Patent RU-130523-U1 (RU)
Title: Устройство для механической очистки нефтегазовых труб от асфальтеносмолопарафинистых отложений и дезактивации их внутренней поверхности
IPC: B08B9/00
Filed: 2013-01-22
Granted: 2013-07-27
Abstract: Полезная модель относится к технике механической очистки и дезактивации внутренней поверхности труб и может быть использована в нефтегазовой промышленности для удаления асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), загрязненных природными радионуклидам (ПРН), из внутренней полости отдельно взятых и выведенных из эксплуатации, находящихся на временном хранении нефтегазовых насосно-компрессорных труб (НКТ) и дезактивации их внутренней поверхности. Полезная модель направлена на упрощение конструкции устройства в целом и очистного элемента, повышение эффективности и качества очистки внутренней поверхности труб от АСПО, загрязненных ПРН, особенно от твердых пристенных плотно фиксированных отложений-асфальтенов, с обеспечением дезактивации внутренней поверхности труб механическим способом, без применения жидких химических реагентов, обеспечение сбора радиоактивных АСПО и утилизации, образующихся при механической очистке радиоактивно загрязненных отходов, без применения дополнительного оборудования и осуществления дополнительных мероприятий по фильтрации, концентрированию и утилизации образующегося большого объема жидких загрязненных ПРН отходов. Это достигается за счет тог, что устройство для механической очистки нефтегазовых труб от асфальтеносмолопарафинистых отложений и дезактивации их внутренней поверхности состоит из: рольганга 2, снабженного реверсивным приводом роликов и служащего для перемещения, установки, и крепления на нем очищаемой трубы, узла выгрузки АСПО, включающего в себя неподвижное основание 16, на котором в 2-х призмах 12 закреплена цилиндрическая правая оправка направляющая 9. Внутри правой оправки направляющей 9 выполнено ступенчатое отверстие, диаметрами: с левой стороны - равным номинальному наружному диаметру НКТ 1 для захода в нее и крепления очищаемой НКТ, а с правой стороны - равным номинальному внутреннему диметру очищаемой НКТ 1 для захода в нее очистного инструмента. На левом торце правой оправки направляющей 9 размещен быстроразъемный зажим 11 для закрепления и фиксации очищаемой НКТ 1 в оправке 9. По горизонтальной оси оправки 9 выполнен с откидывающейся крышкой 10, служащей для удобства установки, крепления и смены очистного инструмента: бурава-рыхлителя 3, спирального выскабливающего бура 4, ложкового бура 5 и головки фрезерной шнековой 6, - которые крепятся через переходник с Т-образными пазом и наконечником на гибком валу 7 реверсивного привода. В крышке 10 сверху выполнено прямоугольное окно для наблюдения за процессом выгрузки АСПО. Снизу, в правой оправке направляющей 9 также выполнено прямоугольное отверстие для выгрузки АСПО, сосоно с этим отверстием к оправке прикреплен раструб 17 с зонтом. Под раструбом 17 на поддоне с роликовой платформой 19 установлен контейнер-накопитель 18 в виде специально предназначенной для промежуточного долговременного хранения и утилизации твердых радиоактивных отходов (РАО) 200 - литровой бочки, снабженной съемной крышкой 20 с грибком, для обеспечения фиксации бочки на поддоне и возможности установки на нее в дальнейшем другой бочки или бочек друг на друга при складировании. С левой стороны устройства расположена подвижная направляющая опора, включающая в себя подвижное основание 15 на роликах или роликовых платформах, связанное посредством винтовой пары 14 с промежуточной опорной площадкой 13. На промежуточной опоре 15 в призмах 12 закреплена левая оправка направляющая 8. На правом торце левой оправки направляющей 8 расположен быстроразъемный зажим 11, служащий для фиксации в левой оправке направляющей 8 очищаемой НКТ 1. В левой оправке направляющей 8 также имеется внутреннее ступенчатое отверстие с диаметрами с правой стороны - равным номинальному наружному диаметру НКТ 1 для захода в нее очищаемой НКТ 1, а с левой стороны - равным номинальному внутреннему диметру очищаемой НКТ 1 для захода в нее очистного инструмента. Левая оправка направляющая 8 также имеет разъем по горизонтальной оси с откидывающеюся крышкой 10 для удобства установки, крепления и смены очистного инструмента: бурава-рыхлителя 3, спирального выскабливающего бура 4, ложкового бура 5 и головки фрезерной шнековой 6. В крышке 10 сверху также вырезано прямоугольное окно. 
     Головка фрезерная шнековая 6 состоит из приводного вала 23 и установленного на нем блока фрезерного 21, изготавливаемого на базе корпуса дисковой двусторонней фрезы, с закрепленными на нем 6-ю, 8-ю режущими пластинами-вставками 28, расположенными неравномерно по окружности, с разбегом - постепенно увеличивающимся шагом между пластинами против направления вращения фрезы и спирально заточенными режущими кромками по цилиндрической образующей поверхности реза. Пластины-вставки 28 закреплены в пазах блока фрезерного 21 под углом α к горизонтальной оси и развернуты против часовой стрелки относительно горизонтальной оси блока фрезерного 21 (при вращении блока фрезерного 21 по часовой стрелке), тем самым обеспечивают отбрасывание удаляемых частиц АСПО и ржавчины мелких частиц металла вперед, по направлению движения головки фрезерной шнековой 6 на поверхность насадки шнековой 24, жестко соединенной с блоком фрезерным 21 винтами 33. Насадка шнековая 24 служит для направления и плавного движения всей головки фрезерной шнековой 6 внутри НКТ 1 и обеспечения равномерного выдавливания - экструзии срезаемых частиц АСПО, в основном асфальтенов, ржавчины и мелких частиц металла, при движении к правому торцу очищаемой НКТ 1 и подачи накапливаемого шлама в нижнее отверстие правой оправки направляющей 9. На правом конце приводного вала 23 установлен шарикоподшипник 30, на наружном кольце которого по скользящей посадке установлена обойма опорная 25. Внутреннее кольцо шарикоподшипника 30 посажено на приводном валу 23 по напряженной посадке и закреплено пружинным стопорным кольцом. Это сделано для исключения вращения обоймы опорной 25 одновременно с блоком фрезерным 21 и насадкой фрезерной шнековой 24. В гнездах обоймы опорной 25 установлены три шарика 31, подпружиненные тарельчатыми пружинами 32, удерживаемые крышкой 26 обоймы 25 и обеспечивающие плавающий эффект при обработке внутренней поверхности НКТ 1. На приводном валу 23, между обоймой опорной 25 и фрезерным блоком 21 установлен по скользящей посадке и соединен 4-мя винтами с фрезерным блоком 21 (на фиг.9, фиг.10 не показано) корпус 27. В гнезде корпуса 27 установлена разрезная полиуретановая манжета 29, обеспечивающая более глубокую очистку и дезактивацию внутренней поверхности НКТ при движении головки фрезерной шнековой 6. Блок фрезерный 21 установлен на приводном валу 23 таким образом, что его ось расположена с эксцентриситетом - е=1-2 мм относительно общей горизонтальной оси приводного вала 23, насадки шнековой 24, опорной обоймы 25 и корпуса 27, обеспечиваемым вставкой 22. На правом конце приводного вала 23 выполнен Т-образный паз для соединения с гибким валом 7 реверсивного привода через переходник. Головка чистовая фрезерная (фиг.11, фиг.12) по конструкции аналогична головке фрезерной шнековой 6 и отличается лишь тем, что для обеспечения более полного удаления АСПО, обеспечения гладкой внутренней поверхности НКТ 1 вместо режущих пластин-вставок 28 используется бандаж 35, закрепляемый винтами 38 на блоке фрезерном 34. Бандаж 35 изготавливается из более прочного и твердого сплава с зубьями в виде многозаходной (восьми-десяти заходной) винтовой нарезки. Также вместо режущих пластин-вставок 28 (фиг.9, фиг.10) могут быть использованы специально заточенные вставки фрезерного блока с подборкой опытным путем элементов и геометрии заточки, в том числе из твердых неметаллических материалов типа текстолита и эбонита. Кроме того, конструкция шнека 37 и вала приводного 36 выполнены для варианта соединения с гибким валом привода сзади по направлению проталкивания головки фрезерной в процессе очистки НКТ 1. Ложковый бур 5 состоит из: корытообразного корпуса-ложки 39, изготавливаемого из трубы с прорезью с левой отогнутой режущей кромкой. Низ ложки выполнен ковшеобразным резцом (с левой стороны в виде резца, а справой в виде поперечного выступа). Между отгибами пропущено сверло 40 по металлу и прикреплено сваркой к телу ложки 39. Ложка 39 закреплена по периметру сваркой на валу 41. На валу 41 аналогично конструкции головки фрезерной шнековой 6 установлены: шарикоподшипник 30, обойма опорная с тремя подпружиненными шариками 31 и манжета 29 в гнезде ее корпуса 27. На правом конце вала 41 также выполнен Т-образный паз для соединения с гибким валом 7 привода через переходник. Корытообразный корпус-ложка 39 также как и блок фрезерный 21 установлен на валу с эксцентриситетом е=1-2 мм относительно общей оси вала 41, обоймы опорной и сверла 40. В корытообразном корпусе-ложке 39 выполнен узкий паз напротив широкой прорези для возможности очистки корпуса-ложки 39 от АСПО, удерживаемых в полости корпуса-ложки 39 сжатием и прилипанием. Для разрыхления и пробивки твердых АСПО в полностью забитых трубах применены спиральный выскабливающий бурава фиг.5 и бурав фиг.6 из комплектов машин и аппаратов для прочистки труб канализации, используемых в качестве привода буравов, буров и фрезерных головок, в частности используются электромеханические аппараты типа «Крот» (Крот-Макси, Maxi-Rooter) и аппараты бензинового типа (машины секционного типа Модель 325, аппарата Питон-Е, RD-E, стержневая машина К-100) с реверсивным приводом, снабженные гибким валом и обеспечивающие движение очистного инструмента очистку поверхности труб длиной 9-12 м. Кроме того, для обеспечения плавной регулировки оборотов вместо бензиновых двигателей прочистных машин предлагается использовать электродвигатели постоянного тока одинаковой мощности с бензиновыми двигателями. 1 п.ф., илл.12