СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ Российский патент 1995 года по МПК B08B9/04 

Изобретение относится к технологии очистки трубопроводов от внутренних отложений и может быть использовано при очистке напорных и самотечных трубопроводов от мягких, сильнослипающихся отложений типа смолистых отложений нефтепроводных магистралей, отложений типа парафинов, нафталинов, конверторной медеплавильной пыли, золы мазута влажностью более 15% и др.

Такие отложения помимо высокой степени слипаемости характеризуются высокой податливостью, что затрудняет их удаление со стенок трубопровода известными средствами.

Известен способ очистки внутренней поверхности трубопроводов от отложений [1] заключающийся в механическом отделении отложений от внутренней поверхности трубопровода посредством срезания их кольцевым элементом и их удалении из зоны очистки с изоляцией их от поверхности трубопровода.

Поскольку при очистке скребковые устройства перемещают напором жидкости, этот способ не применим для очистки безнапорных (самотечных) трубопроводов. Попытки использования этого способа для очистки напорных трубопроводов от слипающихся отложений также не привели к успеху, поскольку при механическом соскабливании отложений происходит их перенос на переднюю поверхность скребков, налипание их на режущие кромки, забивание каналов для прохода жидкости, которая одновременно осуществляет вынос продуктов в зону утилизации. Это приводит к закупорке проходного сечения трубопровода и прекращению очистки из-за остановки инструмента. При этом его извлечение из трубопровода становится сложной технической задачей.

Задача предложенного способа очистки внутренней поверхности трубопровода путем изменения схемы отделения отложений и их удаления из зоны обработки заключается в исключении налипания отложений на инструмент и на поверхность трубопровода и повышении тем самым скорости очистки.

Эта задача обеспечивается тем, что в способе очистки внутренней поверхности трубопровода, заключающемся в механическом отделении отложений от поверхности трубопровода посредством срезания их кольцевым режущим элементом и их удалении из зоны обработки с изоляцией загрязнений от поверхности трубопровода, согласно изобретению механическое отделение от поверхности трубопровода осуществляют срезанием их кольцевым режущим инструментом, угол заточки режущей кромки которого меньше угла самоналипания отложений на внутреннюю поверхность инструмента, причем угол заточки выбирают в пределах 5-9^о. Здесь и далее под углом самоналипания понимают угол заточки режущей части инструмента, при котором отложения тормозятся силами трения и налипают на поверхность режущей части, не перемещаясь по этой поверхности при рабочем ходе инструмента. Этот угол определяют экспериментально с учетом адгезионных свойств отложений и характеристик инструмента (материал, чистота обработки рабочих поверхностей и так далее).

Срезание кольцевым режущим инструментом с указанным углом заточки режущей кромки обеспечивает отделение отложений одновременно по всему периметру поперечного сечения трубопровода, при указанном угле заточки срезанные отложения беспрепятственно перемещаются за пределы рабочей зоны, что в сочетании с их пакетированием и удалением из трубопровода в пакетированном виде исключает их слипание и налипание на стенки трубопровода, тем самым обеспечивая повышение скорости очистки.

На фиг. 1 показана схема реализации способа, когда отложения пакетируются в контейнер, прикрепляемый к инструменту; на фиг. 2 то же, когда отложения пакетируют в приставной контейнер, не связанный с инструментом; на фиг. 3 устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, продольный разрез; на фиг. 4 то же, вид спереди; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 4.

Очистку внутренней поверхности трубопровода 1 от сильно слипающихся отложений 2 производят путем их механического отделения от поверхности, при этом отложения срезают кольцевым режущим инструментом 3 с углом α заточки режущей кромки (фиг. 1) меньше угла самоналипания отложений на внутреннюю поверхность инструмента. При срезании отложения не тормозятся на поверхности инструмента и свободно перемещаются за его пределы, где их пакетируют с изоляцией от поверхности трубопровода и в пакетированном виде удаляют из трубопровода. Экспериментально установлено, что угол α заточки режущей кромки должен находиться в пределах 5-9^о, поскольку при α меньше 5^о резко снижается прочность инструмента, а при α больше 9^о существенно увеличивается торможение отложений, что вызывает их налипание на внутреннюю поверхность инструмента.

Пакетирование отложений производят сбором их в контейнер 4, выполненный из мягкого материала, прикрепляемый к инструменту 3 (фиг. 1), либо в контейнер, перемещаемый синхронно с перемещением инструмента (фиг. 2) посредством троса 5. По мере наполнения его извлекают из трубопровода тросом 6, очищают, а затем опять подводят к инструменту и продолжают процесс очистки. Контейнер может быть жестким, крепиться на штанге и толкаться вслед за инструментом (не показано).

Вторую схему очистки предпочтительней применять при очистке длинных трубопроводов со значительной толщиной отложений. В этом случае они срезаются послойно, увеличивая после каждого прохода размер инструмента либо используя заявленное устройство.

Заявленный способ может осуществляться устройством (фиг. 3), которое содержит трубчатый корпус 7, несущий с одной стороны режущий инструмент 8, а с другой стороны средство для удаления отложений, выполненное в виде сменного контейнера 9 для пакетирования отходов, прикрепляемого к корпусу 7. Режущий инструмент 8 выполнен в виде набора луговых секций 11, сочлененных между собой с возможностью перемещения в направлении друг к другу, для чего каждая секция имеет продольный паз 12 с одной стороны, а с другой продольный выступ 13, помещаемый в паз соседней секции. Секции подпружинены одна относительно другой пружинами 14, установленными в пазах 12. Секции 11 через одну имеют узлы регулируемого радиального перемещения, выполненные в виде резьбовых втулок 15, сопрягаемых с винтами 16, закрепленными на секциях, и установленных с возможностью вращения на ступице 17, прикрепленной тягами 18 к корпусу 7. На ступице 17 имеется петля 19 для крепления троса. Угол α заточки режущей части инструмента выполнен меньше угла самоналипания отложений на внутренней поверхности инструмента.

Заявленный способ данным устройством реализуется следующим образом.

Вращением втулок 15, которые через винты 16 смещают секции 11 на увеличение либо уменьшение диаметра инструмента, настраивают инструмент по внутреннему размеру трубопровода при очистке за один проход или на определенную толщину срезаемого слоя отложений при очистке за несколько проходов с учетом емкости контейнера и длины трубопровода. При вращении втулок на выворачивание винтов 16 секции 11 перемещают на увеличение диаметра инструмента (и наоборот). При этом деформации пружин 14 обеспечивают равномерность их размещения по периметру режущей части инструмента. Эластичный элемент 10 обеспечивает свободное перемещение секций 11 относительно корпуса 7. Затем к петле 19 ступицы 17 подсоединяют трос привода перемещения устройства и вводят устройство в очищаемый трубопровод (фиг. 1) и перемещают его вдоль трубопровода. При этом происходит срезание отложений по всему сечению трубопровода. Срезаемые отложения по внутренней поверхности инструмента и через полость корпуса 7 попадают в контейнер 9, где накапливаются с уплотнением и по окончании прохода удаляются из контейнера.

Таким образом, заявленные технические решения обеспечивают беспрепятственное удаление сильнослипающихся отложений из трубопровода, что исключает необходимость повторной очистки и сокращает сроки ее проведения.

Использование: очистка внутренней поверхности труб. Сущность изобретения: способ включает механическое отделение отложений путем срезания кольцевыми режущим инструментом с углом заточки, равным 5-9°, исключающим самоналипание отложения на поверхность инструмента. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ, заключающийся в механическом отделении отложений от поверхности трубопровода посредством срезания их кольцевым режущим элементом и удалении отложений из зоны очистки с изоляцией их от поверхности трубопровода, отличающийся тем, что срезание осуществляют кольцевым режущим элементом, угол заточки режущей кромки которого меньше угла самоналипания отложений на внутреннюю поверхность инструмента. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что угол заточки режущей кромки выбирают в пределах 5 9^o.