Пристрій для очищення внутрішньої поверхні труб від твердих відкладень

Реферат: Пристрій для очищення внутрішньої поверхні труб від твердих відкладень, що має циліндричний порожнистий корпус, всередині якого встановлено шток з каналами для підведення води під тиском, а назовні корпусу розташовані шкребки. Шток виконано порожнистим з отворами, які сполучають циліндричну камеру розподілу води, яка має три канали та виходять з корпусу, причому двоє з каналів мають насадку-розпилювач і забезпечують гідродинамічний удар по поверхні труби та розташовані напроти один від одного, а третій канал забезпечує гідрокавітаційний потік в зоні відшарування відкладень і спрямований в бік шкребків, причому гідродинамічні канали в корпусі розташовані під кутом 95-105° до його осі та під кутом 30-40° до поверхні труби, а гідрокавітаційний канал розташований під кутом 5070° до осі корпусу. UA 107545 U (12) UA 107545 U UA 107545 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій належить до нафтогазовидобувної промисловості і може бути використаний у будь-якій галузі промисловості, де вимагається здійснювати очищення труб від твердих відкладень високої щільності, зокрема таких, що містять радіонукліди. Відомий пристрій для очищення труб нафтопромислів від твердих відкладень ударною дією при одночасному обертанні і поступальному переміщенні труби. Пристрій оснащений блоком ударних елементів, які рівномірно охоплюють зовнішню поверхню труби з можливістю одночасної дії на неї в поперечному перерізі (Патент на корисну модель РФ № 69777, кл. В08В; F28G, Бюл. № 3, опубл. 15.03.2013). При очищенні труб від твердих відкладень за допомогою запропонованого пристрою забезпечується механічна дія на трубу з її одночасним поступальним і обертальним переміщенням в радіально-обтискальній машині, причому механічна дія на трубу здійснюється шляхом додаткового ударного локального навантаження по поперечному перерізу труби за допомогою ударних елементів, які охоплюють зовнішню поверхню труби і розташовані на рівний відстані один від одного. Недоліком зазначеного пристрою є недостатнє очищення труб від твердих відкладень 3 високої щільності (понад 5000 кг/м ), а також він не забезпечує очищення труб від природних радіонуклідів до санітарних норм. Найбільш близьким до пропонованої корисної моделі є пристрій для очищення внутрішньої поверхні від твердих відкладень нафтопромислових труб, що включає порожнисті корпуси ступенів, кожен з яких складається з передньої частини з периферійними каналами і задньої частини, сполучених за допомогою різьбового з'єднання, оснащеного розпірно-центрувальною втулкою, яка формує периферійні канали на виході одинарних еластичних стержень-подібних скребків, кожух, з'єднаний з передньою частиною корпусу першого ступеня, встановлений усередині порожнистих корпусів ступенів шток з відкритими повздовжніми каналами, розташованими у відповідності з периферійними каналами порожнистих корпусів ступенів, розташований з можливістю осьового переміщення, порожнистий під шток перевідник, зв'язує між собою порожнисті корпуси ступенів, виконаний з вигином на дільниці сходження каналів порожнистих корпусів ступенів і штока, розташовані в каналах останніх одинарні еластичні стержнеподібними скребки із скріпленими зі штоком тильними кінцями, штовхачі, розташовані в кожній ступені між амортизатором і одинарними еластичними стержень-подібними скребками на їх дільниці вигину з можливістю взаємодії з останніми, і компенсатор зносу одинарних еластичних стержнеподібних скребків, встановлений з можливістю взаємодії зі штоком, відрізняється тим, що одинарні еластичні стержнеподібні скребки розподілені по ступенях почергово по колу штока, порожнистий підшток перевідник, який зв'язує між собою порожнисті корпуси ступенів, виконаний у вигляді різьбових пар на різьбових з'єднаннях з однаковим кроком, причому одна з різьбових пар має різьбове з'єднання різного напряму і застопорена радіально розташованими по колу штифтами, оперезаними страхувальним хомутом і затягнута контргайкою з можливістю стопору (Патент РФ № 2223390, кл. Е21 В37/02, В08В9/02, Бюл. № 4, опубл. 10.02.2004). У процесі роботи скребки першого ступеня у міру зносу орієнтуються на очищення шару, розташованого на меншому діаметрі, тобто піддаються більш інтенсивного зносу, автоматично підлаштовуються на свій посильний режим. Подальший, другий ступінь пристрою при цьому знімає залишковий шар, що підлягає очищенню, причому робота ступенів відбувається в синхронному режимі, узгоджено, доповнюючи один одного. В процесі очищення утворені продукти промиваються промивально-охолоджувальною рідиною і потрапляють у відстійник, встановлений в іншому кінці очищувальної труби. Недоліком цього пристрою є багатоступінчаста система скребків в пристрої, надскладна конструкція деталей і самого пристрою, велика металоємність пристрою та недостатня 3 ефективність очищення труб від надщільних відкладень щільністю понад 3000 кг/м . В основу корисної моделі поставлена задача розроблення пристрою для повного очищення поверхні труб від відкладень, сформованих в трубах при бурінні нафтогазоносних пластів з високим вмістом свинцю і природних радіонуклідів. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для очищення внутрішньої поверхні труб від твердих відкладень має циліндричний порожнистий корпус, всередині якого вмонтований шток з каналами для підведення води під тиском, а на зовні корпусу розташовані шкребки. Згідно з корисною моделлю, шток виконано порожнистим з отворами, які сполучають циліндричну камеру розподілу води, яка має три канали та виходять з корпусу, причому двоє з каналів мають насадку-розпилювач і забезпечують гідродинамічний удар по поверхні труби та розташовані напроти один від одного, а третій канал забезпечує гідрокавітаційний потік в зоні відшарування відкладень і спрямований в бік шкребків, причому гідродинамічні канали в корпусі розташовані під кутом 95-105° до його осі та під кутом 30-40° до поверхні труби, а гідрокавітаційний канал розташований під кутом 50-70° до осі корпусу. 1 UA 107545 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Причино-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом полягає в наступному. Для зниження гідравлічного опору води в процесі роботи пристрою шток виконано порожнистим з отворами, які сполучають циліндричну камеру розподілу води. Циліндрична камера розподілу води має три канали, що виходять з корпусу, причому два з них мають насадку-розпилювач для забезпечення гідродинамічного удару по поверхні труби, а також ефективної, тривалої та стабільної роботи каналів-розпилювачів. Розташування цих каналів-розпилювачів один напроти одного дозволяє досягнути необхідну швидкість обертання пристрою і максимальну ефективність очищення. Третій канал - розпилювач гідрокавітації, спрямований в зону роботи одного з двох скребків для створення потоку гідрокавітації в місці підривання сольових відкладень скребком, що забезпечує максимальну ефективність очищення внутрішньої поверхні труби від сольових відкладень у тому числі з вмістом природних радіонуклідів. Гідродинамічні канали в корпусі розташовані під кутом 95-105° до його осі та під кутом 3040° до поверхні труби, а гідрокавітаційний канал розташований під кутом 50-70° до осі корпусу. Таке положення каналів є ефективним для очищення внутрішньої поверхні труб від твердих відкладень, сформованих там під час буріння нафтогазоносних пластів з високим вмістом свинцю і радіонуклідів. На кресленні зображений пристрій для очищення внутрішньої поверхні труб від твердих відкладень. Пристрій складається з порожнистого циліндричного корпусу 1. Усередині корпусу по осі пристрою жорстко кріпиться циліндричний порожнистий шток з двома отворами один навпроти одного для виходу води в камеру розподілу. Всередині пристрою розташована циліндрична камера розподілу води 3. У корпусі пристрою розташовані два гідродинамічних канали 4, один гідрокавітаційний канал 5 і два скребки 6. Шток 2 усередині корпусу по осі пристрою жорстко кріпиться за допомогою гайки 7. Пристрій працює наступним чином. Вода під тиском 1050-1200 ат подається через шток 2 в камеру розподілу води корпусу 3, після чого через канали 4 і 5 викидається всередину труби, що очищається, і викликає обертання пристрою (число оборотів - 2500-3500 об./хв.). Металеві скребки 6 розташовані на корпусі один навпроти одного, кріпляться до корпусу штифтами і після подання води при обертанні пристрою підривають сольові відкладення від стінки труби. Канал 5, який створює гідрокавітаційний потік, розташований навпроти одного зі скребків 6 під кутом 50-70° і спрямований в зону роботи одного зі скребків, створює потік кавітації в зоні підривання сольових відкладень і сприяє їх видаленню за рахунок різниці перепаду тисків в потоці кавітації. Два гідродинамічних канали 4 розташовані на корпусі один навпроти одного під кутом 90° до скребків і мають насадку-розпилювач. Канали 4 розташовані під кутом 95-105° до осі корпусу і під кутом 30-40° до поверхні пристрою. Вода, що надходить з каналів 4 створює гідродинамічний удар на поверхні труби для видалення залишків мікрочасток радіоактивних солей для очищення внутрішньої поверхні труби. Корпус пристрою виготовляється з бронзи, шток - зі зміцненої вуглецевої сталі, канали 4 і 5 з титану. Канали 4 мають сапфірові насадки-розпилювачі. Скребки 6 мають напайки з твердосплавних пластин із загостреними кромками. Корпус пристрою, шток, канали 4, що мають насадки-розпилювачі та 5, скребки 6 з напайками виготовлені з надтвердих матеріалів. Пристрій вводиться у внутрішню порожнину труби і під впливом подачі рідини насосом високого тиску приходить в обертальний рух, впливаючи на шар відкладень струменями високого тиску, струменями кавітацій з високоенергетичною (кавітаційною) дією на поверхню і механічним руйнуванням (зрізуванням) шару відкладень. Технічний результат полягає в наступному. Впровадження запропонованого пристрою надає можливість ефективного очищення внутрішньої поверхні труб від твердих відкладень, сформованих в трубах при бурінні нафтогазоносних пластів з високим вмістом свинцю і радіонуклідів. Пристрій дозволяє досягти оперативність, високу продуктивність, простоту і безпеку процесу очищення, а також досягнення дезактивації труб до санітарних норм радіаційної безпеки, що забезпечує можливість повторного використання труб безпосередньо після їх очищення. 60 2 UA 107545 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Пристрій для очищення внутрішньої поверхні труб від твердих відкладень, що має циліндричний порожнистий корпус, всередині якого встановлено шток з каналами для підведення води під тиском, а назовні корпусу розташовані шкребки, який відрізняється тим, що шток виконано порожнистим з отворами, які сполучають циліндричну камеру розподілу води, яка має три канали та виходять з корпусу, причому двоє з каналів мають насадку-розпилювач і забезпечують гідродинамічний удар по поверхні труби та розташовані напроти один від одного, а третій канал забезпечує гідрокавітаційний потік в зоні відшарування відкладень і спрямований в бік шкребків, причому гідродинамічні канали в корпусі розташовані під кутом 95-105° до його осі та під кутом 30-40° до поверхні труби, а гідрокавітаційний канал розташований під кутом 5070° до осі корпусу. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3