Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и предназначена для очистки внутренней поверхности магистральных и промысловых трубопроводов от грязепарафиновых и асфальтосмолистых отложений образующихся при транспортировке по трубопроводам газа, нефти и продуктов ее переработки.

В процессе перекачки нефти и продуктов ее переработки (бензин, дизельное топливо, масло) по трубопроводам происходит осаждение нефтепарафинов и других асфальтосмолистых отложений на внутренней поверхности трубопровода, что уменьшает эффективный диаметр трубопровода и приводит к уменьшению объемов перекачки продукта и повышению энергозатрат. Поэтому периодически (согласно ОР 16.00-45.21.30-КТН-004-2-00, СП 111-34-96) производят чистку внутренней поверхности трубопроводов от различных отложений путем пропуска очистных устройств, которые двигаются по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта, причем для более тщательной отчистки их пропуск осуществляют до 10-15 раз.

Известен поршень для очистки внутренней поверхности трубопровода [Патент 2296632], содержащий вставку, представляющую собой ряд отдельных пластин из полиуретана или маслобензостойкой резины, равномерно расположенных по периметру поршня с угловым смещением по его оси последующей пластины относительно предыдущей, при этом концы пластин выступают на поверхности поршня.

Наиболее близким по технической сущности является очистное устройство «ОУ-П-КЛ» [патент РФ 2324550], включающее полый корпус в виде трубы с размещенными на нем в передней и задней частях эластичными манжетами и перепускной клапан, в качестве которого используют фланец. При наличии перепада давления до и после очистного устройства открывается регулируемый перепускной клапан и происходит размыв и вынос потоком транспортируемой жидкости отложений из передней зоны очистного устройства. При уменьшении перепада давления до определенной величины до и после очистного устройства перепускной клапан закрывается и перетока продукта не происходит.

Недостатком имеющегося устройства является то, что перемещение устройства происходит только поступательно, а размыв отложений происходит потоком транспортируемой жидкости, что снижает эффективность очистки полости трубопровода.

Задачей полезной модели является повышение эффективности очистки внутренней поверхности трубопровода от различных отложений образующихся при транспортировке по трубопроводам нефти и продуктов ее переработки.

Данный технический результат достигается тем, что предложенное очистное устройство состоит из поршня 1 на котором расположены манжеты 2, манжет 2, выполненных из чередующихся материалов, например, пенополиуретана и листовой маслобензостойкой резины, и имеют съемную конструкцию, для замены манжет 2 в случае их повреждения после очередного пропуска устройства, щеточного блока 3, для механической очистки внутренней полости трубопровода от плотных парафиновых и асфальтосмолистых отложений, и диск с соплами 4, выполненный в виде цилиндра и с расположенными по диаметру D отверстиями в виде сопел 5 с размерами d₁ - на входе транспортируемого продукта и D₁ - на выходе и расположенными таким образом, что транспортируемый продукт, попадая в сопла 5 проходит через них и на оси устройства образуется вращающий момент М_в, что приводит к вращению очистного устройства. Для придания вращательного движения очистному устройству при его перемещении по трубопроводу необходимо выполнить условие М_в>М_с,

Где М_в - вращающий момент;

М_с - момент сопротивления вращению [А.Д.Альтшуль, Л.С.Животовский, Л.П.Иванов «Гидравлика и аэродинамика» Учебник для вузов, М.: Стройиздат, 1987. - 414 с. (с.351-359)].

Вращающий момент может быть получен за счет тангенциально расположенных Отверстий (сопел) на дополнительном диске, закрепленном в передней части скребка

Реактивная сила струи, истекающей из отверстия определяется по формуле

F=mV₀=Q₀V₀=S₀V₀²,

Где m - секундная масса жидкости, истекающая из отверстия;

V₀ - скорость истечения;

- плотность жидкости;

Q₀ - расход жидкости через отверстие;

S₀ - площадь поперечного сечения отверстия на выходе.

Токда М_в=n*F*r*sin,

Где n - число отверстий;

r - радиус расположения выходных отверстий;

- угол наклона оси струи на выходе из отверстия.

Момент сопротивления вращению определяется по формуле

M_c=T*D/2,

Где Т - сила трения между скребком и поверхностью трубопровода;

D_м - диаметр чистящих дисков (манжеты)

[А.Д.Альтшуль, Л.С.Животовский, Л.П.Иванов «Гидравлика и аэродинамика» Учебник для вузов, М.: Стройиздат, 1987. - 414 с. (с.351-359)].

Схема устройства представлена на фиг.1

Устройство работает следующим образом.

Поршень 1 с манжетами 2 и щеточным блоком, проходя через трубопровод толкает транспортируемый продукт через цилиндрический диск с соплами 4 с отверстиями d₁ на входе транспортируемого продукта и D₁ - на выходе в виде сопел 5, которые расположены по периметру сопельного диска 4 таким образом, что транспортируемый продукт, попадая в сопла 5 проходит через них и на оси устройства образуется вращающий момент М_в , что приводит к вращению очистное устройство.

Таким образом, конструкция очистного устройства позволяет совершать в потоке транспортируемой жидкости не только поступательное, но и вращательное движение, что механически очищает внутреннюю поверхность трубопровода щеточным блоком 3 и производит размыв отложений струями перекачиваемого продукта, выходящими из сопел 5. Кроме того повышается эффективность очистки трубопровода от отложений, и как следствие, уменьшение количеств пропусков очистных устройств.

1. Устройство для отчистки внутренней поверхности трубопровода, состоящее из поршня, отличающееся тем, что на поршне расположены манжеты, щеточный блок и сопельный блок, с расположенными на нем по диаметру D отверстиями в виде сопел d₁ - на входе транспортируемого продукта и D₁ - на выходе, причем d₁>D₁.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, диск с соплами выполнен съемным.