УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к устройствам для очистки внутренней поверхности трубопроводов как внутриплощадочных, так и промысловых.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб, выполненное в виде цилиндрического корпуса с выступающими резцами, которое с помощью лебедки протягивают вдоль трубы и режущими кромками устройства срезают загрязнения. При возникновении непреодолимых препятствий и невозможности продвижения устройства вперед его извлекают из трубы задним ходом (см. патент РФ №2124953, МПК 6 В08В 9/04, 1999 г.).
Известен способ очистки внутренней поверхности трубопроводов, заключающийся в перемещении рабочего органа, содержащего турбинку и рабочий орган, выполненный в виде щетка, вдоль трубопровода под воздействием напора транспортируемой по трубопроводу жидкости (см. патент РФ №2010632, МПК 5 В08В 9/04, 1994 г.).
Недостатком всех выше перечисленных решений является длительность процесса очистки, устройства не позволяют добиться большого тягового усилия и производить очистку сильно загрязненных трубопроводов, без их опорожнения при аварийной закупорке солевыми и парафиновыми пробками. Частое застревание очистного устройства из-за невозможности перемещать скопившиеся перед очистным устройством отложения, высокая склонность к разрушению за счет трения о поверхность трубопровода и преодоления различных препятствий.
Сущность полезной модели состоит в использовании для вышеобозначенной проблемы прогрессивной колтюбинговой технологии, основу которой составляет перемещение длинномерных гибких безмуфтовых труб, наматываемых на барабан, устанавливаемый на шасси грузового автомобиля или прицепа.
Эта технология последние 30 лет широко используется в мировой практике нефтедобычи при эксплуатации и капитальном ремонте скважин, а также при обустройстве промыслов, т.к. обладает высокой экономической эффективностью и значительными технологическими преимуществами.
В настоящее время гибкая труба используется в том числе для цементирования, стимулирования, каротажа, тестирования скважин и т.д. (Материалы II Всероссийской научно-технической конференции по проблемам колтюбинга в нефтегазовом комплексе России, г.Москва, 2001 г.) /1/.
Известно применение колтюбинговой технологии при очистке призабойной зоны пластов нагнетательных скважин от парафина и остатков нефти (А.Н.Хамидулин. Эксплуатация колтюбинговых установок, полученные результаты и освоенные технологии в ОАО "ТАТНЕФТЬ", /1/, с.20-23).
"Технологию очистки призабойной зоны пластов нагнетательных скважин путем создания депрессии и одновременным химическим воздействием на пласт с помощью гибкой трубы" /1/, стр.22-23, по ее предназначению для очистки с использованием колтюбинга можно принять в качестве прототипа к заявляемому решению.
Задача, решаемая полезной моделью - создание надежного, мобильного, автоматизированного устройства для высококачественной дистанционно управляемой очистки внутренних полостей и поверхностей любых действующих трубопроводов, а также проведения работ по освобождению из трубопровода застрявшего очистного устройства.
Указанная задача достигается за счет того, что устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода содержит миниколтюбинговую мобильную установку с гибкой трубой с очистной форсункой, снабжено смонтированной на трубопроводе задвижкой с пусковой камерой, гидравлическим цилиндром с кондуктором, штоком подвода давления цилиндру. Очистная форсунка выполнена с передним размывающим каналом и задними реактивными каналами.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство.
На фиг.2 изображена очистная форсунка с каналами.
Устройство включает в себя миниколтюбинговую мобильную установку - 1 с гибкой трубой - 2 с очистной форсункой - 3, смонтированную на трубопроводе - 4 задвижку - 5 с пусковой камерой - 6, гидравлическим цилиндром - 7 с кондуктором - 8, штоком подвода давления цилиндру - 9. Очистная форсунка - 3 выполнена с передним размывающим каналом - 10 и задними реактивными каналами - 11.
Предлагаемое устройство работает следующим образом:
В действующий трубопровод - 4 с отсутствием проходного сечения врезается задвижка - 5 с использованием установки холодной врезки (УХВ) под давлением. На смонтированную задвижку - 5 устанавливается пусковая камера - 6 для введения в полость трубопровода - 4 очистной форсунки - 3 с гибкой полимерной трубой - 2. Монтируется гидравлический цилиндр - 7 с кондуктором - 8, а также просверливается отверстие для установки штока подвода давления к гидравлическому цилиндру - 9. Кондуктор - 8 представляет собой два ролика - 12 соединенные между собой металлическими пластинами и закрепленные к гидравлическому цилиндру - 7. Данное устройство имеет ограничитель - 13, со стороны противоположной креплению к гидравлическому цилиндру - 7, используемый при спуске очистной форсунки - 3 в полость трубопровода - 4 для фиксации одного из роликов - 12 на острой кромке оставленной УХВ. Тем самым задается направление гибкой трубе - 2 с очистной форсункой - 3 и исключается трение об острые кромки. Очистная форсунка - 3 фиксируется кондуктором - 8 и начинается подача жидкости в гибкую трубу - 2 под давлением. Очистная форсунка - 3 с гибкой трубой - 2 начинает движение по трубопроводу - 4 при помощи реактивной тяги, создаваемой за счет выхода жидкости через задние реактивные каналы - 11. Через передний размывающий канал - 10 происходит разрушение, размывание и очистка от твердых отложений в трубопроводе - 4.
При соприкосновении очистной форсунки - 3 с твердыми отложениями в трубопроводе - 4, давление в гибкой трубе - 2 поднимается. Восстановление пропускной способности трубопровода будет видно по падению давления в очищаемом трубопроводе - 4.
Также устройство может, передвигается без использования реактивной тяги в случае, когда оно используется при профилактической чистке, тяговое усилие создается имеющимся потоком жидкости в трубопроводе - 4.
Также имеется возможность изменить направление движения очистной форсунки - 3 как по потоку жидкости, так и в противоположном направлении.
Также для создания наибольших тяговых усилий возможно применение инжекторной головки, которая представляет собой ленточный транспортер, увеличивающий силу подачи и извлечения гибкой трубы. Данное устройство монтируется над местом ввода промывочной трубы. (На чертеже не показано)
Скорость прохода очистной форсунки - 3 может регулироваться давлением в гибкой трубе - 2 и углом наклона тяговых отверстий, а также изменением скорости подачи гибкой трубы - 2. После проведения работ по очистки внутренней поверхности трубопровода - 4 подача рабочего агента прекращается и производится обратная намотка гибкой трубы - 2. Намотка гибкой трубы - 2 останавливается при контакте очистной форсунки - 3 с кондуктором - 8. Далее стравливается давление в гидравлическом цилиндре - 7. При окончании работы пусковая камера - 6 демонтируется, а на место ее крепления устанавливается глухой фланец.
В процессе эксплуатации трубопровода постоянно приходится производить их очистку от различных отложений. Основным способом для проведения данной операции является пропуск по трубопроводу очистного устройства. При использовании данного метода постоянно приходится сталкиваться с различного рода проблемами, основной из которой является остановка очистного снаряда из-за не возможности протолкнуть скопившееся перед ним препятствие. Вследствие его застревания резко повышается давление, что приводит к остановке трубопровода и к длительному простою из-за проведения мероприятий по извлечению застрявшего устройства.
Предлагаемое устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода позволяет производить работы по освобождению очистного устройства. Необходимо определить примерное его местонахождение (если устройство не оборудовано поисковой системой). Произвести врезку на трубопровод задвижки по средствам УХВ. Смонтировать пусковую камеру. Ввести в полость трубопровода очистную форсунку в направлении противоположном движению жидкости. Подать в систему давление для начала движения очистной форсунки с гибкой трубой и перевести инжекторную головку в положение «подача». При размыве затора застрявшее очистное устройство начнет движение по трубопроводу это будет видно по шкале давления. После того, как очистное устройство освобождено, давление в промывочной системе понижается, а головка инжектора переводится в положение «прием». После нормализации давления подача рабочего агента в колтюбинговую трубу прекращается и происходит ее сматывание. Пусковое устройство демонтируется и на его место устанавливается глухой фланец.
За время использования предлагаемого устройства на трубопроводном парке ОАО «Самаранефтегаз» выявились его следующие достоинства
- восстановление пропускной способности трубопровода при закупорке до 100% от проходного сечения;
- определение точного пикета парафиновой пробки по длине колтюбинговой трубы;
- проведение профилактических работ для предупреждения создания парафиновой пробки;
- возможность применения колтюбинговой трубы большой длинны до 2100 м;
- выдерживание высокого рабочего давления гибкой трубы до 20 МРа;
- максимального внешнего давления на трубу до 20 МРа;
- высокая стойкость к окружающим агрессивным средам;
- большое разрывное усилие до 45 КН;
- гибкость и пластичность трубы позволяет преодолевать препятствия и повороты до 90°;
- возможность легкой герметизации системы;
- снимает вопросы экологических и технологических рисков.
Таким образом, используется надежное, мобильное, автоматизированное устройство, позволяющее высококачественно дистанционно управлять очисткой внутренних полостей и поверхностей любых действующих трубопроводов, а также проводить работы по освобождению из трубопровода застрявшего очистного устройства.