УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ТРУБОПРОВОДОВ
PIPELINE CLEANING DEVICE

Изобретение относится к эксплуатации трубопроводных систем, в частности к очистке внутренней поверхности трубопроводов от асфальтеносмолопарафиновых отложений.
Известен поршень для очистки внутренней поверхности нефтепровода литой конструкции, выполненный из пенополиуретана (поролона), с оголовком в виде усеченного конуса. Корпус поршня усилен по окружности полосами из поролона высокой плотности [Мустафин Ф.М., Гумеров А.Г., Квятковский О.П. и др. Очистка полости и испытание трубопроводов. М.: Недра, 2001, с.84-87].
Недостатком известного устройства является то, что полосы, которыми усилен по окружности поршень, имеют высокую плотность. Эти полосы препятствуют контактированию всей поверхности поршня с внутренней поверхностью нефтепровода, что снижает надежность работы и качество очистки. Возможно также нарушение целостности поршня вследствие неравномерного его износа.
Известен поршень для очистки внутренней поверхности трубопровода, представляющий собой литой цилиндр из эластичного синтетического материала с оголовком в виде усеченного конуса. Поршень имеет винтовую цилиндрическую пружину из упругой проволоки, концы которой соединены по оси цилиндра, витки выполнены в виде правильного зигзага, наружные вершины выступают на поверхности поршня и смещены относительно друг друга по винтовой линии (патент РФ №2296015 от 27.03.2007, B08B 9/055).
Недостатком известного устройства является низкое качество очистки внутренней поверхности трубопровода из-за отсутствия элементов, обеспечивающих полное прижатие эластичного элемента к внутренней поверхности трубы. Кроме того, при продвижении поршня в нефтепроводе по направлению движения жидкости парафин не размывается, но накапливается в больших количествах и проталкивается в общем потоке парафина, осложняя процесс. Выступающие на поверхности поршня наружные вершины зигзага из металлической проволоки со временем истираются о внутренние стенки нефтепровода, и устройство становится неэффективным.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для очистки трубопроводов от отложений парафина, содержащее выполненный в виде пустотелой продолговатой полусферы из эластичного материала корпус с перепускными соплами в нем для разжижения и перемещения накопившегося осадка. Устройство снабжено двумя фигурными гильзами, помещенными внутри корпуса, и плунжерной парой с пружиной для перекрытия входных каналов перепускных сопел (патент РФ №2118577 от 10.09.1998, кл. B08B 9/04).
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - корпус, выполненный в виде пустотелой вытянутой полусферы из эластичного материала.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является низкое качество очистки внутренней поверхности трубопровода вследствие того, что вымывание парафина осуществляется только с одной стороны внутренней стенки нефтепровода. Также недостатком является низкая надежность работы устройства вследствие того, что при длительном недостижении определенного перепада давления в результате действия ржавчины возможно заедание поршня в фигурных гильзах. Также возможны случаи несрабатывания пружины. Кроме того, механизм работы и конструкция осложнены.
Задачей заявляемого изобретения является повышение качества очистки внутренней поверхности трубопровода, повышение надежности работы устройства, упрощение конструкции устройства и процесса очистки.
Поставленная задача была решена за счет того, что известное устройство для очистки трубопроводов, включающее корпус, выполненный в виде пустотелой вытянутой полусферы из эластичного материала, снабжено сквозной металлической трубкой, установленной по оси вращения устройства, и полой лопастью, закрепленной с наружной стороны корпуса на фторопластовых втулке и манжете, которые насажены на фигурную гайку, навинченную на металлическую трубку, при этом лопасть зафиксирована при помощи гайки и на противоположных сторонах лопасти расположены отверстия, а каналы лопасти связаны с внутренней полостью металлической трубки через отверстия, выполненные по всему диаметру трубки, причем фторопластовые втулка и манжета имеют отверстия, совмещенные с отверстиями в трубке, с тыльной части корпуса выполнен углубленный вырез.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - наличие сквозной металлической трубки, установленной по оси вращения устройства и зафиксированной в корпусе с помощью изогнутых шайб и гаек; наличие полой лопасти, закрепленной с наружной стороны корпуса на фторопластовых втулке и манжете, которые насажены на фигурную гайку, навинченную на металлическую трубку; лопасть зафиксирована при помощи гайки; на противоположных сторонах лопасти расположены отверстия; каналы лопасти связаны с внутренней полостью металлической трубки через отверстия, выполненные по всему диаметру трубки; фторопластовые втулка и манжета имеют отверстия, совмещенные с отверстиями в трубке; с тыльной части корпуса выполнен углубленный вырез.
Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить качество очистки внутренней поверхности трубопровода, повысить надежность работы устройства, упростить конструкцию устройства и облегчить процесс очистки.
На фиг.1 схематично представлено заявляемое устройство в рабочем положении (разрез сбоку).
На фиг.2 схематично представлено заявляемое устройство в рабочем положении (разрез сверху).
Устройство для очистки трубопроводов содержит корпус 1, выполненный в виде пустотелой вытянутой полусферы из эластичного материала. В качестве эластичного материала используют нефтестойкую резину. С тыльной части корпуса 1 выполнен углубленный вырез. По оси вращения устройства установлена сквозная металлическая трубка 2, зафиксированная в корпусе 1 с помощью изогнутых шайб 3 и гаек 4. С наружной стороны корпуса 1 на трубку 2 навинчена фигурная гайка 5, на которую насажены фторопластовые шайбы 6 и фторопластовая манжета 7. Поверх манжеты 7 закреплены фторопластовая втулка 8 и полая лопасть 9, зафиксированные гайкой 4. Каналы лопасти 9 связаны с внутренней полостью трубки 2 через отверстия 10, выполненные по всему диаметру трубки 2. Фторопластовые манжета 7 и втулка 8 имеют отверстия, совмещенные с отверстиями 10 в трубке 2. На противоположных сторонах лопасти 9 расположены отверстия 11.
Устройство работает следующим образом.
При установке в нефтепровод устройство под избыточным давлением движется по направлению движения жидкости. Избыточное давление создается из-за разности давлений на входе в устройство и его выходе. Попадая в сквозную металлическую трубку 2, установленную в корпусе 1, выполненном с углубленным вырезом с одной из его сторон, часть жидкости затем попадает в полую лопасть 9 с отверстиями 11, откуда вылетает с высокой скоростью, создавая реактивную силу вращения, и обеспечивает отделение окончаниями лопастей слоя парафина от внутренней стенки нефтепровода. Перепад давления и диаметр трубки задают определенную скорость продвижения устройства по трубопроводу.
Вылетающая из трубки часть жидкости напрямую поступает в неочищенную часть трубопровода, тем самым обеспечивая промывку и вынос удаленного с внутренней поверхности трубопровода парафина. Таким образом, размельченный парафин не накапливается с наружной части устройства, перед вращающейся лопастью и не проталкивается всей твердой массой по трубопроводу, а размывается струей, исходящей из металлической трубки, тем самым облегчается процесс очистки внутренних стенок трубопровода.
Благодаря высокому давлению на входе в устройство окончания корпуса плотно прижимаются к стенкам трубопровода, что не позволяет парафину проникать в очищенную область и обеспечивает качественную очистку трубопровода.
Использование заявляемого устройства облегчает процесс очистки внутренней поверхности трубопровода, повышает качество очистки при упрощении конструкции. Кроме того, небольшая длина устройства обеспечивает качественную очистку трубопровода в местах его искривлений за счет малой длины его гибкой части. Простой принцип действия устройства, отсутствие трущихся деталей и малое количество соединительных узлов обеспечивают надежность работы устройства и увеличивают срок его службы.