Пристрій для очищення трубопроводів

Винахід належить до галузі трубопровідного транспортну, а саме, до конструкції обладнання, що використовують у газовій промисловості для очищення трубопроводів, прокладних в складних рельєфних умовах. Основним критерієм оцінки якості очищення порожнини газопроводу є ступінь підвищення гідравлічної ефективності його роботи, проте, існуючими методами і пристроями вдається підвищити гідравлічну е фективність максимум на 3-5%, що пояснюється з одного боку складністю газопроводу як об'єкта очищення, обумовлену, зокрема, складністю конфігурації газопроводу, залежно від мінливості рельєфу, де він прокладений. А з іншої сторони проблему очищення складає різноманітність забруднень і відкладів з різними фізико-механічними характеристиками, що призводять до різного характеру ускладнень, зокрема, в процесі транспортування газу відбувається часткова конденсація газової суміші, а накопичення конденсату створює пробки, які збільшують гідравлічний опір трубопроводу, і при повному перекритті січення пробками можливе створення аварійної ситуації. Іншим різновидом забруднень в газопроводах є гідратні пробки, які утворюються при транспортуванні газопродуктів по трубопроводах при низьких температурах. Пробки різного характеру і складу обмежують пропускну здатність трубопроводів при транспортуванні газу. Для їх ліквідації застосовують поршневання, для чого пропускають очисний пристрій (скребок, поршень, йорж, снаряд-дефектоскоп) по трубопроводу з використанням енергії транспортованого газу (ж-л "Газова промисловість", 2003, №8, с.66-68). Відомий скребок для видалення забруднень з труб [з-ка №4442993, Германія, МПК В08В9/04, заявл. 2.12. 94; опубл. 05.06.96]. Основу скребка складають порожнистий циліндр з діаметром меншим за внутрішній діаметр труб настільки, щоб між забрудненими стінками і поверхнею скребка залишалось місце для прокачування, наприклад, води, для видалення, забруднення, що зчищається із стінок труби щітками, закріпленими на поверхні основи. Пристрій використовують для очищення стінок труби, проте, для видалення пробок цей пристрій неефективний, оскільки не передбачає їх зрідження. Для розрідження пробок з подальшим їх видаленням пристроями застосовують, зокрема, ПАВ, воду або інші активні рідини. Відома очистка трубопроводу від забруднень за допомогою пристрою, основу якого складає звуковипромінювач, за допомогою якого створюють хвилі відповідної частоти, які руйнують забруднення. Як контактне середовище використовують воду або іншу рідину, що активізує очищення і забезпечує видалення забруднюючих речовин із порожнини трубопроводу [з-ка №19532247, Германія, МПК В08В 3/12 заявл. 01.09.1995; опубл. 06.03.1997р.]. Експлуатаційна надійність цього пристрою низька внаслідок неможливості використовування для очищення поліетиленових труб а також трубопроводів складної конфігурації з нерівнопрохідною арматурою. По таких газопроводах неможливо пропускати очисні пристрої з твердими корпусами і конструкціями, непристосованими до змін форми трубопроводів залежно від змін рельєфу де вони прокладені. Відомий гумовий очисний пристрій, який має вигляд кулеподібної оболонки з металевим вентилем для подавання повітря або рідини у внутрішню порожнину оболонки. [Патент України №42771, опубл. 12.11.2001. Бюл. №10]. При очищенні трубопроводу кулеподібна оболонка заповнюється рідиною або повітрям, вводиться в трубопровід і, під підвищеним тиском робочого середовища, проганяється по ньому, виштовхуючи різні забруднення (газовий конденсат, гідравлічні пробки, шлам, пісок тощо). Змінюючи тиск усередині кулеподібної оболонки, її щільно підганяють до внутрішньої порожнини трубопроводу, що забезпечує очищення від забруднень трубопроводів змінної форми. Проте, даний пристрій не забезпечує ефективного видалення пробок різного характеру, оскільки не передбачає їх попереднього розрідження перед тим, як проганяти гумовий очисний пристрій. До того ж, процес витіснення рідинних пробок очисним пристроєм має складний характер, що враховує пружну взаємодію рідини і твердого тіла і визначається фізичними властивостями рідини, що витісняється. Фізичні властивості різних скупчень змінюються в широких межах, причому на початкових ділянках газопроводу рідина може мати неньютонівські властивості, неврахування яких призводить до відхилення режиму очищення від оптимального. До того ж, при витісненні рідкої фази (пробки) твердим тілом з порожнини газопроводу спостерігається підвищення тиску в пристінкових областях рідкої фази, що створює динамічні навантаження на очисний пристрій, які призводять до його зносу. Найбільш близьким до винаходу відомо пристрій для очищення порожнини трубопроводу від рідких накопичень [А.С. СССР №1397097, Бюл. №19 Опубл. 23.05.1988]. Пристрій містить корпус з порожниною для робочої рідини. Співвісно з корпусом по ходу переміщення пристрою встановлений порожнистий насадок з соплами, підпружинений відносно корпусу. Пристрій має ущільнюючі манжети для пересування пристрою вздовж трубопроводу в середині потоком транспортованого газу, а на задній стінці виконаний отвір і встановлена пробка для перекриття цього отвору. Пристрій оснащений засобом для подавання робочого агента до сопел у разі стикання із забрудненням, виконаний у вигляді порожнистої труби, закріпленої в насадці, і на якій встановлено ежектор із всмоктувальним патрубком, з’еднаним із порожниною корпуса. Порожниста труба одним кінцем розміщена у отворі задньої стінки пристрою із можливістю взаємодії із пробкою. Ефект очищення даним пристроєм досягається за рахунок створення у порожнині, трубопроводу перед рухомим пристроєм ділянки, заповненою піною. Піна рухається перед пристроєм і запобігає перетіканню рідини через нещільності манжети, а також зменшує динамічні навантаження на пристрій у разі стикання з пробкою. Проте, даний пристрій неможливо використовува ти у трубопроводах, що мають складну геометричну конфігурацію. Жорсткий корпус, в якому розміщена конструкція пристрою, не здатний змінювати свою форму і адаптуватись до змін конфігурації певної ділянки очищуваного тр убопроводу, внаслідок чого застрягає в ньому. В основу винаходу покладено задачу удосконалення пристрою для очищення трубопроводу шля хом зміни конструкції корпуса пристрою і засобу для подачі робочого агента до сопел, що дозволить забезпечити необхідну ступінь керування об'єктом очищення з мінливими характеристиками, а саме, очищати трубопровід із складною геометричною конфігурацією, гасити підвищення тиску рідинної пробки на пристрій в момент їх стикання за рахунок розрідження і зміни фізико-хімічних властивостей виштовхуваної рідини, і тим самим підвищити якість очищення і гідравлічну ефективність роботи газопроводу, а також розширити функціональні можливості пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для очищення трубопроводу, що включає корпус з порожниною для робочої рідини, насадок з соплами, підпружинений відносно корпусу з можливістю осьового переміщення вздовж корпусу по ходу переміщення пристрою, ущільнюючі манжети для пересування пристрою вздовж трубопроводу всередині потоком транспортованого по трубопроводу газу, засіб для подавання робочого агента до сопел, що складається із порожнистої труби та ежектора із всмоктувальним патрубком, з’еднаним із порожниною корпусу, пробку для перекриття центрального отвору у задній стінці корпусу, згідно з винаходом корпус виконаний у вигляді гнучкої циліндричної оболонки з еластичного матеріалу із пам'яттю форми та з можливістю змінюватись і приймати форму, відповідну геометричній формі перерізу трубопроводу залежно від мінливість рельєфу, де він прокладений, а порожниста труба засобу для подавання робочого агента до сопел виконана з можливістю адаптуватись та повторювати форму корпусу у разі зміни конфігурації тр убопроводу. Виконання корпусу у вигляді гнучкої циліндричної оболонки з еластичного матеріалу з пам'яттю форми із можливістю змінюватись і приймати форму, відповідну геометричній формі перерізу трубопроводу залежно від мінливості рельєфу, де він прокладений, дозволяє пристрою проходити звуження, круті повороти під кутом 90° і різних нерівностей на стиках трубопроводів, а також застосовувати для очищення поліетиленових тр уб. Виконання порожнистої труби засобу для подавання робочого агента до сопел з можливістю адаптуватись та повторювати форму корпусу у разі зміни конфігурації трубопроводу, забезпечує цілісність конструкції і синхронність зміни форми його елементів. Конструкція пристрою нарівні з якісним очищенням виключає застрягання в трубопроводах будь-якої конфігурації та протяжності і забезпечує багаторазовість використання. Винахід пояснюється кресленням, де на Фіг.1 зображено загальний вид пристрою, на Фіг.2 - вид А на Фіг.1. Пристрій для очищення трубопроводів містить корпус 1, виконаний у вигляді гнучкої циліндричної оболонки, з порожниною для робочої рідини, насадок 2 з соплами 3, насадок підпружинений відносно корпусу пружиною 4. Пристрій містить ущільнюючі манжети 5 для пересування пристрою вздовж трубопроводу потоком транспортованого газу. Задня 6 стінка корпусу має центральний отвір і пробку 7 для перекриття цього отвору. Пристрій оснащений засобом для подавання робочої рідини до сопел, що складається з порожнистої труби 8, виконаної з еластичного гнучкого матеріалу, закріпленої в насадці 2, ежектора 9 із всмоктувальним патрубком 10, з’еднаним із порожниною корпусу 1, а задній кінець труби 8 розміщений в отворі задньої стінки 6 з можливістю взаємодії з пробкою 7. Пристрій працює наступним чином. Порожнину корпусу 1 заповнюють робочою рідиною, наприклад, ПАВ. Отвір в стінці 6 закривають пробкою 7 і вводять пристрій 3 у трубопровід. Потоком транспортованого газу пристрій переміщують вздовж трубопроводу. Завдяки виконанню корпусу у ви гляді гнучкої циліндричної еластичної оболонки 1 з еластичного матеріалу, пристрій має можливість безперешкодно проходити всі ділянки трубопроводу незалежно від його конфігурації і ландшафту, де він прокладений у випадку стикання з будь-яким забрудненням, корпус 1 зміщується в сторону застопореного насадка 2, стискаючи пружину 4. При цьому задній кінець труби 8 вибиває пробку 7 з отвору в стінці 6 і газ поступає із порожнини трубопроводу по трубі 8 до ежектора 9. Робочий розчин, наприклад ПАВ, по всмоктую чому патр убку 10 захоплюється в ежектор 9 і подається по трубі 8 до сопел 3. Стр умені газу, що витікають із сопел, переміщують робочий агент із забрудненням і розріджують його внаслідок чого перед пристроєм утворюється піна, яка, при подальшому русі пристрою, рухається перед ним, попереджаючи перетікання рідини через манжети 5. Завдяки зниженню тиску в пристінкових областях рідкої фази, а також за рахунок щільного прилягання манжет до стінок внаслідок адаптації корпусу до форми перерізу трубопроводу, майже всі відкладання видаляються з трубопроводу потоком транспортованого газу на всьому протязі магістрального газопроводу. До того ж пом'якшуються гідравлічні удари очисного пристрою і пробки в момент їх стикання, що запобігає перетіканню рідини в порожнину трубопроводу, підвищує ефективність очищення, і збільшує термін експлуатації пристрою.