Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов переменного диаметра

Полезная модель относится к области эксплуатации трубопроводов и может быть использована для механической очистки внутренней поверхности трубопроводов переменного диаметра от различных отложений и продуктов коррозии.
Известен поршень для очистки внутренней поверхности трубопровода (патент на полезная модель №106150, МКИ В08В 9/055, заявлен 07.06.2010, опубликован 10.07.2011) содержащий трубчатый корпус, оснащенный по концам блоками манжет, стянутых в пакеты, причем блоки содержат расположенные ближе других к торцам корпуса направляющие манжеты с диаметром, равным или меньшим на некоторую величину внутреннего диаметра трубопровода, уплотнительные манжеты с диаметром, большим внутреннего диаметра трубопровода на натяг, и промежуточные манжеты, разделяющие дистанционно между собой направляющие и уплотнительные. По меньшей мере, один из блоков дополнительно содержит конусную манжету, а корпус выполнен герметичным и заполнен инертным или углекислым газом. Для заполнения корпуса газом и для контроля герметичности корпус может иметь отверстия с пробками. На одном из торцов корпуса может быть расположен амортизатор из маслобензостойкой резины. На корпусе может быть выполнено цилиндрическое углубление для установки сигнализатора его местонахождения. Полезная модель имеет сложную конструкцию, затрудняющую очистку и прохождение устройства внутри трубопровода.
Известно также устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода (патент РФ №2324550 «Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода», В08В 9/055, опубликовано 20.05.2008), включающее полый корпус в виде трубы с размещенными на нем в передней и задней частях эластичными манжетами, и перепускной клапан, отличающееся тем, что корпус состоит из отдельных труб количеством не менее двух, между которыми размещена манжета, а в передней части корпуса установлен клапан, в качестве которого используют фланец, при этом клапан закреплен винтами, на которые надеты пружины, концы винтов скреплены между собой полукольцами и каждый из винтов закреплен гайками, кроме того, с обоих концов устройство снабжено петлями для транспортировки и его подъема, одна из которых размещена на клапане.
Недостатком устройства является усложненность ее конструкции из-за наличия клапана и механизмов регулировки его работы, работа которых осложнена наличием в промысловых трубопроводах при их очистке вязких и грязевых отложений, а также отложений в качестве продуктов коррозии внутренней поверхности трубопровода, препятствующих своевременному открытию или закрытию клапана, забиванию пружинных механизмов, что приводит к неудобству его обслуживания на длинных по протяженности трубопроводах.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода (патент РФ №2284232, МКИ В08В 9/055, опубликовано 27.09.2006), содержащее цилиндрический корпус с размещенными на нем последовательно, по меньшей мере, двумя очистными манжетами, имеющими ступицу и радиально расположенные и смещенные в шахматном порядке металлические и эластичные пластины, отличающееся тем, что каждая манжета снабжена диском, смонтированным на корпусе с образованием со ступицей полости, при этом концы опирающихся на диск металлических пластин закреплены в отливке, размещенной в полости, а эластичные пластины зафиксированы на диске.
К существенным недостаткам данного технического решения, следует отнести возможность поломки отдельных металлических пластин устройства.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода (патент РФ 2776114, МКИ В08В 9/053, заявлено 20.10.2021, опубликовано 13.07.22) содержит шток с размещенными на нем отбойным диском и очистными манжетами, цилиндрической полой втулкой, зафиксированными на штоке с помощью шайб, гайки и шплинта, при этом на металлическом штоке последовательно размещаются отбойный диск, выполненный в виде шайбы из полиуретана или иного прочного эластомера, и две очистные манжеты, изготовленные из полиуретана или иного прочного эластомера, разделенные между собой цилиндрической полой втулкой из металла, при этом отбойный диск и установленная сразу после него первая очистная манжета, а также вторая очистная манжета зафиксированы на металлическом штоке с двух сторон металлическими шайбами, удерживаемые на металлическом штоке натуго завинченной на его конце гайкой с металлическим шплинтом, а каждая из очистных манжет выполнена в форме усеченного конуса с величиной диаметра и толщины верхнего основания, равной соответственно величине диаметра и толщины отбойного диска, величиной диаметра нижнего основания, равной внутреннему диаметру трубопровода, а также каждая из очистных манжет содержит на внешней конической поверхности у нижнего основания прижимную поверхность, на внутренней конической поверхности радиальные ступеньки, выполненные в виде двух кольцевых канавок, и проточку, в радиальном сечении в форме дуги, расположенную на внутренней поверхности верхнего основания в месте ее перехода во внутреннюю коническую поверхность.
Все вышеперечисленные очистные устройства предназначены для очистки труб одного диаметра по линейной части. В нефтяной и газовой промышленности, в процессе эксплуатации или же при вводе в эксплуатацию промысловых трубопроводов, возникает необходимость осуществить очистку или же заполнить продуктом промысловые трубопроводы разных диаметров, не отсеченные между собой камерами пуска и приема очистных устройств.
Технической задачей, решаемой предлагаемым устройством является проведение очистки или же заполнения трубопроводов переменного диаметра продуктом и снижение уровня операционных затрат на ликвидацию осложнений, вызванных повышением линейного давления на трубопроводах с переменным диаметром.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащем цилиндрический корпус, очистные манжеты, выполненные из полиуретана в форме усеченного конуса, разделенные между собой полой цилиндрической втулкой, зафиксированные металлическими элементами и закрепленные гайками, применены 2 пары манжет двух разных диаметров, диаметр нижнего основания которых равен внешнему диаметру очищаемых трубопроводов, манжеты размещены на металлических шпильках, длина которых является длиной устройства, причем на передней части устройства размещен металлический буфер, выполненный в виде полукольца, установленного перпендикулярно плоскости основания манжет, жестко связанного с фланцем, через который проходят шпильки, фланец соединен с манжетой меньшего диаметра, разделенной от манжеты большего диаметра тремя промежуточными втулками, далее на шпильки насажены шесть промежуточных втулок, образующих корпус устройства, и с такой же последовательностью, как и в передней части устройства, на шпильки насажены очистная манжета меньшего диаметра, три промежуточных втулки и очистная манжета большего диаметра, причем упомянутые очистные манжеты меньшего диаметра выполнены из материала большей твердостью по Шору 70-75А, а упомянутые очистные манжеты большего диаметра выполнены из материала с меньшей твердостью по Шору 50-55А.
Внутри корпуса устройства размещен трансмиттер. На металлических шпильках выполнена резьба по всей длине шпильки. Втулки выполнены из полиуретана
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для очистки внутренней поверхности трубопроводов переменного диаметра, на фиг. 2 - передний буфер устройства с очистными манжетами, на фиг. 3 - задняя торцевая поверхность устройства с фланцем.
Устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов содержит шесть металлических шпилек 1 с полной резьбой M10 длиной, равной длине устройства (например, 360 мм) с размещенными на них последовательно металлического буфера 2, и двух пар очистных манжет 3 и 4 двух разных диаметров, выполненных из полиуретана в форме усеченного конуса. Буфер 2 выполнен в виде полукольца, установленного перпендикулярно плоскости основания манжет, жестко связанного с прижимным фланцем, который с другой стороны соприкасается с манжетой 3 (фиг. 2). Диаметр нижнего основания манжет 3 меньшего диаметра равен внешнему диаметру очищаемого трубопровода меньшего диаметра, а диаметр нижнего основания очистных манжет 4 большего диаметра, равен внешнему диаметру очищаемой трубы большего диаметра. Манжеты 3 выполнены из жесткого материала (твердость по Шору 70-75А), манжеты 4 выполнены из материала с меньшей жесткостью (твердость по Шору 50-55А). Манжеты 3 и 4, находящиеся в передней части устройства, разделены межу собой тремя промежуточными втулками 5 из полиамида. Далее на шпильки насажены шесть промежуточных втулок 5, образующих корпус устройства, и с такой же последовательностью, как и в передней части устройства, насажены очистная манжета 3 меньшего диаметра, три промежуточных втулки 5 и очистная манжета 4 большего диаметра, которые закреплены с внешней стороны прижимным фланцем 6 (фиг. 1, 3). Вся конструкция натуго затягивается с двух сторон гайками 7.
Для получения информации о местонахождении устройства внутри корпуса может быть установлен трансмиттер (на фиг. не показано). Втулки 5 выполнены из полиамида.
2
Устройство запускается в трубопровод через камеру пуска. В движение приводится потоком жидкости или газа, максимальный перепад при этом не превышает 2 кг/см. Приоритетной задачей, решаемой заявляемым устройством, является внутритрубная очистка полости трубопровода с переходом с меньшего диаметра на больший (в нашем примере от D 219 мм на D 159 мм) и наоборот. Заявляемое устройство можно так же применять для вытеснения и разделения сред перекачиваемых продуктов. При прохождении очистного устройства трубопровода D 219 мм рабочими манжетами являются манжеты диаметром нижнего основания 219 мм. При прохождении трубопровода D 159 мм рабочими манжетами являются манжеты диаметром нижнего основания 159 мм, при этом манжеты диаметром нижнего основания 219 мм складываются в виде продольно-гофрированного усеченного конуса и таким образом осуществляется прохождение устройства в трубопроводе меньшего диаметра, очистка совершается двумя 159 миллиметровыми и двумя 219 мм манжетами. Прием устройства осуществляется в камеру приема средств очистки и диагностики СОД.
В результате применения заявляемого устройства осуществляется очистка трубопровода переменного диаметра, происходит восстановление его пропускной способности или же заполнение продуктом в процессе ввода в эксплуатацию линейной части трубопровода.
Применение заявляемого устройства позволяет снижать уровень операционных затрат на ликвидацию осложнений, вызванных повышением линейного давления на трубопроводах с переменным диаметром.