МОДУЛЬНАЯ ПЕРЕДВИЖНАЯ УСТАНОВКА ПО ОЧИСТКЕ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЫ

Предложение относится к области очистки внутренней поверхности труб нефтяного преимущественно насосно-компрессорных труб (НКТ) с диаметром 60, 73, 89 мм и линейных бывших в употреблении труб с диаметром 89 и 114 мм от всевозможных отложений продуктов коррозии, парафина, различных нефтяных и солеотложений в нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности в полевых условиях с помощью модульной передвижной установки термоабразивным воздействием.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубы от отложений (Патент Р.Ф. №2087214, М. кл. В 08 В 9/04, 1997 г.). Оно включает термогазогенератор, патрубки для соединения со шлангами, по которым подается воздух и горючее, а также полую штангу
Недостатком данного устройства является трудоемкость зажигания горючей смеси, поскольку отсутствует ее подготовка в камере сгорания к зажиганию, кроме того, низка эффективность и качество очистки. Объясняется это тем, что разрушение отложений только термогазодинамическим воздействием, а также воздействием продуктами сгорания и отделившимися частицами, у которых скорость перемещения значительно ниже, чем скорость продуктов сгорания, недостаточно для абразивной очистки поверхности, особенно всевозможных каналов и раковин, образованных в результате коррозии.
Кроме того, оно не обеспечивает безопасность обслуживающего персонала от вредного воздействия продуктов очистки.
Эти недостатки устранены в устройстве для очистки внутренней поверхности трубы от отложений (Патент Р.Ф. №2161079, М. кл. 7 В 08 В
9/032, Б. И. №36, 2000 г.), содержащее термогазогенератор, штангу с размещенными в ее полости трубопроводами для подачи термогазогенератору воздуха, топлива и абразива, расходный бункер для абразива, бак для горючего и ролики с приводом для вращения очищаемой трубы вокруг своей оси.
Общим недостатком указанных аналогов является, то, что очистка абразивным материалом и высокотемпературным газом сопровождается образованием пыли и газа что отрицательно сказывается на окружающей среде и здоровье обслуживающего персонала из-за вредного воздействия продуктов очистки. Кроме того, при их использовании не исключена травмоопасность, поскольку технологический процесс недостаточно механизирован и автоматизирован.
Известна установка для гидротермоабразивной очистки внутренней поверхности трубы (см. заявку №2002-126845/12, опубликованную в Б.И. №17, 2004 г. от 20.06.2004 г.), включающая очистную термоабразивную машину, содержащую систему подачи воздуха, топлива, абразива по трубопроводам, размещенным в полой штанге, в термоабразивный аппарат, при этом полая штанга установлена на роликах опор и одним концом присоединена к термоабразивному аппарату, механизм подачи полой штанги, включающий привод с возможностью перемещения штанги в возвратно-поступательном направлениях по направляющему элементу, устройство для вращения очищаемой трубы, содержащее ролики, приводимые во вращение с помощью привода, устройство для сбора продуктов очистки, содержащее циклон, герметично сообщенный с приемным контейнером и блок управления, включающий пульт управления и блок автоматики термоабразивного аппарата.
Известная установка по еврей технической сущности более близка к предлагаемой и может принята в качестве прототипа.
Однако и она не лишена недостатков. Так, к его недостаткам можно отнести следующие. Она обладает низкой производительностью, в ней трудоемкие технологические процессы, как установка трубы на ролики вращателя и съема ее после окончания очистки не механизированы, отсутствие в ней автономного силового блока и выполнение ее стационарным лишает ее мобильности. Кроме того, в ней не предусмотрена тонкая очистка газа от пылевидных частиц, что отрицательно сказывается на экологии окружающей среды и здоровье обслуживающего персонала из-за вредного воздействия продуктов очистки.
Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеперечисленных недостатков.
Поставленная техническая задача решается описываемой установкой, включающей очистную термоабразивную машину, содержащую систему подачи воздуха, топлива, абразива по трубопроводам, размещенным в полой штанге, в термоабразивный аппарат, при этом полая штанга установлена на роликах опор и одним концом присоединена к термоабразивному аппарату, механизм подачи полой штанги, включающий привод с возможностью перемещения штанги в возвратно-поступательном направлениях по направляющему элементу, устройство для вращения очищаемой трубы, содержащее ролики, приводимые во вращение с помощью привода, устройство для сбора продуктов очистки, содержащее циклон, герметично сообщенный с приемным контейнером и блок управления, включающий пульт управления и блок автоматики термоабразивного аппарата.
Новым является то, что другой конец штанги присоединен к гибкому элементу, выполненному в виде шланга, длиной не менее одной очищаемой мерной трубы, устройство для вращения очищаемой трубы снабжено подающим и приемным разборными стеллажами для размещения односменного запаса очищаемых труб и вмонтированными с возможностью возвращения в исходное положение укладчиком и съемником трубы с
электромеханическими приводами и концевыми выключателями, при этом приводы перемещения штанги и устройства для вращения трубы имеют возможность бесступенчатого регулирования их скорости, устройство для сбора продуктов очистки дополнительно снабжено центробежным пылевым вентилятором и рукавным фильтром, обвязанные между собой воздуховодами, для обеспечения подачи воздуха и абразива, система подачи перечисленных компонентов снабжена силовым блоком, включающим дизельный компрессор и дизельную электростанцию, причем блок управления дополнительно снабжен, связанным с ним с помощью силового кабеля, щитом управления технологическим процессом, при этом для размещения блока автоматики термоабразивного аппарата, щита управления технологическим процессом и пульта управления установка дополнительно снабжена кабиной оператора.
Кроме того, система подачи воздуха абразива и топлива в термоабразивный аппарат дополнительно снабжена баком для жидкости для увлажнения абразива с гидравлическим каналом связи, при этом в качестве жидкости для увлажнения абразива в летнее время использована вода.
Представленный рисунок поясняет суть полезной модели, где схематически изображены основные ее модули, вид сверху.
Установка функционально содержит четыре модуля, обведенные штрихпунктиром:
- очистную термоабразивную машину;
- устройство подачи и вращения трубы;
- устройство для сбора продуктов очистки;
- силовой блок;
- блок управления.
Очистная термоабразивная машина содержит систему подачи абразива, топлива и воздуха по трубопроводам 1, 2 и 3 соответственно, размещенным в полой штанге 4 и термоабразивный аппарат 5
инжекционного типа. Полая штанга 4 одним концом присоединена к термоабразивному аппарату 5, а другим концом к гибкому элементу 6, выполненному в виде шланга длиной не менее одной очищаемой мерной трубы 7, и установлена на роликах 8 опор, вмонтированных на раме, с возможностью перемещения в возвратно-поступательном направлении с помощью электропривода 9.
Устройство подачи и вращения трубы (вращатель трубы) содержит ролики 10, приводимые во вращения с помощью электропривода 11, подающий и приемный разборные стеллажи 12 и 13 соответственно для размещения односменного запаса очищаемых труб, укладчиком 14 и съемником 15 трубы с электромеханическими приводами 16 и 17 соответственно и концевыми выключателями (концевые выключатели на рисунке не изображены).
Устройство для сбора продуктов очистки содержит циклон 18, герметично сообщенный с приемным контейнером 19 для отходов, а также центробежный пылевой вентилятор 20 и рукавный фильтр 21, обвязанные между собой воздуховодами.
Силовой блок содержит дизельный компрессор 22 и дизельную электростанцию 23 для обеспечения автономной работы установки. Установка не исключает использования и жидкости для увлажнения абразива, в качестве которой в летнее время можно использовать воду.
Установка также содержит блок управления, включающая щит управления 24, связанный с ним силовым кабелем, для управления технологическим процессом, блок автоматики 25 термоабразивного аппарата и пульт управления 26, вмонтированные в кабине 27 оператора.
Установка работает следующим образом. Перед началом работы расходный бункер 28 заполняют абразивным материалом, заправляют топливной и водяной баки 29 и 30 и с использованием грузоподъемного механизма трубы мерной длины
укладывают на подающий 12 стеллаж устройства подачи и вращения из расчета односменного запаса. Обслуживающим персоналом проверяется состояние всех основных узлов, надежность крепления и герметичность соединения трубопроводов топлива и воздуха и т.д. После всех подготовительных операций установку запускают в работу с помощью пульта управления 26 нажатием кнопки «ПУСК», при котором на пульте индуцируется сигнал «сеть». Нажатием кнопки пульта управления «загрузка вращателя» включается электромеханический привод 16 укладчика 14 и он с подающего стеллажа автоматически перекладывает трубу на ролики 10 вращателя трубы. После срабатывания концевого выключателя укладчик возвращается в исходное положение. Далее оператор с блока автоматики 25, расположенного в кабине 27 запускает в работу термоабразивный аппарат 5 и с пульта управления 26 запускает электропривод 11 вращателя трубы, которая получает вращательное движение. Затем с пульта управления включают электроприводы 9 механизма подачи штанги 4 очистной термоабразивной машины. Штанга с термоабразивным аппаратом, двигаясь в поступательном направлении, подводится, а затем и входит внутрь очищаемой трубы, при котором начинается подача абразива и воды из бака 30 в случае, когда предусматривается увлажнение абразива. При этом подача абразива из расходного бункера осуществляется за счет инжекции (по принципу струйного насоса) без создания дополнительного давления в полости бункера. Линейная скорость движения штанги и частота вращения очищаемой трубы подбирается в зависимости от диаметра, характера и степени загрязнения труб, что обеспечивают их электроприводы 9 и 11, в которых предусмотрено бесступенчатое регулирование их скорости посредством частотных преобразователей (частотные преобразователи на фигуре не показаны). Поток высокотемпературного газа в смеси с абразивом, выходящий из термоабразивного аппарата с большой скоростью, попадая под углом на очищаемую поверхность трубы, размягчает твердые включения
- продукты коррозии, смолопарафиновые отложения, солеотложения и другие загрязнения, которые высокоскоростной струей уносятся за пределы трубы и попадают в герметичную приемную камеру 31 устройства для сбора продуктов очистки и оттуда далее газопылевидная среда попадает в циклон 18, откуда твердые включения попадают в контейнер для отходов, и затем предварительно очищенная газовая среда подвергается тонкой очистке с помощью центробежного пылевого вентилятора 20 и рукавного фильтра 21.
После окончания очистки по всей длине трубы с блока автоматики 25 термоабразивный аппарат выключают. По команде с пульта управления 26 прекращают и вращение трубы. Затем электроприводы 9 механизма подачи штанги переключают на реверс, штанга с термоабразивным аппаратом с максимальной скоростью выходит из полости очищенной трубы и занимает исходное положение. Затем по команде с пульта управления включают электромеханический привод 17 съемника 15 трубы и с его помощью очищенную трубу снимают с роликов 10 устройства подачи и вращения трубы и подают в приемный стеллаж 13 (приемный карман). Далее цикл очистки труб повторяют.
Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.
Установка обладает возможностью быстрого монтажа и демонтажа и автономной эксплуатацией в полевых условиях, а также высокой производительностью, в ней все технологические процессы механизированы и автоматизированы и позволяют очистить внутренние поверхности насосно-компрессорных труб (НКТ) в широком диапазоне по диаметру - 60, 73, 89 мм и линейных бывших в употреблении труб с диаметром 89, 114 мм до металлического «блеска», удаляя всевозможные отложения и ржавчину из самых труднодоступных мест. При этом вредное воздействие продуктов очистки на обслуживающий персонал сведено к нулю, а выделившийся газ в
ходе технологического процесса подвергнут тонкой очистке и не представляет опасности для окружающей среды.
На дату подачи заявки установка изготовлена в заводском исполнении и запущена в эксплуатацию в одном из предприятии ОАО «Татнефть» Р.Т. Широкое промышленное ее использование в различных отраслях народного хозяйства, связанных с очисткой труб, позволит получить ощутимые экономические выгоды.