Пристрій очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень

Реферат: Пристрій очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень містить індуктор, теплоізольований корпус, в якому розташовують труби, що підлягають очищенню. Обмотки індуктора підключені до мережі змінного струму через перетворювач частоти. Другий вхід перетворювача частоти сполучений з виходом датчика температури, розташованого в контрольованій точці. Теплоізольований корпус виконано у вигляді теплоізольованої струмопровідної труби з двома симетричними подовжніми боковими прорізами, які не доходять до кінців труби на відстань не менше π/2 її радіуса і ділять її на верхню та нижню секції. Через вікна трьох магнітопроводів пропущена багатошарова електрична перемичка, яка з'єднує верхню та нижню секції по середині довжини прорізу. Магнітопроводи охоплені обмотками, виходи яких з'єднані за схемою "зірка" а входи підключені до мережі змінного струму промислової частоти через трифазний перетворювач частоти та напруги, керуючі входи якого з'єднані з виходом датчика температури і сигналом керування "ПУСК". UA 85080 U (12) UA 85080 U UA 85080 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості і може бути використана для очищення труб нафтового сортаменту від асфальтосмолопарафінових відкладень. Відомий пристрій для очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень [Патент России № 2169831, МПK E21B 37/00. Устройство для очистки нефтяной скважины от асфальтосмолопарафиновых отложений. Шипулин А.В.; Загривный Є.А., Кудряшов Б.Б., Соловьев Г.Н., Габдрахманов Н.Х., Мингулов Щ.Г. Опубл. 27.06.2001) містить корпус у вигляді труби, обмотки індуктора приєднані до джерела живлення. Причиною, що перешкоджає спрощенню експлуатації пристрою є вертикальне розташування труб, що піддаються очищенню. Найбільш близьким до запропонованого є пристрій очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень [Патент России № 2437726. МПK B08B 9/00. Устройство очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений. Орлов А.И., Попов И.И., Соловьев В.Г., Зелди И.П. Опубл. 27.12.201 1. Бюл. № 36.), що містить індуктор, обмотки якого підключені до мережі змінного струму через перетворювач частоти, другий вхід якого сполучено з виходом термодатчика, розташованого в контрольованій точці. Причиною що перешкоджає спрощенню експлуатації є наявність обмоток вздовж усієї труби з великими габаритами, масою та витратами активних матеріалів. Технічною задачею, яка поставлена в основу корисної моделі, є спрощення експлуатації пристрою для очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень шляхом зменшення габаритів і маси магнітопроводу та обмоток індуктора за допомогою одновиткових вторинних ланцюгів, а також трансформаторного потроювача частоти. Для вирішення поставленої задачі пристрій очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень, що містить індуктор, обмотки якого підключені до мережі змінного струму через перетворювач частоти, другий вхід якого сполучений з виходом датчика температури, розташованого в контрольованій точці, теплоізольований корпус, в якому розташовують труби, що підлягають очищенню, згідно з корисною моделлю, теплоізольований корпус виконано у вигляді теплоізольованої струмопровідної труби з двома симетричними подовжніми боковими прорізами, які не доходять до кінців труби на відстань не менше π/2 її радіуса і ділять її на верхню та нижню секції, через вікна трьох магнітопроводів пропущена багатошарова електрична перемичка, яка з'єднує верхню та нижню секції по середині довжини прорізу, магнітопроводи охоплені обмотками, виходи яких з'єднані за схемою "зірка", а входи підключені до мережі змінного струму промислової частоти через трифазний перетворювач частоти та напруги, керуючі входи якого з'єднані з виходом датчика температури і ланцюгами керування "ПУСК". Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак і результатом, що досягається, наступний. Наявність індуктора, вторинні кола якого мають вигляд порожнистої теплоізольованої струмопровідної труби, що поділена на верхню та нижню секції за допомогою подовжніх прорізів по боках, з'єднаних по середині довжини прорізів багатошаровою електричною перемичкою, дозволяє вести одночасний рівномірний нагрів труби по всій її довжині. Нагрів порожнистої теплоізольованої струмопровідної труби ведеться за допомогою трьох трансформаторів, у вигляді магнітопроводів з обмотками, які являють собою індуктор. Вторинними одновитковими ланцюгами трансформаторів є багатошарові електричної перемички, з'єднані за схемою "відкритий трикутник". Навантаження "відкритого трикутника" - це паралельно з'єднані півсекції порожнистої теплоізольованої струмопровідної труби. Таким чином, створено схему: напівпровідниковий перетворювач частоти трансформаторний потроювач частоти. Використання недорогого стандартного перетворювача частоти з максимальною частотою порядка 600-700 Гц та потроювання цієї частоти за допомогою трансформаторного потроювача до 1800-2100 Гц дозволяє забезпечити зменшення масогабаритних показників індуктора за рахунок підвищеної частоти. Додаткове зниження маси магнітопроводу досягнуто за рахунок того, що для створення третьої гармоніки потроювача частоти зменшено його переріз. На фіг. 1 представлена схема пристрою очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень. На фіг.2 показаний "Вид А" пристрою очищення труб від асфальтосмолопарафінових і відкладень з торця труби. Прийняті позначення Un напруга на і- му виході n вузла. Пристрій очищення труб 1 від асфальтосмолопарафінових відкладень (Фіг. 1) складається з нагрівача у вигляді порожнистої теплоізольованої струмопровідної труби 2, що поділена на верхню та нижню секції за допомогою подовжніх прорізів 3, з'єднаних по середині довжини прорізів поперечною багатошаровою електричною перемичкою 4. Перемичка 4 виконана багатошаровою для того, щоб зменшити її омічний опір і відповідно нагрів обмоток. Нагрів 1 UA 85080 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 теплоізольованої струмопровідної труби 2 ведеться за допомогою трьох магнітопроводів 5.1, 5.2, 5.3 з обмотками W 5.1, W 5.2,W 5.3. Вторинні одновиткові ланцюги магнітопроводів з'єднаної за схемою "відкритий трикутник" за допомогою багатошарової електричної перемички 4. Навантаженням для "відкритого трикутника" слугують паралельно з'єднані півсекції порожнистої теплоізольованої струмопровідної труби. Обмотки W 5.1, W 5.2, W 5.3 з'єднані за схемою "зірка" без нульового дроту та підключені до виходу перетворювача частоти та напруги 6, який живиться від мережі UM змінного струму промислової частоти. До керуючих входів перетворювача частоти та напруги 6 приєднано вихід датчика температури 7 та ланцюги керування "ПУСК". Шари теплоізоляції струмопровідної труби на фіг. 1, фіг.2 не показані. Працює пристрій наступним чином. Проводять співісне горизонтальне введення труб 1, що підлягають очищенню, у струмопровідну трубу 2. На фіг.2 показано, що труба, яка підлягає очищенню і розміщена всередині струмопровідної труби, не закорочує між собою верхню та нижню секції. Прорізи віддалені від кінців труби на відстань не менше π/2 її радіуса для того, щоб переріз одновиткових півсекцій був однаковим. Після завантаження труби, що піддасться очищенню, переводять пристрій в робоче положення під кутом до горизонтальної поверхні. Подають напругу U6 з перетворювача частоти 6 на обмотки W 5.1, W 5.2, W 5.3 магнітопроводів 5.1, 5.2, 5.3. У вторинних одновиткових паралельних півсекціях індуктуються електрорушійні сили з напругою U4, під дією яких в колах паралельних півсекцій починає протікати струм, що викликає нагрів струмопровідної груби 2. Від стінок струмопровідної труби 2 тепло за рахунок теплового випромінювання та теплопередачі передасться трубі 1, що піддасться очищенню. Далі тепло від стінок труби І передасться асфальтосмолопарафіновим відкладенням в її середині. Температуру нагріву поверхні струмопровідної труби 2 контролюють за допомогою датчика 7, розташованого на її поверхні, і підтримують на заданому рівні, наприклад 80-150 С, за допомогою регулювання рівня напруги на виході напівпровідникового перетворювача частоти та напруги 6. Тонкий оплавлений шар асфальтосмолопарафінових відкладень на стінках труби, яку очищують, здатний служити мастилом, завдяки якому, під дією сили тяжіння або зовнішніх сил (парогенератора) більша частина відкладень виходить з труби 2 не встигнувши розплавитися. Вихід перетворювача частоти та напруги 6 дозволяє встановити вихідну частоту, яка перевищує промислову на порядок, що дає змогу знизити масогабаритні показники магнітопроводів 5.1, 5.2, 5.3, а також дає можливість знизити кількість витків первинних обмоток W 5.1, W 5.2, W 5.3 магнітопроводів. За рахунок зменшеної кількості витків первинних обмоток збільшується напруга вторинного одновиткового кола. Напруга вторинного контуру U4=U6, (W 4/ W 5), де U6 і W 5 напруга та кількість витків, відповідно, первинного, U4 і W 4 - вторинного контурів. Оскільки для одновиткової обмотки W 4=1, то при зменшенні W 5 значення U4 зростає. Чим більше напруга вторинного контуру тим більше струм і менше час виходу пристрою на задану температуру. Схема потроювання частоти складається з трьох однофазних трансформаторів у вигляді магнітопроводів з обмотками. Первинні обмотки трансформаторів включені в трифазну мережу за схемою "зірка" без нульового дроту, а вторинні обмотки з'єднані за схемою "відкритого трикутника", на вихід якого підключені, паралельно з'єднані, півсекції струмопровідної труби. Електромагнітний режим магнітопроводів вибирається так, щоб отримати великі спотворення форм кривих струмів і напруги. Для нього зменшують переріз магнітопроводів. Роль фільтра гармонік, кратних трьом, викопує схема "відкритого трикутника". Гармоніки, що створюють симетричні системи прямої і зворотної послідовності в "відкритому трикутнику" взаємно компенсуються, а гармоніки, кратні трьом, складаються арифметично. Отже, на виході відкритого трикутника матиме місце потрійне значення напруги всіх гармонік, кратних трьом (3я, 9-а і т.д.). Таким чином зменшення маси магнітопроводу отримано за допомогою насичення магнітопроводу і потроєння підвищеної частоти з виходу стандартного перетворювача частоти та напруги 6. Маса обмоток магнітопроводів зменшена також за рахунок того, що витки обмоток магнітопроводів індуктора намотано не на корпус нагрівача, як у прототипі, а на магнітопроводи зі зменшеним перерізом. 2 UA 85080 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Пристрій очищення труб від асфальтосмолопарафінових відкладень, що містить індуктор, обмотки якого підключені до мережі змінного струму через перетворювач частоти, другий вхід якого сполучений з виходом датчика температури, розташованого в контрольованій точці, теплоізольований корпус, в якому розташовують труби, що підлягають очищенню, який відрізняється тим, що теплоізольований корпус виконано у вигляді теплоізольованої струмопровідної труби з двома симетричними подовжніми боковими прорізами, які не доходять до кінців труби на відстань не менше π/2 її радіуса і ділять її на верхню та нижню секції, через вікна трьох магнітопроводів пропущена багатошарова електрична перемичка, яка з'єднує верхню та нижню секції по середині довжини прорізу, магнітопроводи охоплені обмотками, виходи яких з'єднані за схемою "зірка", а входи підключені до мережі змінного струму промислової частоти через трифазний перетворювач частоти та напруги, керуючі входи якого з'єднані з виходом датчика температури і сигналом керування "ПУСК". 3 UA 85080 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4