Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к области транспортирования и хранения нефтепродуктов, а в частности к магистральным нефтепроводам (МН) и нефтепродуктопроводам (МНПП), и может быть использовано для очистки внутренних полостей МН и МНПП, диаметром от 720 до 1200 мм, от отложений и остатков транспортировавшегося продукта перед сменой вида транспортируемого продукта, например, для очистки трубопровода после перекачивания нефти перед транспортировкой светлых углеводородов, с целью предотвращения снижения качества последних.

Известен скребок внутритрубный [патент на полезную модель RU 87936 U1, опубл. 27.10.2009, МПК: В08В 9/02, В08В9/04, В08В 9/055], содержащий полый цилиндрический корпус с передним и задним защитными бамперами, не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на передней части корпуса и не менее чем одну чистящую манжету, укрепленную на задней части корпуса, центральный очистной узел, включающий в себя расположенные осесимметрично, шарнирно закрепленные на корпусе и подпружиненные в направлении внутренней стенки трубопровода рычаги с закрепленными на них чистящими элементами, кольцевой щеточный блок, сформированный из упругих металлических прутьев. В конструкции чистящих манжет и чистящих элементов применены металлические или керамические закладные элементы, которые равномерно распределены и зафиксированы на одном уровне с их чистящими поверхностями, контактирующими с внутренней поверхностью трубопровода.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является внутритрубный скребок для очистки полости трубопровода [патент на полезную модель RU 47264 U1, опубл. 27.08.2005, МПК: В08В 9/04], содержащий корпус, на котором установлены постоянные магниты и два пояса щеток, установленных вокруг оси симметрии скребка. Щетки образованы упругими прутьями из ферромагнитного материала. Между указанными поясами щеток установлен пояс рычагов, шарнирно или упруго закрепленных на корпусе скребка вокруг его оси симметрии. Каждый рычаг выполнен способным прижиматься своей периферийной частью к внутренней поверхности трубопровода и отклоняться в направлении хвостовой части скребка. Рычаги имеют Г-образную форму, при этом периферийный конец рычага направлен на хвостовую часть скребка. Протяженность периферийной части Г-образного рычага составляет не более протяженности его непериферийной части, угол между направлением непериферийной части Г-образного рычага и направлением его периферийной части составляет от 60 до 150 градусов. Рычаг способен отклоняться в плоскости, проходящей через ось симметрии скребка, так что угол между направлением непериферийной части Г-образного рычага и направлением оси симметрии скребка от носовой к хвостовой части скребка составляет не более 85 градусов. В периферийной части рычага имеется площадка, так что площадки установленных на скребке рычагов образуют цилиндрическую поверхность.

Недостатком наиболее близкого аналога является то, что его конструкция не позволяет производить очистку внутренней полости МН и МНПП от трудноудаляемых отложений и остатков транспортировавшегося продукта.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение высокой степени очистки внутренней полости трубопровода от трудноудаляемых отложений и остатков транспортировавшегося продукта, с использованием механизма механохимической активации.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в повышении степени очистки внутренней поверхности трубопровода от отложений и остатков транспортировавшегося продукта.

Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что устройство механохимической очистки внутренней полости трубопровода содержит расположенные последовательно три секции: секцию механохимической очистки, секцию хранения растворителя отложений и аккумуляторную секцию, причем секция механохимической очистки включает ведущие, прокладочные и чистящие диски, расположенные за ними блок управления, блок передачи местоположения и привод вращения дисков, камеру механохимической активации, образованную чередующимися ведущими, прокладочными, чистящими дисками и вращающимися дисками с подпружиненной полимерной износостойкой щетиной, и содержащую напорную линию растворителя отложений, снабженную форсунками впрыска, дренаж камеры механохимической активации и змеевик подогрева растворителя отложений, расположенные в корпусе за камерой механохимической активации насос высокого давления, соединенный с напорной линией растворителя и линией забора растворителя, ведущей к питающей линии насоса высокого давления, снабженной электромагнитным клапаном, и шламовый насос, соединенный с напорной магистралью шлама, снабженной обратным клапаном, и магистралью забора растворенных отложений, снабженной электромагнитным клапаном, при этом на корпусе установлен датчик пригодности использованного растворителя, а корпус секции механохимической очистки и внутренняя поверхность трубопровода образуют шламовую камеру, секция хранения растворителя отложений включает емкость с чистым растворителем, снабженную гибкой магистралью забора чистого растворителя, соединенной с питающей линией насоса высокого давления, при этом секции скребка внутритрубного последовательно соединены посредством карданных соединений с электропроводной коммутацией, а секция хранения растворителя отложений и аккумуляторная секция снабжены ведущими и чистящими дисками с байпасными отверстиями.

Заявленное изобретение поясняется чертежами (фиг. 1 - фиг. 3), на которых изображены:

фиг. 1 - общий вид устройства механохимической очистки внутренней полости трубопровода;

фиг. 2 - секция механохимической очистки;

фиг. 3 - вращающийся диск с полимерной износостойкой щетиной.

Позициями на чертежах обозначены:

1 - полость трубопровода;

2 - секция механохимической очистки;

3 - секция хранения растворителя отложений;

4 - аккумуляторная секция;

5 - ведущие и чистящие диски с байпасными отверстиями;

6 - карданное соединение с электропроводной коммутацией;

7 - ведущие, прокладочные и чистящие диски;

8 - блок управления устройства;

9 - блок передачи местоположения;

10 - привод вращения дисков;

11 - вращающийся диск с подпружиненной полимерной износостойкой щетиной;

12 - камера механохимической активации;

13 - напорная линия растворителя;

14 - форсунка впрыска;

15 - дренаж камеры механохимической активации;

16 - насос высокого давления;

17 - шламовая камера;

18 - змеевик подогрева растворителя;

19 - шламовый насос;

20 - линия забора растворителя;

21 - датчик пригодности использованного растворителя;

22 - питающая линия насоса высокого давления;

23 - магистраль забора растворенных отложений;

24 - электромагнитный клапан;

25 - напорная магистраль шлама;

26 - обратный клапан;

27 - емкость с чистым растворителем;

28 - гибкая магистраль забора чистого растворителя;

29 - ниша под пружину;

30 - пружина;

31 - износостойкая полимерная щетина.

Устройство механохимической очистки внутренней полости трубопровода 1 (фиг. 1) содержит расположенные последовательно три секции: секцию механохимической очистки 2, секцию хранения растворителя отложений 3 и аккумуляторную секцию 4. Ведущей является первая секция, в которой имеются два ведущих диска, остальные диски - чистящие. Вторая и третья секции установлены на двух ведущих и четырех чистящих дисках, снабженных байпасными отверстиями 5. Секции устройства механохимической очистки последовательно соединены посредством карданных соединений 6 с электропроводной коммутацией. Все потребители электричества запитываются через карданное соединение 6 с электропроводной коммутацией от третьей секции устройства - аккумуляторной 4.

Секция механохимической очистки 1 (фиг. 2) включает ведущие, прокладочные и чистящие диски 7, расположенные за ними блок управления 8 и привод вращения дисков 10. Для определения местонахождения устройства механохимической очистки первая секция снабжена блоком передачи местоположения 9, выполненном в виде передатчика местоположения.

Камера механохимической активации 12 образована чередующимися ведущими, прокладочными, чистящими дисками 7 и расположенными между ними вращающимися дисками 11 с подпружиненной полимерной износостойкой щетиной, за счет которых обеспечивается постоянный контакт щетины с внутренней образующей трубопровода. Камера 12 содержит напорную линию растворителя отложений 13, снабженную форсунками впрыска 14, дренаж камеры механохимической активации 15 и змеевик подогрева растворителя отложений 18.

За камерой механохимической активации расположены в корпусе насос высокого давления 16, соединенный с напорной линией растворителя 13 и линией забора растворителя 20, ведущей к питающей линии насоса высокого давления 22, снабженной электромагнитным клапаном 24, и шламовый насос 19, соединенный с напорной магистралью шлама 25, снабженной обратным клапаном 26, и магистралью забора растворенных отложений 23, снабженной электромагнитным клапаном 24.

На корпусе установлен датчик пригодности использованного растворителя 21. Корпус секции механохимической очистки и внутренняя поверхность трубопровода образуют шламовую камеру 17.

Секция хранения растворителя отложений 2 включает емкость с чистым растворителем 27, снабженную гибкой магистралью забора чистого растворителя 28, соединенной с питающей линией насоса высокого давления 22.

Вращающиеся диски 11 конструкции скребка внутритрубного показаны на фиг. 3. Они приводятся в движение приводом вращения дисков. Вращающиеся диски 11 содержат пружины 30, расположенные в нишах под пружину 29. Пружины 30 обеспечивают прижим полимерной износостойкой щетины 31 к внутренней поверхности трубопровода.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Продвигаясь по очищаемому участку трубопровода, секция механохимической очистки 2 производит подготовительную очистку от твердых отложений ведущими, прокладочными и чистящими дисками 7 устройства механохимической очистки.

Затем воздействует на оставшиеся трудноудаляемые отложения и остатки транспортировавшегося продукта способом механохимической активации, производимой вращающимися дисками с подпружиненной полимерной износостойкой щетиной 11, приводимыми в движения приводом вращения дисков 10. В образовавшихся камерах механохимической активации 12 при постоянной подаче по напорной линии растворителя 13 под давлением через форсунки впрыска 14 подогретого в змеевике подогрева 18 растворителя, нагнетаемого насосом высокого давления 16. Активированные отложения счищаются и удаляются по дренажу камеры механохимической активации 15 в шламовую камеру 17, где накапливаются.

Датчик пригодности использованного растворителя 21 постоянно снимает параметры, анализируемые в реальном времени блоком управления устройства 8, и посредством открытия и закрытия электромагнитных клапанов 24 регулирует поступление в линию забора растворителя 20 по магистрали забора растворенных отложений 23 из шламовой камеры. В случае невозможности повторного использования растворителя из второй секции хранения растворителя отложений 3 из емкости с чистым растворителем 27 растворитель подается через гибкую магистраль забора чистого растворителя 28.

Далее растворитель посредством насоса высокого давления 16 через змеевик подогрева растворителя 18 поступает по напорной линии растворителя 13 на форсунки впрыска 14. В процессе очистки блок управления устройством 8 анализирует информацию от датчиков пригодности использованного растворителя 21. По решению блока управления 8 открываются электромагнитные клапаны 24 и производится забор непригодного для использования растворителя по магистрали забора растворенных отложений 23, который поступает к шламовому насосу 19 и по напорной магистрали шлама 25, через обратный клапан 26 выбрасывается за пределы устройства по направлению его движения.

Заявленное устройство выполняет «чистовую» очистку перед транспортировкой светлых углеводородов, которую следует производить после опорожнения трубопровода от транспортировавшегося продукта и неоднократной «прогонки» существующих средств очистки.

Объемы секции хранения растворителя и аккумуляторной секции зависят от длины очищаемого участка. В качестве растворителя могут применяться дизельное топливо, керосин, нефрас.

Использование предлагаемого изобретения позволит обеспечить высокую степень очистки внутренней полости трубопровода от отложений и остатков транспортировавшегося продукта, что значительно уменьшит объем продукта сниженного качества при транспортировании в трубопроводе из-под нефти - светлых нефтепродуктов.