Скребок внутритрубный

Скребок внутритрубный служит для очистки внутренней поверхности трубопровода от продуктов коррозии и смолистых отложений во время строительства, эксплуатации и перед проведением диагностических работ с использованием внутритрубных дефектоскопов.

Скребок внутритрубный содержит полый цилиндрический корпус с передним и задним защитными бамперами, не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на передней части корпуса и не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на задней части корпуса. Центральный очистной узел скребка включает в себя расположенные осесимметрично, шарнирно закрепленные на корпусе и подпружиненные в направлении внутренней стенки трубопровода рычаги с закрепленными на них чистящими элементами и кольцевой щеточный блок.

Чистящие манжеты снабжены закладными элементами из твердосплавного металла или керамики, которые располагаются на одном уровне с чистящей поверхностью манжет. Чистящие элементы центрального очистного узла выполнены в виде полиуретановых пластин, снабженных чистящими кромками с закладными твердосплавными элементами или закладными элементами из керамики, закрепленными на данных пластинах. Закладные элементы из твердосплавного металла или керамики располагаются на чистящих пластинах на одном уровне с их чистящей поверхностью. Конструкция скребка обеспечивает регулировку усилия прижатия чистящих пластин к внутренней поверхности трубопровода.

Данный скребок за счет использования закладных элементов на чистящих поверхностях манжет и чистящих элементов обладает повышенной износостойкостью в процессе эксплуатации и эффективно выполняет очистку внутренней поверхности трубопроводов.

Предложенное устройство служит для очистки внутренней поверхности трубопровода от продуктов коррозии и смолистых отложений во время его строительства, эксплуатации и перед проведением диагностических работ с использованием внутритрубных дефектоскопов.

Среди наиболее часто применяемых очистных устройств можно указать на устройства манжетного типа, в которых основными очищающими элементами являются манжеты, периферийная часть поверхности которых находится в тесном контакте с внутренней поверхностью трубопровода и наиболее подвержена износу.

Очистные устройства наиболее универсальны в случае, если чистящие элементы состоят из двух частей - из манжет, а также магнитных сегментов, поверхность которых находится на некотором расстоянии от внутренней поверхности трубы.. Эти устройства дают возможность удалять из трубопровода, помимо жидких загрязнений, также металлические включения.

Известно устройство для очистки трубопровода (патент DE 3506621, кл. В08В 9/04, дата публикации 28.08.1986), который содержит полый цилиндрический корпус, несколько чистящих дисков в передней и задней части корпуса.

Известно устройство для удаления парафиновых отложений в трубопроводе (патент US 5795402, кл. В08В 9/04, дата публикации 18.08.1998), который содержит полый цилиндрический корпус, несколько чистящих дисков в передней и задней части корпуса.

В конструкции указанных очистных устройств - аналогов заявленного скребка края чистящих дисков прижимаются к поверхности трубопровода и подвержены усиленному износу.

Известно устройство для очистки трубопровода (патент RU 2266794, кл. В08В 9/055, дата публикации 27.12.2005), который содержит полый цилиндрический корпус и смонтированные на наружном периметре корпуса съемные органы, содержащие в своем составе, по крайней мере, два поддерживающих и направляющих органа, по крайней мере, один уплотняющий и обдирочный орган, один щеточный орган, один магнит.

К недостаткам данного устройства можно отнести повышенный износ уплотняющих, поддерживающих и обдирочных органов (дисков).

Известно устройство для очистки трубопровода (патент US 6173469, кл. В08В 9/02, дата публикации 16.01.2001), который содержит полый цилиндрический корпус, передние и задний чистящие диски, чистящую манжету, укрепленную на передней части корпуса и чистящую манжету, укрепленную на задней части корпуса. В центральной части корпуса устройства осесимметрично размещены чистящие металлические щетки на пружинящих полиуретановых основаниях в виде параллелограмма.

К недостаткам данного устройства можно отнести повышенный износ чистящих дисков и манжет.

Известно устройство для очистки трубопровода (патент US 7000280, кл. В08В 9/04, дата публикации 21.02.2006), который содержит полый цилиндрический корпус, переднюю и заднюю центрирующие манжеты и переднюю чистящую манжету. По периметру чистящей манжеты размещены выступающие металлические шипы, которые служат для разрыхления парафиновых отложений на стенках трубопровода.

К недостаткам данного устройства можно отнести отсутствие элементов для очистки внутренней полости трубопровода от металлического мусора и повышенный износ центрирующих манжет.

Прототипом предложенной полезной модели является внутритрубный скребок, выполненный в соответствии с патентом RU 66240, (кл. В08В 9/04, дата публикации 10.09.2007). Скребок содержит полый цилиндрический корпус с передним и задним защитными бамперами, не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на передней части корпуса и не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на задней части корпуса. Центральный очистной узел скребка включает в себя расположенные осесимметрично, шарнирно закрепленные на корпусе и подпружиненные в направлении внутренней стенки трубопровода рычаги с закрепленными на них чистящими элементами, кольцевой щеточный блок, сформированный из упругих металлических прутьев.

Чистящие элементы центрального очистного узла выполнены в виде полиуретановых пластин, снабженных чистящими кромками и металлическими выступающими шипами, закрепленными на данных пластинах. Конструкция скребка обеспечивает регулировку усилия прижатия чистящих пластин к внутренней поверхности трубопровода.

К недостаткам данного устройства можно отнести повышенный износ чистящих манжет.

Цель предложения - создание универсального чистящего устройства, которое обладает более высоким ресурсом работы чистящих манжет по сравнению с прототипом при сохранении высокого качества очистки внутренней поверхности трубопроводов.

Для устранения недостатков, присущих указанным известным устройствам, был разработан универсальный скребок, который за счет использования предлагаемых чистящих манжет и чистящих элементов с металлическими или керамическими закладными элементами, может эффективно выполнять очистку отложений внутренней поверхности трубопроводов от продуктов коррозии и смолистых отложений.

Указанная цель достигается за счет выполнения чистящих элементов в виде полиуретановых пластин, снабженных закладными элементами и размещенных на подпружиненных рычагах, которые прижимают пластины к внутренней поверхности трубопровода. На каждой из указанных полиуретановых пластин на одном уровне с их чистящей поверхностью равномерно размещены металлические или керамические закладные элементы. Закладные элементы на периферийной части чистящих манжет также расположены на одном уровне с чистящими поверхностями манжет и могут иметь форму цилиндров или параллелепипедов.

Пример конкретного исполнения скребка внутритрубного.

На фиг.1 приведен общий вид (с сечением) скребка внутритрубного.

На фиг.2 приведен вид А рабочей кромки полиуретановой чистящей манжеты.

На фиг.3 приведено сечение Б-Б полиуретановой чистящей пластины.

На фиг.4 приведен объемный вид скребка внутритрубного.

Скребок состоит из полого цилиндрического корпуса 1, на котором в передней и задней его части размещены полиуретановые чистящие манжеты 2 специальной формы, позволяющие производить более качественную очистку по сравнению с цилиндрическими чистящими дисками. Конструкция манжет 2 такова, что позволяет использовать перепад давления, возникающий на манжетах 2 для прижатия рабочей поверхности манжеты 2 к поверхности трубопровода. Манжеты 2 выполнены в виде двух типов исполнения: с гладкой рабочей поверхностью и с проточками, направленными под углом к строительной оси трубопровода, что позволяет закручивать поток продукта, перетекающий через отверстия и проточки в хвостовых манжетах, и далее через отверстия в корпусе, размывая тем самым скопившиеся перед манжетами загрязнения.

В головной части скребка размещен передний бампер 3, в котором имеются сопла 4 (байпасные отверстия, совпадающие с отверстиями передней чистящей манжеты 2), предназначенные для размывания скопившихся перед скребком удаленных со стенки трубопровода отложений, в т.ч. парафинистых. Сопла 4 расположены под углом к продольной оси скребка, благодаря чему поток перекачиваемой жидкости (нефти), поступающий в них через проточки второй передней чистящей манжеты 2 придает скребку вращательное движение вокруг оси, обеспечивая равномерный износ чистящих элементов.

В средней части скребка расположен центральный чистящий узел, включающий в себя шарнирно закрепленные, подпружиненные рычаги 5, на которых размещены чистящие элементы в виде чистящих пластин 6. Для поджатия чистящих пластин 6 к стенке трубы использованы цилиндрические пружины растяжения 7. Первый зацеп (передний по ходу движения скребка) пружины 7 закреплен за кронштейн рычага 5, второй зацеп (задний по ходу движения скребка) пружины 7 крепится к шарнирной заделке на фланце в хвостовой части скребка с помощью регулировочного винта 8. Задний зацеп пружины 7 выполнен таким образом, что позволяет регулировать натяжение пружины для обеспечения оптимального усилия прижатия чистящих пластин 6 к внутренней стенке трубопровода. Подпружиненные рычаги 5 служат дополнительной опорой при прохождении скребком равнозначных тройников и клиновых задвижек, что позволяет избежать установки в середине корпуса скребка дополнительной опорной манжеты. Данная конструкция позволяет скребку преодолевать сужения трубопровода до 85% наружного диаметра.

Чистящие пластины 6, имеют несколько чистящих кромок каждая и развернуты относительно строительной оси трубопровода на определенный угол. По мере износа пластин 6 геометрия их чистящих кромок сохраняется неизменной. В качестве чистящих элементов, размещенных на подпружиненных рычагах 5, использованы полиуретановые чистящие пластины 6, в которые равномерно заложены металлические или керамические элементы 9 (см. фиг.2, 3, 4). Размещение закладных металлических или керамических элементов 9 на эластичных полиуретановых пластинах 6 увеличивает ресурс их работы.

Закладка указанных элементов 9 производится в процессе изготовления (путем заливки полиуретана в специальные формы) полиуретановых чистящих манжет 2 и чистящих пластин 6.

В качестве материала для изготовления закладных элементов может быть использована сталь марки ШХ 15 (ГОСТ 801-78) или керамика вакуум-плотная ВК94-1 (аЯ. 027.002 ТУ).

Наличие в конструкции данного узла мощных пружин растяжения 7 позволяет с достаточным усилием воздействовать на загрязненную твердыми парафинистьми и асфальтеносмолистыми отложениями стенку трубопровода и эффективно разрыхлять эти отложения.

Между центральным чистящим узлом и задними чистящими манжетами 2 расположен пояс из плотно размещенных металлических щеток 10.

Под металлическими щетками 10 расположены блоки магнитов 11. Совместно щетки 10 и блок магнитов 11 позволяют удалять с внутренних стенок трубопроводов не только твердые парафинистые отложения, но и чужеродные ферромагнитные предметы, притягивая их и транспортируя на скребке.

Все это позволяет значительно повысить эффективность очистки особо загрязненных участков трубопроводов.

В хвостовой части скребка устанавливается передатчик 12, закрытый защитным задним бампером 13. На всей длине корпуса 1, а также на хвостовой чистящей манжете 2 имеются отверстия, не позволяющие скапливаться загрязнениям перед чистящими элементами.

Таким образом, предлагаемая к рассмотрению конструкция скребка позволяет более эффективно удалять парафин, асфальтеносмолистые и другие отложения со стенок и углублений трубопровода по всей его длине.

Описание и работа составных частей заявленного скребка

Скребок, помещенный в трубопровод, движется вместе с потоком перекачиваемого продукта. При этом производится очистка внутренней поверхности трубопровода.

Передний бампер (3) представляет собой жесткую конструкцию в виде металлической корзины в форме конуса или полусферы и который предназначен для крепления головного блока чистящих манжет 2 и защиты скребка от механических повреждений.

Задний бампер (13) представляет собой конструкцию в виде металлической корзины цилиндрической, конической или полусферической формы и предназначен для защиты передающего устройства (12) от механических повреждений.

Чистящие пластины 6, расположенные осесимметрично, создают дополнительную опору, позволяющую скребку проходить в трубопроводах тройники и отводы без решеток.

Передающее устройство (12), может быть установлено в хвостовой части скребка для определения его местоположения в трубопроводе при выполнении работ по очистке.

Применение предложенного очистного скребка позволяет повысить эффективность и качество очистки внутренней поверхности магистральных трубопроводов от продуктов коррозии и смолистых отложений. Испытания показали, что данный скребок обладает повышенной износостойкостью чистящих манжет и чистящих пластин центрального чистящего узла по сравнению с ранее применявшимся скребком прототипом.

1. Скребок внутритрубный, содержащий полый цилиндрический корпус с передним и задним защитными бамперами, не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на передней части корпуса и не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на задней части корпуса, центральный очистной узел, включающий в себя расположенные осесимметрично, шарнирно закрепленные на корпусе и подпружиненные в направлении внутренней стенки трубопровода рычаги с закрепленными на них чистящими элементами, кольцевой щеточный блок, сформированный из упругих металлических прутьев, отличающийся тем, что в конструкции чистящих манжет и чистящих элементов применены металлические или керамические закладные элементы, которые равномерно распределены и зафиксированы на одном уровне с их чистящими поверхностями, контактирующими с внутренней поверхностью трубопровода.

2. Скребок по п.1, отличающийся тем, что чистящие элементы выполнены в виде полиуретановых пластин, на каждой из которых расположено несколько закладных элементов из металла или керамики на одном уровне с их чистящими поверхностями.

3. Скребок по п.1, отличающийся тем, что закладные элементы имеют форму цилиндра или параллелепипеда.

4. Скребок по п.1, отличающийся тем, что закладные элементы изготовлены из твердосплавного металла.

5. Скребок по п.1, отличающийся тем, что закладные элементы изготовлены из износостойкой керамики.

6. Скребок по п.1, отличающийся тем, что чистящие манжеты выполнены из эластичного материала, например, полиуретана с закладными элементами из металла или керамики, расположенными по периметру манжет на одном уровне с их чистящими поверхностями.

7. Скребок по п.1, отличающийся тем, что чистящие манжеты имеют чашевидную форму или форму усеченного конуса.