Скребок фрезовый СДФ-2
Скребок динамический фрезовый СДФ-2 (С – стальные фрезы, П – полимерные фрезы) — скважинный механический инструмент предназначенный для удаления асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО) с внутренней поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ) методом фрезерования — поступательно-вращательного срезания слоя АСПО вращающимися фрезами при движении скребка в процессе спуско-подъёмного цикла. Применяется на скважинах с добычей нефти электропогружными насосами (УЭЦН), штанговыми насосами (ШГН) и фонтанным способом.
Отложения АСПО сужают проходное сечение НКТ, увеличивают гидравлическое сопротивление, снижают дебит скважины и приводят к внеплановым остановкам насосного оборудования. Регулярная механическая депарафинизация НКТ скребками СДФ — наиболее распространённый и экономически эффективный метод борьбы с АСПО на нефтяных промыслах.
Отличие фрезового скребка СДФ-2 от лезвийного СДЛ-2 — конструкция очистного элемента. Фрезовые головки ФД (вращающиеся головки с металлическими или полимерными режущими зубьями) обеспечивают более агрессивное и равномерное фрезерование всего сечения НКТ по сравнению со стационарными лезвиями. Наилучший эффект фрезовые головки обеспечивают при жидких и полужидких кристаллических отложениях и при дебите скважины около 30 м³/сут.
Комплектация
- Ропсокет
- Вертлюг (карабин) ВС
- Фрезовая головка (верхняя) ФД
- Груз-утяжелитель ГУ
- Фрезовая головка (нижняя) ФД
- Подшипник
- Наконечник
Примечание: скребок СДФ рассчитан на значительные осевые и динамические нагрузки, возникающие в ходе СПО. Фрезовые головки ФД выполнены из износостойких материалов, что обеспечивает высокую режущую способность и длительный ресурс эксплуатации.
Принцип работы
-
1
Скребок фрезовый СДФ реализует принцип поступательно-вращательного механического фрезерования АСПО при движении скребка вверх по колонне НКТ.
-
2
При спуске скребок движется вниз под собственным весом (груза) или под тягой лебёдки. Фрезы при спуске ориентированы так, что проходят вдоль стенок НКТ с минимальным сопротивлением — скребок свободно достигает заданной глубины.
-
3
При движении вверх (при подъёме проволокой лебёдкой) контакт фрез с поверхностью АСПО на внутренней стенке НКТ вызывает их принудительное вращение. Вращающиеся зубья фрез фрезеруют слой АСПО — срезают и измельчают его на мелкие фрагменты. Срезанные частицы АСПО остаются в месте очистки, не создавая пробки по ходу движения скребка вверх. Продукты очистки впоследствии выносятся потоком добываемой нефти.
-
4
Вертлюг-карабин между скребком и проволокой предотвращает скручивание проволоки при вращении фрез. Для лубрикаторов с индукционной катушкой применяется вертлюг с магнитной секцией — при входе скребка в лубрикатор магнитная метка регистрируется катушкой и лебёдка автоматически останавливается, предотвращая удар прибора о сальниковое устройство.
-
5
Скребок наиболее эффективен при использовании с лебедкой ЛИС-1, что существенно снижает риск прихватов, обрыва проволоки и падения инструмента на забой. Лебедка оснащается датчиками СПО (датчик натяжения, глубины и скорости), которые обеспечивают аппаратную защиту от превышения нагрузки и обрыв проволоки.
Устройство
-
1Скребок имеет один нижняя и верхнюю фрезовую головку разной направленности (левая / правая). Головка ФД может быть иметь выполнена из стали или пластика для различных типов НКТ.
-
2Вертлюг (карабин) обеспечивает свободное вращение скребка вокруг оси по ходу движения вверх или вниз во время СПО. Вертлюг может быть выполнен с магнитной секцией для работы с индукционной катушкой.
-
3Груз-утяжелитель выполнен из стали или со свинцовой вставкой для увеличения массы скребка.
-
4Ропсокет (узел заделки проволоки) может быть двух типов: в виде Ролика (РР-32) или Колокольчика (РК-32).
Порядок работы
-
1
Выбор типа скребка и элементов очистки: определить тип АСПО — жидкий/полужидкий (СДФ) или сухой/твёрдый (СДС/СДЛ). Выбрать материал фрез: стальные (С) для стальных НКТ, полимерные (П) для НКТ с покрытием. Подобрать диаметр фрез соответствующий внутреннему диаметру НКТ.
-
2
Сборка компоновки: собрать скребок: проволока → ропсокет (колокольчик или ролик) → вертлюг-карабин (с магнитной секцией или без) → фрезовая или лезвийная головка → груз-утяжелитель → наконечник. Убедиться в надёжности всех соединений.
-
3
Спуск в колонну НКТ: через лубрикатор опустить скребок в НКТ в режиме свободного спуска под весом груза или под тягой лебёдки до расчётной глубины. Скорость спуска — умеренная.
-
4
Цикл очистки — подъём: включить лебёдку на подъём. При движении скребка вверх фрезы входят в контакт с АСПО, вращаются и фрезеруют слой отложений. Скорость подъёма — регулируется по нагрузке на проволоке.
-
5
Многократные проходы: опустить скребок снова до расчётной глубины. Повторить цикл спуск-подъём. Для увеличения эффекта последовательно применять фрезы возрастающего диаметра: начинать с меньшего диаметра (первоначальный проход), затем — большего (расширение канала до нормативного диаметра).
-
6
Промывка НКТ: в процессе очистки или после неё производится промывка НКТ рабочей жидкостью или нефтью для выноса срезанных фрагментов АСПО с поверхности труб.
-
7
Критерий завершения очистки: достигнут требуемый результат — прирост дебита нефти, свободный проход скребка без увеличения нагрузки. Переход на плановый цикличный интервал очистки.
Особенности эксплуатации
-
1Эффективное фрезерование жидких и полужидких АСПО — поступательно-вращательное движение фрез обеспечивает равномерное и агрессивное срезание кристаллических отложений по всему сечению НКТ, чего не достигают стационарные лезвийные скребки при мягких видах АСПО.
-
2Применимость в стальных, полимерных НКТ и трубах с покрытием — полимерное исполнение фрез (П) позволяет работать в НКТ с антикоррозионным или гидрофобным покрытием без его разрушения, что недоступно для стальных лезвийных скребков.
-
3Сменные фрезовые головки разных диаметров — возможность последовательно применять фрезы от меньшего к большему диаметру позволяет постепенно расширять канал НКТ без застревания скребка в плотных отложениях.
-
4Автоматическая остановка лебёдки при входе в лубрикатор (магнитная секция) — вертлюг с магнитной секцией устраняет риск удара скребка о сальниковое устройство, что является одной из наиболее частых причин аварийного обрыва проволоки при депарафинизации.
Технические характеристики
| № | Наименование характеристики | Значение |
| 1 | Рабочее давление, МПа | 70 |
| 2 | Диаметр НКТ | 60, 73, 89 |
| 3 | Стойкость к воздействию скважинной среды | некоррозионное, К1 |
| 4 | Температура скважинной среды, °С, не более | +120 |
| 5 | Тип очищаемых НКТ | стальные, полимерные |
| 6 | Грузонесущий элемент | проволока |
| 7 | Диаметр фрезовой головки, мм | 40 … 68 |
| 8 | Материальное исполнение головки | сталь, пластик |
| 9 | Присоединительная резьба головки | М12х1,25 |
| 10 | Диаметр груза, мм | 28, 30, 32, 36, 38 |
| 11 | Длина груза, мм | 1290 |
| 12 | Длина скребка в сборе, мм | 1500 — 1860 |
| 13 | Масса, кг | 18* |
Конструкция
Фрезовая головка (пластик)
Фрезовая головка ФД(п) выполнена из высокопрочного полимера (в 10Х прочнее стали) и применяется для очистки полимерных и НКТ с покрытием. Головка наиболее эффективна при очистке АСПО с содержанием жидких и полужидких кристаллических отложений. Диаметр режущей головки 40 – 68 мм.
Отличительная особенность материала: увеличенный ресурс в 3-4 раза по сравнению со сталью, низкий коэффициент трения (0,04 по стали), высокая химическая стойкость и способность восстанавливать форму.
Фрезовая головка (сталь)
Фрезовая головка ФД(с) выполнена из стали и применяется для очистки стальных НКТ. Головка наиболее эффективна при очистке АСПО с содержанием жидких и полужидких кристаллических отложений. Диаметр Диаметр режущей головки 40 – 68 мм.
Материальное исполнение: легированная сталь, нержавеющая сталь 30ХМА под заказ.
Таблица значений
| Типоразмер скребка | Материал фрезовой головки | Диаметр груза, мм | Диаметр нижней фрезы, мм | Диаметр верхней фрезы, мм | Тип ропсокета | Диаметр НКТ |
| СДФ-2-С-32-40-48-РК | сталь | 32 | 40 | 48 | Колокольчик | 60, 73, 89 |
| СДФ-2-С-38-46-54-РК | сталь | 38 | 46 | 54 | Колокольчик | 73, 89 |
| СДФ-2-П-32-40-46-РК | полимер | 32 | 40 | 46 | Колокольчик | 60, 73, 89 |
| СДФ-2-П-38-48-56-РК | полимер | 38 | 48 | 56 | Колокольчик | 73, 89 |
Вопросы и ответы
Для механической очистки внутренней поверхности НКТ-60/73/89 от асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО) методом фрезерования при движении скребка вверх по колонне. Применяется при добыче нефти насосами (УЭЦН, ШГН) и фонтанным способом.
СДФ — вращающиеся фрезы: эффективен при жидких и полужидких кристаллических АСПО, применим в НКТ с покрытием (полимерные фрезы). СДЛ — стационарные лезвия: эффективен при сухих и твёрдых АСПО, только для стальных НКТ. Для смешанных отложений — СДЛФ (комбинация).
На нефтяных скважинах с НКТ-60/73/89 при регулярной и аварийной депарафинизации. Применяется в полуавтоматическом (лебёдка ЛИС-1) или автоматическом (УДС-1) режиме. Наиболее эффективен при дебите скважины ~30 м³/сут с жидкими АСПО.
Диаметр фрез должен соответствовать внутреннему диаметру применяемых НКТ. Для НКТ-73 (внутренний диаметр ~59–62 мм) — фрезы диаметром 40 – 60 мм. При значительном накоплении АСПО начинают с меньшего диаметра, постепенно увеличивая до номинального.
Стальные фрезы — только для стальных НКТ. Полимерные — для НКТ с покрытием. При плотных АСПО-пробках — вначале пробойник СП-1, затем СДФ. Ропсокет «Ролик» и тяжёлые грузы — для высокодебитных скважин. Вертлюг с магнитной секцией — при лубрикаторе с индукционной катушкой.
Ропсокет «Ролик» — альтернативный наконечник крепления проволоки с роликом для перенаправления проволоки. Применяется на высокодебитных скважинах (> 50–80 м³/сут), где восходящий поток жидкости создаёт значительное подъёмное усилие на скребок при спуске. Снижает нагрузку на соединение и облегчает спуск.
Да, при наличии плотных сухих АСПО-пробок. Скребок-пробойник СП-1 пробивает первоначальное отверстие в пробке, после чего применяется СДФ для полной очистки. Попытка пройти плотную пробку фрезами без пробойника ведёт к риску обрыва проволоки.
По динамике дебита скважины. При снижении дебита на 10–15% от базового уровня — проводится плановый цикл депарафинизации. При цикличном скребковании наибольший эффект даёт регулярность, а не разовые интенсивные очистки.
Документы и сертификаты
Обозначение
- Тип ропсокета (РК - колокольчик, РР - ролик)
- Диаметр верхней фрезовой головки, мм (40 ... 68)
- Диаметр нижней фрезовой головки, мм (40 ... 68)
- Диаметр груза, мм (28 ... 38)
- Материальное исполнение фрезовых головок (С - сталь, П - полимер)
- Количество фрезовых головок
- Скребок динамический фрезовый
