Технологический комплекс для очистки длинномерных изделий

 

Изобретение относится к области очистки длинномерных изделий и может быть использовано при очистке нефтяных насосно-компрессорных труб, штанг от парафина и грязи и последующем покрытии наружной поверхности антикоррозионными материалами. Комплекс содержит устройство для подачи длинномерного изделия, щелевую камеру, устройство очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений и систему обвязки. Комплекс имеет также камеру предварительного пропаривания, содержащую захватный механизм и крышку с каналами поступления пароводяной смеси, совмещенную с щелевой камерой посредством крышки. В щелевой камере установлен конвейер для перемещения изделия и упругий волновой вибратор, а устройство очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений состоит из барботажной камеры с диафрагмами накопления пароводяной смеси и каналами для подачи горячей воды и сжатого воздуха в противотоке и генератора формирования вихревого потока пароводяной смеси в рабочую зону для перемешивания в барботажной камере со сжатым воздухом и горячей водой в противотоке. Изобретение обеспечивает повышение производительности и качества очистки длинномерных изделий, стабилизацию режима очистки с последующим антикоррозионным покрытием наружной поверхности изделия и защиту окружающей среды за счет утилизации отходов очистки. 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области очистки длинномерных изделий и может быть использовано при очистке нефтяных насосно-компрессорных труб (НКТ), штанг от парафина и грязи и последующем покрытии наружной поверхности антикоррозионными материалами.

Известно устройство для очистки труб, содержащее камеру мойки и сушки с расположенным в ней средством для установки изделий, имеющую сливной трубопровод, систему подачи рабочего агента, включающую насадки, предохранительный клапан, установленный в сливном трубопроводе для создания в камере повышенного давления, а насадки расположены в боковых стенках камеры для подачи рабочего агента в трубы, при этом камера мойки и сушки выполнена герметичной [1].

Недостатками данного устройства являются невысокое качество промывки из-за сравнительно низкой кинетической энергии струй, малая производительность, большой расход промывочной жидкости, что влечет за собой загрязнение окружающей среды.

Известна установка для очистки изделий, содержащая вакуумно-кавитационную моечную камеру, частично заполненную жидкостью и имеющую свободное пространство над ней, накопительный ресивер для подачи воздуха в камеру, золотниковый клапан с полым корпусом, имеющим радиальные отверстия, несущим в своей полости золотник с торцом и уплотнительным буртом с сообщающимся частью полости со свободным пространством камеры, пружину, расположенную с возможностью взаимодействия с золотником, и трубопровод для подачи воздуха, связанный с другой частью полости через радиальное отверстие, а ресивер снабжен выходным патрубком для подачи воздуха в камеру, установка снабжена пневмоцилиндром, расположенным над выходным патрубком и имеющим поршень со штоком, подпружиненный в сторону патрубка, запорным диском для перекрытия входного патрубка, стаканом, закрепленным на запорном диске, установленным на штоке с возможностью перемещения вдоль него и подпружиненным с возможностью взаимодействия диска с торцом штока, трубопроводом для выпуска воздуха из штоковой полости пневмоцилиндра и трубопроводом для сообщения части полости корпуса клапана со свободным пространством камеры, трубопровод для подачи воздуха связан со штоковой полостью пневмоцилиндра, усилие пружины направлено от части полости корпуса клапана, сообщающейся со свободным пространством камеры, а золотник под действием пружины установлен с возможностью перекрытия трубопровода для подачи воздуха и открытия трубопровода для выпуска воздуха; а также клапан снабжен мембраной, связанной с золотником и разделяющей часть полости, сообщающуюся со свободным пространством камеры, а в корпусе клапана выполнено дополнительное отверстие для сообщения пространства между мембраной и уплотнительным буртом с атмосферой [2].

Недостатками данной установки являются невысокое качество очистки изделий и малая производительность.

Известна также установка для мойки изделий, содержащая моечную ванну, соединенную с устройством очистки моющего раствора, имеющим емкость чистого раствора, промежуточную емкость, соединенную с емкостью сбора загрязнений, а моечная ванна дополнительно трубопроводами с запорными вентилями соединена по принципу сообщающихся сосудов с емкостью чистого раствора и промежуточной емкостью, а последние соединены между собой каналом, вход которого расположен в донной части промежуточной емкости, в котором установлен клапан, при этом в емкости чистого раствора расположен поплавок, соединенный с запорным элементом клапана, а промежуточная емкость расположена внутри емкости чистого раствора [3].

Недостатками данной установки являются малая производительность, невысокое качество мойки изделий и значительный расход моечного раствора, что способствует загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для очистки длинномерных изделий, содержащее камеру мойки, сушки, систему подачи рабочего агента, включающую насадки, устройство выполнено в виде цилиндра с изменяющейся геометрией с возможностью завихрения рабочего агента и содержит щелевую камеру для предварительного нагрева очищаемого изделия, а система подачи рабочего агента установлена в пропарочной камере, состоит из стабилизатора и конусного сопла с возможностью формирования сплошного кругового потока рабочего агента на очищаемое длинномерное изделие, находящееся в движении, а камера сушки выполнена эжекционной [4].

Недостатками данного устройства являются низкое качество очистки сильно загрязненных длинномерных изделий и снижение производительности устройства за счет малой скорости продвижения изделия, а также невозможность его использования при покрытии наружной поверхности изделия антикоррозионными материалами.

Задачей изобретения являются повышение производительности и качества очистки длинномерных изделий, стабилизация режима очистки, последующее антикоррозионное покрытие наружной поверхности изделия и защита окружающей среды за счет утилизации отходов очистки.

Поставленная задача решается применением технологического комплекса для очистки и покрытия длинномерных изделий, содержащего устройство для подачи длинномерного изделия, камеру пропарки, щелевую камеру, устройство очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений и систему обвязки, а камера пропарки содержит захватный механизм и пневмоприводную крышку с каналами поступления пароводяной смеси, совмещена с щелевой камерой посредством пневмоприводной крышки и выполнена с возможностью предварительной пропарки длинномерного изделия, в щелевой камере установлен цепной конвейер и упругий волновой вибратор, а устройство очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений состоит из барботажной камеры и генератора формирования вихревого потока пароводяной смеси, причем барботажная камера представляет собой трубу с резиновыми диафрагмами, конусными насадками, камерой формирования потока воды и воздушной камерой, которые соединены с рабочей зоной с помощью проходных каналов, расположенных с возможностью создания противотока.

Новым является также то, что генератор формирования вихревого потока содержит камеру предварительного накопления пароводяной смеси, винтообразные каналы трехзаходного типа, выполненные с возможностью формирования вихревого потока, и кольцеобразные отверстия для поступления пароводяной смеси в рабочую зону.

Комплекс включает в себя устройство для утилизации асфальто-смолопарафиновых отложений, снабженное емкостью с лабиринтными перегородками и кристаллизаторами с отверстиями, и систему обвязки, включающую трубы подвода пароводяной смеси, горячей воды и сжатого воздуха, соединенную и смонтированную внутри щелевой камеры и устройства очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений с возможностью уменьшения потерь энергоносителей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на: фиг.1 дана общая схема технологического комплекса для очистки и покрытия длинномерных изделий; фиг. 2 - совмещенная камера предварительной пропарки и щелевая камера (разрез А-А фиг.3), фиг.3 - щелевая камера и устройство для очистки от АСПО; фиг.4 - барботажная камера; фиг.5 - устройство для утилизации АСПО.

Технологический комплекс для очистки и покрытия длинномерных изделий содержит устройство для подачи длинномерного изделия I, совмещенную камеру предварительной пропарки II, щелевую камеру III, устройство очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО) IV, камеру очистки от коррозии V и камеру для покрытия наружной поверхности VI, устройство для утилизации АСПО VII. Участки технологического комплекса, в которых происходят процессы очистки длинномерного изделия, теплоизолированы (фиг.2).

Для уменьшения потерь энергоносителей трубопроводы с пароводяной смесью, горячей водой и сжатым воздухом смонтированы внутри щелевой камеры III и устройства очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО) IV.

Устройство для подачи длинномерного изделия I содержит вибростол с храповым механизмом (на чертежах не указан).

Совмещенная камера предварительной пропарки II содержит захватный механизм 2, пневмоприводную крышку 3, с каналами поступления пароводяной смеси (ПВС) 4 (фиг.2).

Щелевая камера III содержит встроенный цепной конвейер 5, упругий волновой вибратор 6, установленный на крышке щелевой камеры, утеплитель У (фиг. 2 и 3).

Устройство для очистки от АСПО IV состоит из барботажной камеры IVa и генератора формирования вихревого потока пароводяной смеси (ПВС) IVв (фиг.3 и 4).

Барботажная камера IVa представляет собой трубу 7 с установленными в ней резиновыми диафрагмами 8, выполняющими роль энергонакопителя паровой энергии для дополнительного воздействия на длинномерное изделие 1, и конусными насадками 9, образующими проходные каналы 10 с камерой формирования потока воды 11 и воздушной камерой 12 (фиг.4).

Генератор формирования вихревого потока IVв содержит камеру предварительного накопления ПВС 13, винтообразные каналы трехзаходного типа для формирования вихревого потока 14 с целью повышения энергии движения ПВС и кольцеобразные отверстия 15 для поступления ПВС в рабочую зону (фиг.3).

Устройство для утилизации АСПО VII содержит емкость с лабиринтными перегородками 16 и кристаллизаторами 17 с отверстиями 18 (фиг.5).

Технологический комплекс для очистки и покрытия длинномерных изделий работает следующим образом.

Длинномерное изделие 1 (насосная штанга), загрязненное парафином, посредством устройства для подачи I, содержащего вибростол, задающий направление движения насосной штанги, подается на захватный механизм 2 (фиг.2). В совмещенной камере II, образованной пневмоприводной крышкой 3, длинномерное изделие 1 предварительно пропаривается. Пароводяная смесь (ПВС) поступает в совмещенную камеру II через каналы поступления ПВС 4 на пневмоприводной крышке 3. Оператор, приподнимая пневмоприводную крышку 3, тем самым запускает длинномерное изделие 1 в щелевую камеру III с встроенным цепным конвейером 5 (фиг 2). Длинномерное изделие 1, продвигаясь с помощью встроенного цепного конвейера 5, дополнительно подвергается воздействию ПВС, аккумулируемой упругим волновым вибратором 6, установленным на крышке щелевой камеры 3. Непрерывно перемещаясь, длинномерное изделие 1 последовательно подается в устройство очистки от АСПО IV(фиг.3).

Проходя устройство очистки от АСПО IV (барботажную камеру IVa и генератор формирования вихревого потока IVв), длинномерное изделие 1 подвергается интенсивному воздействию трех рабочих агентов: потоков ПВС, сжатого воздуха и горячей воды, которые перемешиваются в результате наличия противотока в барботажной камере IVa, чем создается эффект "бани", причем генератор формирования вихревого потока IVa посредством винтообразных каналов трехзаходного типа 14 придает дополнительное вращение потоку ПВС. За счет закручивания потока ПВС и увеличения его скорости, а также увеличения площади воздействия длинномерное изделие 1 максимально очищается от АСПО, причем происходит и ускорение процесса очистки длинномерного изделия (фиг.3 и 4).

После окончательной очистки длинномерное изделие 1 осушается за счет эжекции и при необходимости подается в камеру очистки от коррозии V (пескоструйная, дробеструйная обработка и т.д.) для удаления ржавчины, цементной корки.

Завершающим процессом очистки является нанесение антикоррозионного покрытия на наружную поверхность длинномерного изделия 1 в камере для покрытия наружной поверхности VI.

Использованная загрязненная вода, протекая между лабиринтными перегородками 16 в устройстве для утилизации АСПО VII (фиг.5), проходит через кристаллизаторы 17, где происходит отделение парафина от воды. Вода проходит через отверстия 18 в кристаллизаторах 17, а парафин кристаллизуется и остается на дне емкости для дальнейшей утилизации. Очищенная вода поступает в накопитель (на фиг. не показан) и используется повторно.

Применение технологического комплекса для очистки и покрытия длинномерных изделий позволяет повысить производительность и качество их очистки независимо от степени загрязнения, формы и длины, применить непрерывный цикл очистки труб и замкнутую циркуляцию воды, а также утилизировать образующийся парафин.

Использование предлагаемого технологического комплекса исключает промывку проточной водой и, следовательно, стадию образования и утилизации сточных вод. При использовании данного комплекса не образуется и газовых выбросов. Тем самым происходит ограничение поступления в окружающую среду загрязняющих выбросов и сбросов.

Применение технологического комплекса для очистки и покрытия длинномерных изделий позволяет улучшить условия труда обслуживающего персонала при минимальных затратах труда.

Предлагаемый комплекс для очистки и покрытия относится к ресурсосберегающим технологиям, так как его применение позволяет минимальными средствами очищать и восстанавливать длинномерные изделия для дальнейшего использования в технологии добычи нефти.

Источники информации 1. А.С. СССР 1003941 В 08 В 3/02. Устройство для очистки труб.

2. Патент РФ 2035246 В 08 В 3/04. Установка для очистки изделий.

3. Полезная модель 10613 В 08 В 3/04. Установка для мойки изделий.

4. Полезная модель 10612 В 08 В 3/04. Устройство для очистки длинномерных изделий. - Прототип.

Формула изобретения

1. Технологический комплекс для очистки длинномерных изделий, содержащий устройство для подачи длинномерного изделия, щелевую камеру, устройство очистки от асфальто-смолопарафиновых отложений и систему обвязки, причем комплекс имеет камеру предварительного пропаривания, содержащую захватный механизм и крышку с каналами поступления пароводяной смеси, совмещенную с щелевой камерой посредством крышки, в щелевой камере установлен конвейер для перемещения изделия и упругой волновой вибратор, а устройство для очистки состоит из барботажной камеры с диафрагмами накопления пароводяной смеси и каналами для подачи горячей воды и сжатого воздуха в противотоке и генератор формирования вихревого потока пароводяной смеси в рабочую зону для перемешивания в барботажной камере со сжатым воздухом и горячей водой в противотоке.

2. Технологический комплекс по п. 1, в котором в барботажной камере диафрагмы выполнены из резины, а каналы образованы конусными насадками камер для воды и сжатого газа.

3. Технологический комплекс по п. 1, в котором генератор формирования вихревого потока содержит камеру предварительного накопления пароводяной смеси, винтообразные каналы трехзаходного типа для формирования вихревого потока и отверстия для поступления смеси в рабочую зону.

4. Технологический комплекс по п. 1, в котором система обвязки включает трубы подвода пароводяной смеси, горячей воды и сжатого воздуха, смонтированные внутри щелевой камеры.

5. Технологический комплекс по п. 1, который содержит камеру для нанесения антикоррозионных покрытий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5