УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для очистки насосно-компрессорных труб от различных отложений.
Известно устройство для очистки поверхности труб от отложений, состоящее из камеры, рабочего стола, средств фиксации трубы (хомутов) и системы подачи подогретого рабочего агента на поверхность трубы, включающей магистральный трубопровод, вытянутую по длине очищаемой трубы трубу с ориентированными на очищаемую поверхность соплами, распределительную задвижку (1).
Недостатком указанного устройства являются низкие технологические возможности (оно не позволяет очищать трубы от высокотвердых отложений), а также сложность конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является устройство для очистки наружной поверхности труб (2), содержащее раму, подающие роликоопоры, установленные в инструментальной головке режущие инструменты, привод вращения головки. Режущие инструменты выполнены в виде резцов и щеток. Своими подшипниковыми корпусами головка связана с механизмом ее подъема. Очистные резцы и щетки установлены на суппортах планшайб инструментальной головки.
Недостатками наиболее близкого аналога являются сложность конструкции в связи со сложным механизмом настройки режущих инструментов, а также низкие технологические возможности - оно не позволяет чистку труб от отложений без снятия с них соединительных муфт.
Задачей предлагаемого решения является устранение указанных недостатков, а именно возможность очистки труб без снятия соединительных муфт и упрощение конструкции.
1
2
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки наружной поверхности труб, содержащем корпус, опорные ролики, механизм продольного перемещения трубы, инструментальную головку с режущим инструментом и привод вращения инструментальной головки, согласно предлагаемому решению, режущий инструмент выполнен в виде ножа в форме изогнутой по двум сопряженным противонаправленным радиусам пластины, один конец которой снабжен подошвой, закрепленной на головке, а имеющий режущую кромку второй конец контактирует с подпружиненным винтом, смонтированным на кронштейне, закрепленном на головке. Радиус R изгиба участка ножа, прилежащего к режущей кромке, равен 540÷560 мм, а радиус R участка, прилежащего к подошве равен 115÷125 мм. При этом нож выполнен из стали с модулем упругости 210000÷218000 МПа. Конец кромки ножа, противоположный по ширине режущей кромке, отогнут относительно нее на угол α=23°÷30°.
То, что нож выполнен заявляемой конструкции, позволяет продольное перемещение очищаемой трубы с надетой на нее соединительной муфтой за счет упругого элемента, формы выполнения ножа и материала ножа без разборки механизма прижима режущего инструмента. Выполнение ножа из стали с модулем упругости менее 210000 МПа не позволяет достичь необходимых сил упругости, требуемых при очистке труб с навернутыми на них муфтами, а увеличение модуля упругости более 218000 МПа не позволит ножам разжаться для пропуска муфты, заклиниванию трубы, а также снизит допуск на изогнутость обрабатываемых труб.
Увеличение угла отгиба конца кромки ножа, противоположного по ширине режущей кромке, более 30° приведет к ухудшению качества очистки, а уменьшение его менее 23° ведет к отсутствию сцепления режущей кромки с трубой, отсутствию самозатачивания ножа и преждевременному износу.
1
2
1
2
Радиусы изгиба ножа R и R выбирают из условия необходимой длины контакта ножа с очищаемой поверхностью, качества очистки и габаритов ножа. Так рекомендуемая величина радиуса изогнутого участка, прилегаемого к режущей части ножа, R=540÷560 мм, величина радиуса второго участка изгиба R=115÷125 мм.
1
2
Увеличение радиуса R ножа более более 560 мм приводит к увеличению силы трения, а следовательно к износу ножа, уменьшение его менее 540 мм ведет к ухудшению качества очистки. Увеличение радиуса R более 125 мм ведет к удлинению ножа и скручиванию в процессе работы, уменьшение его менее 115 мм ведет к повышению жесткости ножа и затруднению прохода муфты.
Предлагаемое устройство изображено на фиг.1-4, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - общий вид инструментальной головки, на фиг.3 - вид по стрелке А фиг.2, на фиг.4 - общий вид ножа, на фиг.5 - вид его в плане, на фиг.6 - вид по стрелке В.
1
2
Устройство содержит корпус 1, опорные ролики 2. На корпусе 1 установлена инструментальная головка 3 с ножами 4, снабженная приводом 5. Нож 4 выполнен из изогнутой пластины с сопряженными и противонаправленными радиусами R и R. Концы пластины имеют подошву 6 и участок 7 с режущей кромкой. Подошва 6 закреплена на головке 3. Участок 7 с режущей кромкой «а» контактирует со смонтированным на кронштейне 8 винтом 9, закрепленным на головке 3. На винт 9 надета пружина 10. Конец кромки ножа, противоположный по ширине режущей кромке отогнут относительно нее на угол α=23÷30°. Нож 4 выполнен из стали с модулем упругости 210000÷218000 МПа. Ножи 4 могут иметь разную длину, что позволяет расположить режущие кромки друг за другом. Имеется шламо-пылесборочная камера 11.
Устройство работает следующим образом.
Трубу 12 устанавливают на опорные ролики 2. Включают механизм (на черт. не показан) продольного перемещения трубы 12 и привод 5 вращения инструментальной головки 3 вместе с ножами 4, закрепленными подошвами 6 на головке 3. Режущая кромка участка 7 ножа 4 начинает снимать слой отложений с трубы 12. При этом закрепленный на кронштейне 8 винт 9 своей опорной поверхностью прижимает режущую кромку ножа 4 к поверхности трубы 12. Частицы отложений собираются в камере 11, а затем удаляются через вытяжную вентиляцию.
При попадании ножа 4 на поверхность муфты за счет пружины 10 и упругих свойств ножа ножи расходятся до диаметра муфты и после ее прохождения возвращаются в исходное положение.
При переходе обрабатываемых труб с одного диаметра на другой регулируют пружину 10 и место крепления подошвы 6 к головке 3 прокладками (на черт. не показаны).
1
2
Согласно предлагаемому решению была изготовлена установка на предприятии ООО РАДОП. Ножи были изготовлены из стали 65 Г толщиной 4 мм. Радиусы R=550 мм, R=120 мм. На указанной установке были подвергнуты очистке насосно-компрессорные трубы с наружным диаметром 88,9 мм, 73 мм, 60,3 мм, эксплуатируемые ранее в скважинах с большим присутствием углекислой среды и разнообразным химическим составом водных фаз различных месторождений. Очищенные от отложений трубы имели чистую поверхность без окалины и следов АСПО.
Предлагаемое устройство найдет свое применение в нефтяном хозяйстве при очистке насосно-компрессорных труб.
Источники информации:
1. Патент РФ №2123393, Способ очистки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафинистых отложений, от 20.12.1998.
2. Свидетельство на полезную модель РФ №35254, Устройство для очистки наружной поверхности труб, МПК В08В 9/02, от 10.01.2004.