Устройство для очистки внутренней поверхности труб

 

Использование: в строительстве объектов нефтегазовой промышленности при очистке внутренней поверхности труб и скважин. Сущность изобретения: устройство для очистки внутренней поверхности труб содержит вал 1, корпус 3 с каналами 4, скребки 7. Концы скребков закреплены в обойме 8, образующей винтовую пару с гильзой 9. Скребки 7 эластичные, гибкие, стержнеобразной формы, прилегают по образующей к валу 1, упруго изогнуты и зафиксированы в каналах 4 опорным кольцом 10 и упругим толкателем 11. При вращении гильзы 9 обойма 8 перемещается, что обеспечивает необходимый вылет концов скребков 7. 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано для очистки стенок скважины и труб.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб (авт. св.N 1602589, кл. B 08B 9/02, E21B 37/02), содержащее цилиндрический корпус с размещенными в нем радиально, по периметру очистными элементами.

Однако очистные элементы в этом устройстве одноразового использования, а их износ компенсируется незначительно только за счет упругости этих элементов.

Указанные недостатки устранены в устройстве для чистки стенок скважины (авт.св.N 1434081,кл.E 21 B37/02), состоящем из полого корпуса с радиальными каналами под эластичные стержнеобразные скребки различного диаметра. В этом устройстве износ рабочих концов каждого скребка компенсируется периодическим его смещением в радиальном направлении, при этом восстанавливается рабочий диаметр устройства в целом.

Однако здесь возможность компенсации ограничена вылетом скребка со стороны, противоположной его рабочему концу. Соответственно ограничен и диапазон изменения рабочего диаметра. Кроме того, данное устройство неудобно в обслуживании, т.к. при выставлении рабочего диаметра устройства каждый скребок требуется регулировать индивидуально.

Принцип действия этих и им подобных устройств основан на использовании собственной упругости скребков при изгибе их рабочего конца, благодаря чему обеспечивается прижатие скребков к обрабатываемой поверхности и частичная компенсация их износа, при этом с увеличением упругости (вылета) скребков увеличивается возможность постоянной компенсации их износа, но уменьшается усилие прижатия и наоборот. Это ограничивает эффективность таких устройств.

Задача изобретения повышение эффективности действия и создания удобств в эксплуатации.

Достигается это тем, что рабочий орган выполнен в виде пучка скребков, расположенных по образующим вала с выходом рабочих концов скребков через каналы корпуса, а тыльные концы скребков связаны с приводом их осевой подачи, причем на участке перехода скребков от образующей к периферии вал снабжен толкателем, выполненным из упругого материала с прилегающей к скребкам рабочей поверхностью. Привод осевой подачи скребков выполнен в виде установленной соосно с валом поворотной гильзы, с внутренней резьбой под обойму, в которой заделаны тыльные концы скребков, причем между гильзой и валом предусмотрено свободное от скребков кольцевое пространство.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из вала 1, на котором на шлицевом соединении 2 установлен корпус 3 с направленным к периферии каналами 4. В зависимости от требуемых режимов очистки каналы могут иметь радиальное или тангенциальное направление. Через каналы 4 пропущены рабочие концы 5 (фиг. 1) эластичных стержнеобразных скребков 6, расположенных по образующим вала 1 в виде пучка. Тыльные концы 7 скребков заделаны, например, способом пайки, в обойме 8, свободно установленной на валу 1. Обойма 8 снабжена наружной резьбой под соответствующую внутреннюю резьбу гильзы 9, расположенной соосно с валом 1 с возможностью поворота, что является приводом осевой подачи пучка скребков. На участке перехода скребков с гильзой 9 упорное кольцо 10, а с противоположной стороны толкатель 11, выполненный в виде надетой на вал 1 втулки из упругого материала, например из бывшей в употреблении автомобильной покрышки. Рабочие поверхности упорного кольца 10 и толкателя 11 соответствуют требуемой форме изгиба скребков 6.

Корпус 3 и гильза 9 снабжены шестигранниками под ключ соответственно 12, 13. На конце вала 1 установлены гайка 14 и контргайка 15, при помощи которых, воздействуя на упорное кольцо 10 через гильзу 9, рабочие концы 5 скребков 6 занимают требуемое расположение в каналах 4 корпуса 3. Форма и размеры каналов 4 подбираются таким образом, чтобы после окончательной затяжки гаек 14 и 15 рабочие концы 5 скребков 6 не были защемлены, а вылет рабочих концов 5 относительно очищаемой поверхности трубы 16 подбирается в зависимости от режима очистки. Наружный контур настроенных скребков в положении вне трубы несколько больше, чем внутренний диаметр очищаемой трубы, поэтому для плавного вхождения применяют конусную направляющую (не указана) перед входом в трубу. Под воздействием направляющей благодаря толкателю 11 и продольному изгибу самих скребков наружный контур скребков уменьшается в диаметре и устройство оказывается в обрабатываемой трубе. Исходная форма рабочей поверхности, материал толкателя 11, а также свободное от скребков пространство между гильзой 9 и валом 1 подбирается в соответствии с режимом очистки. Вал 1 соединен с приводом (не указан) вращения и продольной подачи устройства, который может быть выполнен, например, в виде полой штанги с каналами для подачи промывочно-охлаждающей жидкости. Устройство для очистки внутренней поверхности труб работает следующим образом. Устройство вставляют в обрабатываемую трубу 16, включают систему подачи (не указана) промывочно-охлаждающей жидкости в зону очистки, привод вращения и продольной подачи (не указан) устройства.

В процессе очистки рабочие концы 5 скребков прижимаются к обрабатываемой поверхности с необходимым усилием за счет сил упругости толкателя 11 и самих скребков 6 при их расчетном продольном изгибе в заданном свободном от скребков пространстве между валом 1 и гильзой 9, что обеспечивает постоянную компенсацию износа скребков в пределах действия указанных упругих сил. Компенсация износа скребков в более широких пределах, а также настройка устройства на требуемый рабочий диаметр производится периодически, путем осевого перемещения обоймы 8 при вращении гильзы 9.

Расположение скребков по образующим вала позволяет при малых габаритах устройства по диаметру иметь значительный запас длины скребков на компенсацию их износа, что увеличивает периодичность замены скребков.

Главное перемещение пучка скребков толкателем при помощи резьбы обеспечивает удобство и точность регулировки рабочего диаметра устройства. Использование в устройстве сил упругости амортизатора и сил упругости от продольного изгиба самих скребков обеспечивает независимую друг от друга подвижность скребков, при их малом вылете, что позволяет очистку поверхностей с нарушенной геометрией при стабильном близком к иглофрезерованию режиме.

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности труб, содержащее полый корпус с направленными к периферии каналами, концентрично установленный в нем вал с гайкой на его хвостовике и расположенные с возможностью перемещения по каналам корпуса гибкие эластичные стержнеобразные скребки, отличающееся тем, что тыльная часть скребков расположена по образующим вала с возможностью продольного упругого изгиба, а на участки перехода от образующей вала в канал корпуса скребки расположены с плавным изгибом в соответствии с каналом в корпусе и возможностью взаимодействия с установленным в корпусе толкателем из упругого материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2