Оценить:
 Рейтинг: 0

Альтернативная чистка трубопроводов

Год написания книги
2020
<< 1 2 3 >>
На страницу:
2 из 3
Настройки чтения
Размер шрифта
Высота строк
Поля

Устройство состоит из корпуса 1, в винтовой канавке которого установлен эластичный рукав 2 со щеткой 3. Внутри корпуса 1 закреплен двигатель 6 с дебалансами 7 и 8. Вращаемый двигателем 6 дебалансный возбудитель обеспечивает попеременное прижатие щеток к внутренней поверхности очищаемой трубы, при котором устройство обкатывается по данной поверхности и, ввинчиваясь в трубу, перемещается вдоль ее оси. Если щетка имеет правое направление навивки, то для движения вперед вал двигателя 6 должен вращаться по часовой стрелке. Для изменения направления движения устройства достаточно изменить направление вращения двигателя 6. Удаление снятых щеткой загрязнений и очистка самой щетки осуществляется моющей жидкостью, истекающей из сопел 4, соединенных каналами 5 для подачи жидкости под давлением.

Для надежной очистки трубопроводов, имеющих отклонение по форме от окружности Вахидов, Сафин и Колесников предложили рабочий орган устройства для чистки внутренней поверхности трубопровода [8].

Рис. 6. Рабочий орган очистного устройства для чистки внутренней поверхности трубопровода, имеющего отклонения по форме окружности, где 1 – водило; 2 – штанга; 3 – пружины; 4 – цилиндр; 5 – вилки; 6 – электродвигатель; 7 – приводное колесо; 8 – дисковая щетка.

Устройство состоит из полого водила 1, в которое с возможностью радиального перемещения вставлены штанги 2, подпружиненные пружинами 3. На цилиндрическом конце 4 штанги 2 закреплены вилки 5. На каждой вилке 5 установлен электродвигатель 6, на валу которого находятся приводные колеса 7 и дисковая щетка 8. При чем щетка выступает за диаметр колеса 7 на величину натяга n (Рис. 6, 7). Оси вращения валов со щетками и колесами смещены относительно продольной оси трубопровода в горизонтальной плоскости на угол ?. При установке колеса 7 щетки 8 под действием пружин 3 упираются в стенки очищаемого трубопровода. Электродвигатели 6 вращают колеса и щетки, которые вращают весь рабочий орган.

Рис. 7. Сечение по А – А на Рис. 6, где ? – угол смещения оси вращения вала 6 относительно продольной оси трубопровода; n – величина натяга щеток.

Вследствие смещения оси валов 6 относительно продольной оси трубопровода на угол ?, рабочий орган получает усилие, направленное вдоль трубопровода, при этом, вращаясь по винтовой линии, рабочий орган перемещается вдоль трубопровода, осуществляя процесс очистки внутренней поверхности. В конце хода происходит автоматический реверс двигателей 6, и рабочий орган начинает перемещаться в обратном направлении. Скорость перемещения может регулироваться за счет изменения угла ?. (Рис. 7).

Самовращающиеся очистные устройства

Для повышения производительности и качества очистки внутренней полости магистральных, межцеховых и внутрицеховых трубопроводов Павловский, Первицкий и Лускин предлагают устройство [9] (Рис. 8) содержащее гибкий вал 1, состоящий из отдельных элементов 2, соединенных связью «шип-паз»3 (Рис. 9). На валу 1 жестко закреплена турбинка 4 с очистными инструментами 6. Устройство вводят в трубопровод и пропускают газ или жидкость.

Рис. 8. Общий вид очистного устройства для послойного срезания загрязнений и чистки криволинейных участков трубопровода, где 1 – гибкий вал; 2- жесткие элементы вала; 3 – соединение «шип-паз»; 4 – турбинки; 5 – обод; 6- очистные элементы; 7 – центрующие опоры; 8 – направляющая головка.

При этом турбинки 4 приобретают вместе с валом 1 вращательное движение и очистные элементы 6 срезают послойно отложения с внутренней поверхности трубопровода. Срезанные отложения рабочей средой уносятся вперед. Благодаря тому, что вал 1 выполнен гибким, обеспечивается возможность использования устройства для чистки криволинейных участков трубопровода. (Рис. 10).

Рис. 9. Выносной элемент соединения гибкого вала, где 2 – жесткий элемент; 3 – соединения типа «шип-паз».

Рис. 10. Момент прохождения устройством криволинейного участка трубопровода.

Эти же авторы для очистки магистральных цеховых и межцеховых трубопроводов используют устройство [10] (Рис. 11,12, 13), содержащее вал 1, на котором жестко закреплены первая турбинка 2, и вторая турбинка 3 с меньшим, чем у турбинки 2 диаметром.

Рис. 11. Общий вид очистного устройства для чистки магистральных, цеховых и межцеховых трубопроводов, где 1 – вал; 2 – первая турбинка; 3 – вторая турбинка; 4 – ступенчатый корпус; 5 – отвестия; 6 – лепестки; 7; 12; 14 – очистные элементы; 8, 10 – пружины; 9 – натяжной узел; 11- щетки; 13 – конусный наконечник; 15 – внутреннее кольцо; 17 – ролики; 18 – наружное кольцо.

Рис. 12. Выносной элемент А очистного устройства, где 6 – лепесток; 15 – внутреннее кольцо; 16 – канавка; 17 – ролики; 18 – наружное кольцо; 19 – канавка.

Устройство вводят в трубопровод и подают рабочую среду (газ или жидкость). Взаимодействуя с турбинками 2 и 3, жестко закрепленными на валу 1, рабочая среда придает им и всему устройству в целом вращательное поступательное движение. При вращении очистные элементы 7 лепестков 6, из которых состоит рабочий орган, очистные элементы 12 щитков 11, которыми снабжены пружинки 10, и очистные элементы 14 конусного наконечника 13 срезают отложения на внутренней поверхности трубопровода. Срезанные отложения рабочей средой уносятся вперед по трубопроводу.

Рис. 13. Рабочий орган. Вид передней стороны, где 6 – лепесток; 7 – очистной элемент; 11 – щетки; 12 – очистной элемент; 17 – ролики.

Гумеров с соавторами предлагают очистное устройство повышенной эффективности [11] (Рис. 14, 15, 16, 17), состоящее из корпуса 1, на котором установлены очистные элементы 2, предназначенные для удаления парафиновых или солевых отложений с внутренней поверхности трубопровода, и манжеты 3, выполненные из эластичного материала. В полом корпусе 1 установлена байпасная линия (канал) 5 для перетока жидкости к турбинке, состоящей из выходных сопел 6. Очистные элементы 2 изготовлены в виде подпружиненных качелевидных ножей 7 из геликоидальных сегментов.

Рис. 14. Продольный разрез устройства повышенной эффективности, где 1 – корпус; 2 – очистные элементы; 3 – манжеты; 4 – перегородка; 5 – байпасная линия; 6 – выходное сопло гидротурбинки; 8 – косые отверстия; 9 – пластины.

Рис. 15. Очистной элемент с соплом гидротурбинки, где

2 – нож в виде геликоидального сегмента; 6 – выходное сопло гидротурбинки; 7 – пружина.

Рис. 16. Поперечный разрез очистного устройства, где 1 – корпус; 2 – очистные элементы; 4 – перегородка; 6 – выходные сопла гидротурбинки; 7 – пружина;

Рис. 17. Сечение А-А на Рис. 15, где 8 – косое отверстие;

9 – пластина.

Весьма оригинальное очистное устройство предложено Машуковым [12]. Устройство имеет эластичную торообразную камеру, полость которой заполнена жидкостью или газом, а на поверхности закреплена по торообразной спирали лента 2 с размещенными на ней очистными элементами 3 в виде прямых стержней (Рис. 18).

Рис. 18. Продольный разрез торообразного очистного устройства, где 1 – эластичная торообразная камера; 2 – лента; 3 – очистные элементы; 4 – закрепление очистных элементов.

Рис. 19. Общий вид торообразного очистного устройства, где 2 – лента; 3 – стержни очистных элементов.

Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода вводят в полость трубопровода так, что закрепленные концы 4 стержней 3 обращены в сторону направления перемещения устройства, и перемещают его вдоль трубопровода потоком транспортируемого по трубопроводу рабочего агента. При этом камера 1 перекатывается по внутренней поверхности трубопровода, а стержни при этом разрушают отложения. В процессе перекатывания на изгибе в передней части устройства свободные концы стержней 3 (Рис. 19) отходят от ленты 2 и внедряются в отложения. На изгибе тыльной части устройства стержни 3 взрыхляют отложения и подают их в зону потока, протекающего по центральной полости устройства.

Если отложения жесткие, поток рабочего агента проходит не только через центральную часть, но и в кольцевом зазоре между камерой и внутренней поверхностью трубопровода, где он носит турбулентный характер и где могут возникать кавитационные явления, способствующие разрушению отложений. Прижатые к поверхности ленты стержни создают минимальное сопротивление потоку. Устройство при своем перемещении проворачивается вокруг своей оси.

Ярким примером очистного устройства повышенной эффективности для очистки внутренней поверхности трубопроводов является устройство [13], выполненное в виде двух секций: головной (1) и хвостовой (2), шарнирно (3) соединенных между собой (Рис. 20).

В каждой из секций имеется полый корпус с соплами в его головной части и соосно установленные на нем блоки из очистных и центрируюших дисков 5.

Корпус в хвостовой части каждой секции снабжен глухой торцевой стенкой, а ближайший к ней диск хвостового блока имеет диаметр, меньший внутреннего диаметра трубопровода, и образует совместно со стенкой трубопровода кольцевой канал. При этом остальные диски хвостового блока по периферии снабжены сквозными отверстиями. Таким образом, обеспечивается повышение эффективности очистки путем формирования потока перекачиваемого продукта в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности для удаления отложений из зоны обработки.

Рис. 20. Общий вид двухсекционного очистного устройства повышенной эффективности, где 1 – головная секция; 2 – хвостовая секция; 3 – карданный шарнир; 4- полый корпус; 5 – блоки из очистных дисков; 6 – очистной узел; 7 – бампер.

Помещенное в очищаемый трубопровод устройство движется вместе с потоком перекачиваемого продукта. Очистка отложений осуществляется дисками, входящими в состав блоков 5 на головной (1) и хвостовой (2) секциях устройства. Твердые отложения дробятся и удаляются посредством очистного узла 6. Использование второй секции позволяет значительно повысить эффективность очистки внутренней поверхности трубопровода, что снижает количество пропусков устройства через трубопровод и сокращает сроки проведения очистных работ. Кроме того, использование дополнительной секции способствует более надежному преодолению устройством трубопроводной арматуры.

Для увеличения дальности обнаружения места нахождения устройства в очищаемом трубопроводе, Вершинин и Негердус [14] предлагают использовать массивный диск 7, прикрепленный посредством полосы 6 из пружинящего материала к тыльной стенке устройства (Рис.21).

Рис. 21. Продольный разрез очистного устройства с шумовым сигнализатором, где 1 – корпус; 2 – сквозной канал; 3 – спиральная щетка; 4 – эластичный диск; 5 – тыльная стенка корпуса; 6 – полоса; 7 – массивный диск; 8 лопасть; 9 – штырь; 10 – ролик.

Рис. 22. Варианты исполнения шумового сигнализатора, где 5 – тыльная стойка корпуса очистного устройства; 11 – пластина для ограничения амплитуды качания сигнализатора.

Лопасть 8 закреплена на диске 7 шарнирно и имеет на конце ролик 10, диаметр которого больше диаметра диска 7. Поток рабочего агента, транспортируемого по трубопроводу, воздействует на лопасть и прижимает ее к стенке сначала роликом 10. Диск 7, перемещаясь по инерции, наносит по стенке трубопровода удар. При этом меняется угол расположения лопасти относительно потока, и лопасть перемещается потоком в противоположную сторону, где диск 7 наносит по стенке очередной удар. Корпус 1 имеет сквозные каналы 2 для прохода рабочего агента. Эти каналы направлены тангенциально для обеспечения вращения устройства вокруг своей оси. На корпусе установлены очистные элементы 3 и уплотняющая манжета 4. Таким образом решается задача по увеличению дальности обнаружения места нахождения устройства в трубопроводе.

Вершинин и Негердус предлагают также самовращающееся очистное устройство с дополнительными участками щеток для чистки внутренней поверхности трубопроводов [15] со значительным по толщине слоем отложений (Рис. 22). Данное устройство позволяет повысить производительность очистки и степень надежности работы устройства при очистке трубопроводов от значительного по толщине слоя отложений.

Агишев, Самматов и Муров предлагают устройство для очистки внутренней поверхности крутозагнутых участков трубопроводов [16] (Рис. 23, 24):

Рис. 23. Очистное устройство для прохождения крутозагнутых участков трубопровода, где 1 – общая ось в виде троса; 2 – щетка; 3 – щетинки; 4 – наружные пряди троса; 5 – уплотнительные манжеты; 6 – втулки; 7 – рамы; 8 – скрутка.

На общей оси в виде троса соосно размещены щетка 2 упругие шарообразные уплотнительные манжеты 5. Наружные пряди 4 троса 1 размещены спиралеобразно на поверхности манжет 5. При перемещении вдоль трубопровода потоком среды устройство поворачивается вокруг своей оси. Благодаря гибкости троса устройство проходит крутозагнутые участки трубопровода.

Использование предлагаемого устройства, по мнению авторов, позволят повысить эффективность очистки нефтепромысловых трубопроводов с гнутыми участками и крутыми поворотами.

Рис. 24. Сечение по А – А на Рис. 23, где 1 – трос; 3 – щетинки; 4 – наружные пряди троса.

Для очистки трубопроводов с высокой степенью загрязнения Каган, Журавлев, Плюснин и Чистяков предлагают устройство [17], которое состоит из цилиндрического корпуса 1 и уплотнительной надувной оболочки 2, выполненной в виде рукава из эластомера с самоуплотняющейся кромкой 3 (Рис. 25).

Внешняя контактирующая с трубопроводом поверхность оболочки снабжена скребковыми элементами 4 в виде стальной щетки. Устройство помещают в очищаемый трубопровод и подают рабочую жидкость или газ, то есть создают за ним избыточное давление Р, под действием которого устройство перемещается, разрушая скребками 4 (участок L

) отложения на стенках трубопровода. В случае наличия более интенсивных отложений давление за устройством повышается, и оболочка 2, преодолевая сопротивление пружины 6, частично выворачивается, вводя в работу дополнительные скребки 7 (участок L

).

Рис. 25. Конструкция саморегулирующегося очистного устройства, где. 1 – цилиндрический корпус; 2 – надувная оболочка; уплотняющая кромка; 4 – скребковые элементы; 5 – стакан; 6 – пружина; 7 – дополнительные скребки; 8 – наружная часть оболочки; 9 – канал; 10 – рукав; 11 – сопла.

При очень высокой степени загрязнения, когда давления не хватает для перемещения устройства, происходит раздувание оболочки до полного выхода стакана 5. При этом открываются боковые отверстия (сопла) 11 (Рис. 26), и рабочая среда, вытесняясь из них, производит дополнительные гидромониторные разрушения отложений, что значительно повышает проходимость поршня по трубопроводу. После прохождения такого участка пружина 6 возвращает внутреннюю ветвь оболочки 10 в исходное положение, при этом происходит самоочистка скребков 7.
<< 1 2 3 >>
На страницу:
2 из 3

Другие электронные книги автора Юрий Шевченко