способ очистки труб от твердых отложений
Классы МПК: | B08B9/02 труб или систем трубопроводов |
Автор(ы): | Глущенков В.А. (RU) |
Патентообладатель(и): | Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-01-20 публикация патента:
10.07.2004 |
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется производить очистку труб от твердых отложений. В способе, включающем механическое воздействие на трубу, очистку осуществляют путем приложения знакопеременной нагрузки перпендикулярно оси трубы с одновременным поступательным и вращательным движением трубы, после чего удаляют осыпавшиеся твердые отложения и окончательную очистку. Способ обеспечивает повышение качества очистки и производительности. 3 з.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Способ очистки труб от твердых отложений, включающий механическое воздействие на трубу, отличающийся тем, что механическое воздействие на трубу осуществляют путем приложения знакопеременной нагрузки перпендикулярно оси трубы с одновременным поступательным и вращательным движением трубы, после производят контроль очищаемой поверхности и окончательную очистку.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что знакопеременную нагрузку с одновременной осевой подачей и вращением создают в правильном стане.3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что окончательную очистку осуществляют с использованием электрогидравлического нагружения.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при использовании электрогидравлического нагружения разряд осуществляют с центрального электрода на стенку трубы через солевые отложения.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в любой отрасли промышленности, где требуется производить очистку труб от твердых отложений.Известен способ очистки внутренней поверхности труб (патент №2048933, МПК В 08 В 9/04, БИ №33, 1995 г.), включающий отделение отложений путем их срезания кольцевым режущим инструментом.Однако известный способ требует специального оборудования и не обеспечивает качественной очистки труб из-за повышенной прочности твердых отложений.Наиболее близким к предлагаемому способу является способ очистки труб теплообменников (патент №2037124, МПК F 28 G 5/00, опубл. 09.06.1995 г., БИ №16), заключающийся в том, что очистку производят путем механического воздействия за счет поворота каждой из трубок вокруг ее оси в пределах упругой деформации, при этом второй конец трубки устанавливают неподвижно.Однако данный способ не может быть применим к нефтепромысловым трубам, имеющим больший по сравнению с теплообменником диаметр и толщину, и как следствие требующий приложения значительного крутящего момента, для создания которого потребуется специальное оборудование.Кроме того, закручивание труб сопровождается однородной упругой деформацией, что не обеспечивает качественной очистки труб по всей поверхности.Поставлена задача - обеспечить качественную очистку поверхности нефтепромысловых труб от твердых солевых отложений при высокой производительности процесса.Поставленная задача решается за счет того, что в способе очистки труб от твердых отложений, включающем механическое воздействие на трубу, согласно изобретению, механическое воздействие на трубу осуществляют путем приложения знакопеременной нагрузки перпендикулярно оси трубы с одновременным поступательным и вращательным движением трубы, после чего удаляют осыпавшиеся твердые отложения и при необходимости производят окончательную очистку, например, путем электрогидравлического нагружения.Знакопеременную нагрузку с одновременной осевой подачей и вращением создают в правильном стане.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Трубу с твердыми солевыми отложениями подвергают воздействию знакопеременной нагрузки, направленной перпендикулярно оси трубы, при этом трубе сообщают одновременно вращательное и поступательное движение. Такое воздействие на трубу может быть осуществлено, например, в правильном стане.При поступательном перемещении трубы через несколько пар роликов правильного стана с одновременным вращением трубы на последнюю воздействует знакопеременная нагрузка, вызывая изгибные знакопеременные деформации, причем не только упругие, но и небольшие пластические деформации. В процессе упругопластических деформаций трубы твердые солевые отложения разрушаются, так как они не выдерживают таких деформаций, как металл. Знакопеременный изгиб в правильном стане завершается роликами, которые обеспечивают прямолинейность и заданный размер трубы, то есть линейные и радиальные размеры трубы не искажаются, деформация в этом способе является неоднородной, что повышает качество очистки.После приложения нагрузки удаляют осыпавшиеся твердые отложения и подвергают контролю очищаемую поверхность. При наличии местных оставшихся отложений производят окончательную очистку, используя, например, электрогидравлический эффект.Для усиления эффекта очистки при использовании электрогидравлического эффекта разряд осуществляют с центрального электрода на стенку трубы через солевые отложения.За счет знакопеременного изгиба, так как трубу пропускают через несколько пар роликов, и одновременного ее вращения достигается высокое качество очистки по всей поверхности трубы.Предложенный способ очистки был опробован на Самарском металлургическом заводе. Фрагмент трубы диаметром 73 мм и длиной 2 м с твердыми солевыми отложениями толщиной 4 мм пропустили через ролики правильного стана. Скорость прокатки обеспечила “проход” трубы через ролики в течение 10 с. Изменения геометрических размеров поперечного сечения и прямолинейности после правки не наблюдалось. После наклона трубы соль высыпалась без принудительных мер. Степень очистки - полная, до чистой металлической поверхности, что определено с помощью визуального контроля с использованием подсветки.Проведенные экспериментальные исследования по выявлению механизма разрушения твердых солевых отложений показали, что наиболее эффективной является деформационная модель, основанная на упругопластических деформациях трубы, которых солевые отложения не выдерживают. С ее использованием очищалось до 90% всей поверхности.Известные же способы очистки, использующие приложение радиальных нагрузок (раздача, обжим трубы), ограничены вероятностью потери размеров поперечного сечения трубы, и поэтому эти деформации не выходят за предельно упругие.Остальные механизмы разрушения, такие как волновая модель, основанная на прохождении, отражении волн напряжений и деформаций на границе раздела металл - соль; гидравлическая модель, основанная на разрушении солевых отложений под действием гидропотока, например, возникающем при электрогидравлическом нагружении; электроразрядная модель, основанная на эффектах, сопровождающих высоковольтный электрический пробой через соль на стенку трубы (плазменный канал, газовый пузырь и др.)., обеспечивают местную очистку 15-20% площади.По сравнению с известными способами гидравлической очистки, производительность которых составляет 10-20 труб за смену, предлагаемый способ является высокопроизводительным и позволяет за смену производить очистку 100-200 труб, при этом трубы сохраняют свои линейные и радиальные размеры.Класс B08B9/02 труб или систем трубопроводов