Юрий Шевченко - Альтернативная чистка трубопроводов

Очистка полости загрязненных равнопроходных трубопроводов весьма сложная техническая задача, связанная не только с разрушением твердых отложений в пристеночной области трубопровода, но также с удалением большой массы осадка, образующегося в процессе очистки.

Ждановым предложено устройство для очистки внутренней поверхности сильно загрязненных труб [3], содержащее корпус 1 с рабочим органом в виде набора пружинящих металлических пластин 2 (Рис. 1).

Рис. 1.Устройство для поэтапной очистки внутренней поверхности трубопровода, где 1 – корпус; 2 – пружинящие металлические пластины; 3 – скребки; 4 – очищаемый трубопровод; 5 – кожух; 6 – окна; 7 – опорный диск; 8 – винт; 9, 10 – пружины.

Перед введением устройства в очищаемую трубу, поворачивая винт 8, перемещают опорный диск 7, до тех пор, пока пружинящие металлические пластины 2 не уберутся через окна 6 кожуха 5 внутрь кожуха, из которых будут выступать лишь загнутые концы 3 пластин 2. В этом положении скребок легко вводится в очищаемую трубу. Затем винт 8 поворачивают в противоположную сторону до тех пор, пока пластины 2 не упрутся во внутреннюю поверхность очищаемой трубы 4.

С помощью троса, прикрепленного к проушине 10, а другим концом к лебедке, устройство протягивают через очищаемую трубу. В случае возникновения непреодолимых препятствий (камней, больших вмятин, изломов трубы), устройство извлекают из очищаемой трубы задним ходом с помощью троса, прикрепленного к проушине 9. Весьма существенным недостатком предложенного скребка является поэтапная чистка трубопровода малыми участками, а также отсутствие приспособлений для удаления образующего в процессе чистки осадка.

Курдов и Шириев предлагают [4] очистку и сбор шлама с внутренней полости трубопровода проводить при помощи конического стакана 1 (Рис. 2).

Рис. 2.Очистное устройство, оснащенное полостью для сбора шлама, где 1 – конический стакан; 2 – упругий гофрированный элемент; 3 – конический патрубок; 4 – очистной элемент из твердого сплава; 5 – отверстие; 6 – ребра жесткости; 7 – антифрикционные накладки; 8 – кольцевая сетка; 9 – жесткое основание; 10 – полость для сбора шлама.

Конический стакан выполнен из двух частей, сочлененных упругим гофрированным элементом 2, конического патрубка 3, и очистного элемента 4, оснащенного твердым сплавом.

Рабочий агент, подаваемый в очищаемый трубопровод, продвигает устройство в направлении стрелки. Очистной элемент 4 снимает слой загрязнений с внутренней поверхности трубопровода. Рабочий агент проходит между антифрикционными накладками 7 и огибает очистной элемент 4. В виду большой скорости потока в верхней части конического стакана 1 происходит «подсос» продукта через отверстие 5 в конический патрубок 3 и сбор шлама в полости 10.

Дытюк из ОАО «Оренбургнефть» предлагает для очистки внутренней поверхности трубопровода от асфальтено-парафиновых отложений устройство [5], эскиз которого представлен на рис. 3.

Рис. 3.Очистное устройство для разжижения и перемещения парафиновых пробок, где 1, 2 – части пустотелого корпуса; 3, 4 – направляющие; 5 – поршень; 6 – шток; 7 – стопорные кольца; 8 – гайка; 9 – пружина; 10 – стопорное кольцо; 11 – болты; 12 – конусообразные кольца (3 шт.); 13 – полость.

Устройство снабжено перепускными соплами для разжижения и перемещения накопившегося в процессе чистки осадка. Устройство выполнено в виде пустотелого корпуса из эластичного материала и состоит из двух частей 1 и 2. В каждую часть впрессованы фигурные гильзы 3 и 4, являющиеся направляющими для поршня 5.

Движение поршня ограничивается пружиной 9 и выступами гильзы. В тело устройства 2 впрессованы конусообразные сопла 12 (3 штуки), предназначенные для разжижения и перемещения парафиновых и асфальтено-смолистых скоплений.

Под действием перепада давлений устройство движется по трубопроводу. Когда максимальный перепад давления для его продавки достигает величины 3,6 МПа, срабатывает плунжерная пара 5. В результате транспортируемая жидкость из полости 14 поступает в канал 16 сопла 12, при этом разжижая и перемещая скопления парафина и асфальтено-смолистых веществ в область низкого давления очищаемого трубопровода. По мнению автора, технический результат достигается за счет повышения надежности работы устройства, устраняется застревание его в трубе и сокращается время чистки сильно загрязненных трубопроводов.

Для очистки внутренней поверхности трубопровода с высокой степенью загрязнения предложено устройство [6] с очистным элементом, выполненным в виде фрезы (8), закрепленной на пустотелом валу (6). Работает устройство следующим образом: в очищаемом трубопроводе вырезают участки на расстоянии 100 – 150 м и вводят очистное устройство внутрь трубы. Через очищаемый участок протаскивают трос 9, один конец которого подсоединяют к корпусу лебедки 10, а другой к барабану 11. Включают лебедку 10 (Рис. 4). Трос 9 придает поступательное движение очистному устройству и одновременно приводит во вращение ведущую шестерню 4 очистного устройства, которая придает вращение конической шестерне 5, приводящую во вращение пустотелый вал 6 и фрезу 8. Фреза врезается в отложения. В случае аварийной остановки, отключают лебедку 10 и вытаскивают устройство из трубы с помощью аварийного троса 16.

Рис. 4.Очистное устройство для поэтапной чистки внутренней поверхности трубопровода от твердых отложений, где 1 – корпус; 2 – ведущий вал; 3 – подшипник; 4 – ведущая шестерня; 5 – коническая шестерня; 6 – пустотелый вал; 7 – подшипник; 8 – фреза; 9 – приводной трос; 10 – лебедка; 11 – барабан; 12 – очищаемый трубопровод; 13 – твердые отложения; 14 – центровочные ролики; 15 – пружины; 16 – аварийный трос; 17 – пружина.

С целью повышения степени мобильности и автономности очистного устройства, а также для чистки трубопровода со сложным профилем Денисов с соавторами, разработали устройство для чистки внутренней поверхности труб [7], которое наряду с принудительным вращением, имеет возможность поступательного движения в обоих направлениях (Рис. 5).