Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода

 

Использование: для очистки внутренней поверхности действующего трубопровода. Сущность изобретения: очистное устройство содержит полый корпус, очистные элементы, манжеты, перегородку, байпасную линию и гидротурбинку. Клапаны выполнены в виде косых отверстий, прикрытых пластинами. Последние прикреплены одним концом к перегородке. Очистные элементы выполнены в виде подпружиненных качелевидных ножей из геликоидальных сегментов, к рычагам которых прикреплены сопла гидротурбин. Сопла направлены в обратную сторону движению ножей касательно к их задней кромке. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, в частности к устройствам для очистки трубопроводов от отложений, образовавшихся в процессе эксплуатации при транспортировке по трубопроводам различных по составу нефтей и нефтепродуктов.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб, включающее корпус, очистные элементы, турбинку, расположенную внутри корпуса, которая при своем вращении периодически меняет интенсивность перетока транспортируемой жидкости через устройство.

Известен также скребок, оснащенный байпасной линией, открывающейся в том случае, если давление, действующее на скребок перекачиваемой жидкостью и обеспечивающее его движение по трубопроводу, достигает определенного, заранее заданного уровня. Жидкость, протекая через клапан и байпасную линию, размывает скопившиеся отложения, создавая тем самым возможность транспортировки устройства.

Однако вышеназванные устройства имеют недостаточную эффективность очистки, низкую надежность транспортировки за счет нерационального использования перетекающей жидкости через крышку устройства.

Известно также устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, включающее корпус, соосно установленную на валу и связанную с ним турбинку, очистные элементы, дополнительную турбинку, установленную на валу с возможностью вращения относительно него, причем вал на участке между турбинками выполнен в виде колена, дополнительная турбинка снабжена шарообразным ободом, на котором закреплены очистные элементы.

Недостаток - отсутствие значительных перепадов давления до и после сопл турбинок, что обуславливает малые крутящие моменты, а следовательно, и недостаточная эффективность очистки. Кроме того, из-за отсутствия манжет и свободного перетока жидкости осевое перемещение устройства по трубопроводу недостаточно надежно.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, содержащее полый корпус с размещенными на нем манжетами, сообщающуюся с полостью корпуса гидротурбинку, связанные с последней очистные элементы, и установленную в полости корпуса поперечную перегородку.

Однако это устройство - прототип имеет недостаточную эффективность очистки внутренней поверхности трубопровода по причине неэффективного использования энергии перетекаемой жидкости через устройство для создания крутящего момента и усилия резания на очистных элементах, а также малой области контакта очистных элементов с внутренней поверхностью трубопровода.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки.

Это достигается тем, что в очистном устройстве, содержащем полый корпус с поперечной перегородкой, очистные элементы, манжеты, байпасные линии и гидротурбинку, на поперечных перегородках полости корпуса выполнены косые отверстия, прикрытые пластинами, прикрепленными одним концом к перегородке, очистные элементы выполнены в виде подпружиненных качелевидных ножей из геликоидальных сегментов. К рычагам ножей прикреплены сопла гидротурбин, направленные в сторону, противоположную движению ножей касательно к их задней кромке.

На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - очистной элемент с гидротурбиной; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2.

Устройство включает корпус 1, на котором установлены очистные элементы 2, предназначенные для удаления парафиновых или солевых отложений с внутренней поверхности трубопровода, и манжеты 3, выполненные как правило из резины или из другого эластичного материала, с помощью которых осуществляется перемещение устройства в трубопроводе за счет перепада давления. Кроме того, манжеты служат для центрирования устройства. В полом корпусе 1 установлена перегородка 4, выполнена байпасная линия (канал) 5 для перетока жидкости к гидротурбинке, состоящей из выходных сопл 6. Клапаны выполнены в виде косых отверстий 8, прикрытых пластинами 9, прикрепленными одним концом к перегородке 4. Очистные элементы 2 выполнены в виде подпружиненных качелевидных ножей 7 из геликоидальных сегментов, к рычагам которых прикреплены сопла 6, направленные в сторону, противоположную движению ножей касательно к их задней кромке.

Устройство работает следующим образом.

Устройство вводится в полость очищаемого трубопровода через специальные камеры пуска и приема скребков. Перемещение устройства по трубопроводу осуществляется благодаря перепаду давления сзади и спереди, создаваемому благодаря манжетам 3. При движении устройства ножи 2 производят очистку внутренней стенки трубопровода. По мере скопления отложений впереди устройства сопротивление его движению возрастает, в корпусе 1 при этом открываются отверстия 8 благодаря изгибу пластин 9, перекачиваемая жидкость через байпасную линию 5 поступает в гидротурбинку 6, и жидкость, выходя из сопл гидротурбинок 6 создает реактивную силу, вращающую очистное устройство вместе с ножами 2. При этом, чем больше сопротивление движению устройства, тем больше перепад давления, т. е. с увеличением толщины и твердости осадков увеличивается переток жидкости, следовательно, крутящий момент на дисковом корпусе клапанов, реактивные силы на соплах, повышая крутящий момент и напор на ножи. Направленность сопел касательно к задней кромке качелевидных ножей позволяет повысить крутящий момент перетекающей жидкости, встречающей на своем пути преграду в виде стружки осадочного материала. При этом взаимодействие с преградой, т.е. величина дополнительного момента, крутящего очистное устройство и создающего напор на ножи тем больше, чем больше толщина стружки осадочного материала.

Изобретение позволяет увеличить значения крутящего момента и напора на ножи в зависимости от увеличения толщины и твердости осадка, а выполнение очистных элементов в виде подпружиненных качелевидных ножей из геликоидальных сегментов позволяет увеличит линию их контакта с поверхностью трубопровода, т. е. ширину фронта очистки. Это позволяет существенно повысить эффективность очистки внутренней поверхности трубопровода.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА, содержащее полый корпус с размещенными на нем манжетами, сообщающуюся с полостью корпуса гидротурбинку, связанные с последней очистные элементы и установленную в полости корпуса поперечную перегородку, отличающееся тем, что оно снабжено клапанным узлом, несущий элемент которого образован поперечной перегородкой с выполненными в ней косыми отверстиями и расположенными над ними по числу отверстий пластинами, закрепленными одним концом к перегородке.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что очистные элементы выполнены в виде подпружиненных качелевидных ножей из геликоидальных сегментов.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что качелевидные ножи имеют рычаги, а турбинка выполнена в виде связанных с рычагами сопл, направленных в сторону, противоположную движению ножей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4