов 4 контактируют с направляющими поверхностями 6 корпуса 1. Возможность поперечного перемещения обеспечивается за счет того, что размер Н пазов 7 в направлении перемещения режущих элементов 4 превышает размер h выступов 8 на величину не менее величины поперечного перемещения режущих элементов 4. Устройству сообщают возвратно-поступательное движение, при котором, при движении вверх режущие кромки элементов 4, прижатые пружинами 11 к внутренней поверхности очищаемой трубы, соскребают отложения. Промывочный раствор проходит по канавкам, образованным лысками 10, вымывает снятые отложения из зоны обработки. За счет смещения режущих элементов 4 узла 2 относительно режущих элементов узла 3 обработке подвергается вся внутренняя поверхность трубы.

Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежную очистку внутренней поверхности трубы и более технологична, так как содержит меньшее количество режущих элементов, направляющие поверхности корпуса и режущих элементов имеют более простую форму. Устройство также позволяет упростить эксплуатацию за счет упрощения сборки режущих элементов с корпусом и надежного удаления отложений при циркуляции промывочного раствора.

1. Устройство для очистки внутренней поверхности трубы, содержащее полый корпус, на котором установлены режущие узлы, каждый из которых состоит из установленных на корпусе с возможностью поперечного перемещения двух подпружиненных режущих элементов с направляющими поверхностями, контактирующими с направляющими поверхностями корпуса, отличающееся тем, что направляющие поверхности корпуса и контактирующие с ними направляющие поверхности режущих элементов выполнены ступенчатыми с параллельными участками и с образованием на периферии корпуса пазов, а на периферии режущих элементов выступов, при этом размер пазов в направлении перемещения режущих элементов превышает размер выступов на величину не менее величины поперечного перемещения режущих элементов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обращенные друг к другу поверхности режущих элементов выполнены плоскими и параллельными.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на наружных поверхностях режущих элементов выполнены лыски.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что поверхность лыски одного режущего элемента параллельна поверхности лыски другого режущего элемента и параллельна обращенным друг к другу поверхностям режущих элементов.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый режущий элемент подпружинен двумя узлами пружин, установленными симметрично.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно содержит два режущих узла, при этом режущие элементы одного узла смещены относительно режущих элементов второго узла на угол больше центрального угла лыски.