Способ очистки труб от твердых отложений

 

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.

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.

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.