UA78996C2

UA78996C2 - Device for cleaning of conduits

Info

Publication number: UA78996C2
Application number: UA20041109692A
Authority: UA
Inventors: Dmytro Fedorovych Tymkiv; Valentyn Hennadiiovyc Franchuk; Oleksii Mykolaiovych Sheremet
Original assignee: Ivano Frankivsk Nat Tech Univ
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2007-05-10

Abstract

A device for cleaning of pipelines contains a housing with cavity for working fluid, a tip with nozzles spring-loaded relative to housing with possibility of axial displacement along it in the direction of normal movement of device, sealing sleeves for displacement of device along the conduit inside by the flow of transported gas, means for supplying the working agent to the nozzles, which includes a hollow pipe, an ejector with suction branch connected with the cavity of housing, a plug for closing the central opening in the rear wall of housing. In this case, the housing and the hollow pipe of means for supplying the working agent to the nozzles are made from elastic material, which excludes sticking in pipelines of any configuration and length and ensures the reuse.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до галузі трубопровідного транспортну, а саме, до конструкції обладнання, що 2 використовують у газовій промисловості для очищення трубопроводів, прокладних в складних рельєфних умовах.The invention belongs to the field of pipeline transport, namely, to the design of equipment used in the gas industry to clean pipelines laid in difficult terrain conditions.

Основним критерієм оцінки якості очищення порожнини газопроводу є ступінь підвищення гідравлічної ефективності його роботи, проте, існуючими методами і пристроями вдається підвищити гідравлічну ефективність максимум на 3-595, що пояснюється з одного боку складністю газопроводу як об'єкта очищення, 70 обумовлену, зокрема, складністю конфігурації газопроводу, залежно від мінливості рельєфу, де він прокладений.The main criterion for evaluating the quality of gas pipeline cavity cleaning is the degree of increase in the hydraulic efficiency of its operation, however, existing methods and devices manage to increase the hydraulic efficiency by a maximum of 3-595, which is explained on the one hand by the complexity of the gas pipeline as a cleaning object, 70 due, in particular, to the complexity configuration of the gas pipeline, depending on the variability of the terrain where it is laid.

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 12 створення аварійної ситуації.And on the other hand, the problem of cleaning is a variety of pollution and deposits with different physical and mechanical characteristics, which lead to different types of complications, in particular, in the process of gas transportation, partial condensation of the gas mixture occurs, and the accumulation of condensate creates traffic jams that increase the hydraulic resistance of the pipeline, and if the intersection is completely blocked by traffic jams, an emergency situation is possible.

Іншим різновидом забруднень в газопроводах є гідратні пробки, які утворюються при транспортуванні газопродуктів по трубопроводах при низьких температурах.Another type of pollution in gas pipelines is hydrate plugs, which are formed during the transportation of gas products through pipelines at low temperatures.

Пробки різного характеру і складу обмежують пропускну здатність трубопроводів при транспортуванні газу.Blockages of different nature and composition limit the throughput of pipelines during gas transportation.

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, Мо8, с.66-68).To eliminate them, reciprocating is used, for which a cleaning device (scraper, piston, ruff, projectile-defectoscope) is passed through the pipeline using the energy of the transported gas (Zhova przydlovystvo, 2003, Mo8, p. 66-68).

Відомий скребок для видалення забруднень з труб |з-ка Мо4442993, Германія, МПК ВО889/04, заявл. 2.12. 94; опубл. 05.06.96).The famous scraper for removing dirt from pipes |z-ka Mo4442993, Germany, IPC VO889/04, application. 2.12. 94; published 06.05.96).

Основу скребка складають порожнистий циліндр з діаметром меншим за внутрішній діаметр труб настільки, с 22 щоб між забрудненими стінками і поверхнею скребка залишалось місце для прокачування, наприклад, води, для Го) 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. ке,The base of the scraper consists of a hollow cylinder with a diameter smaller than the inner diameter of the pipes, so that between the contaminated walls and the surface of the scraper there is a place for pumping, for example, water, to remove dirt, which is cleaned from the walls of the pipe with brushes fixed on the surface of the base . The device is used to clean pipe walls, however, this device is ineffective for removing traffic jams, as it does not provide for their liquefaction. Surfactants, water, or other active liquids are used to dilute traffic jams with their subsequent removal by means of devices. what

Відома очистка трубопроводу від забруднень за допомогою пристрою, основу якого складає Ге») 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 о забруднюючих речовин із порожнини трубопроводу |з-ка Мо19532247, Германія, МПК ВО8В 3/12 заявл. с 01.09.1995; опубл. 06.03.1997 р.|.It is known to clean the pipeline from pollution with the help of a device, the basis of which is a sound emitter, which creates waves of the appropriate frequency that destroy pollution. As a contact medium, water or another liquid is used, which activates cleaning and ensures the removal of pollutants from the cavity of the pipeline. from 01.09.1995; published 03/06/1997 |

Зо 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. «З The operational reliability of this device is low due to the impossibility of using it for cleaning - polyethylene pipes, as well as pipelines of a complex configuration with uneven fittings. It is impossible to pass through such gas pipelines cleaning devices with solid bodies and structures that are not adapted to changes in the shape of the pipelines depending on the changes in the terrain where they are laid. "

Відомий гумовий очисний пристрій, який має вигляд кулеподібної оболонки з металевим вентилем для З подавання повітря або рідини у внутрішню порожнину оболонки. (Патент України Мо42771, опубл. 12.11.2001. с Бюл. Мо10). При очищенні трубопроводу кулеподібна оболонка заповнюється рідиною або повітрям, вводиться в з» трубопровід і, під підвищеним тиском робочого середовища, проганяється по ньому, виштовхуючи різні забруднення (газовий конденсат, гідравлічні пробки, шлам, пісок тощо).A known rubber cleaning device, which has the form of a spherical shell with a metal valve for supplying air or liquid to the inner cavity of the shell. (Patent of Ukraine Mo42771, publ. 12.11.2001. with Bull. Mo10). When cleaning the pipeline, the ball-shaped shell is filled with liquid or air, introduced into the pipeline and, under the increased pressure of the working medium, is driven along it, pushing out various contaminants (gas condensate, hydraulic plugs, sludge, sand, etc.).

Змінюючи тиск усередині кулеподібної оболонки, її щільно підганяють до внутрішньої порожнини трубопроводу, що забезпечує очищення від забруднень трубопроводів змінної форми. Проте, даний пристрій не 7 забезпечує ефективного видалення пробок різного характеру, оскільки не передбачає їх попереднього о 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 о фізичними властивостями рідини, що витісняється. Фізичні властивості різних скупчень змінюються в широкихBy changing the pressure inside the spherical shell, it is tightly fitted to the internal cavity of the pipeline, which ensures the cleaning of pipelines of variable shape. However, this device does not provide effective removal of various kinds of traffic jams, as it does not provide for their preliminary liquefaction before running the rubber cleaning device. In addition, the process of displacing liquid plugs with a cleaning device is complex in nature, which takes into account the elastic interaction of a liquid and a solid body and is determined by the physical properties of the displaced liquid. The physical properties of different clusters vary widely

Те) 20 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 щи 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.Te) 20 limits, and in the initial sections of the gas pipeline, the liquid may have non-Newtonian properties, neglecting which leads to a deviation of the cleaning regime from the optimal one. In addition, when the liquid phase plug (plug) is displaced by a solid body from the gas pipeline cavity, an increase in pressure is observed in the wall regions of the liquid phase, which creates dynamic loads on the cleaning device, which lead to its wear.

Найбільш близьким до винаходу відомо пристрій для очищення порожнини трубопроводу від рідких 29 накопичень ІА.С. СССР Мо1397097, Бюл. Мо19 Опубл. 23.05.1988). Пристрій містить корпус з порожниною дляThe device for cleaning the pipeline cavity from liquid 29 accumulations is known to be closest to the invention by IAS. USSR Mo1397097, Bul. Mo19 Publ. 05/23/1988). The device contains a case with a cavity for

ГФ) 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 о 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 60 разі стикання із забрудненням, виконаний у вигляді порожнистої труби, закріпленої в насадці, і на якій встановлено ежектор із всмоктувальним патрубком, з'єднаним 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 бо також зменшує динамічні навантаження на пристрій у разі стикання з пробкою. Проте, даний пристрій неможливо використовувати 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 трубопроводу, внаслідок чого застрягає в ньому.HF) of the working fluid. A hollow nozzle with nozzles, spring-loaded relative to the housing, is installed parallel to the housing along the movement of the device. The device has sealing cuffs for moving the device along the pipeline in the middle of the flow of transported gas, and a hole is made on the back wall and a plug is installed to cover this hole. The device is equipped with means for feeding the working agent to the nozzles in case of contact with contamination, made in the form of a hollow pipe fixed in the nozzle, and on which an ejector with a suction nozzle connected to the body cavity is installed. One end of the hollow pipe is placed in the hole of the back wall of the device with the possibility of interaction with the plug. The effect of cleaning with this device is achieved by creating an area filled with foam in the cavity, pipeline in front of the moving device. The foam moves in front of the device and prevents liquid from flowing through cuff leaks, and also reduces dynamic loads on the device in case of contact with a traffic jam. However, this device cannot be used in pipelines with a complex geometric configuration. The hard case, which houses the design of the device, is not able to change its shape and adapt to changes in the configuration of a certain section of the pipeline being cleaned, as a result of which it gets stuck in it.

В основу винаходу покладено задачу удосконалення пристрою для очищення трубопроводу шляхом 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 /о підвищити якість очищення і гідравлічну ефективність роботи газопроводу, а також розширити функціональні можливості пристрою.The invention is based on the task of improving the device for cleaning the pipeline by changing the design of the device body and the means for supplying the working agent to the nozzles, which will allow to ensure the necessary degree of control of the cleaning object with variable characteristics, namely, to clean the pipeline with a complex geometric configuration, extinguish the rise the pressure of the liquid plug on the device at the moment of their contact due to rarefaction and changes in the physical and chemical properties of the ejected liquid, and thereby /o improve the quality of cleaning and hydraulic efficiency of the gas pipeline, as well as expand the functional capabilities of the device.

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 7/5 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'єднаним 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 відThe task is solved by the fact that the device for cleaning the pipeline, which includes a housing with a cavity for the working fluid, a nozzle with nozzles, spring-loaded relative to the housing with the possibility of axial movement along the housing along the movement of the device, sealing cuffs for moving the device 7/5 ALONG the pipeline inside by the flow of gas transported through the pipeline, a means for supplying the working agent to the nozzles, consisting of a hollow pipe and an ejector with a suction nozzle connected to the cavity of the housing, a plug for covering the central hole in the back wall of the housing, according to the invention, the housing is made in the form of a flexible cylindrical shell made of elastic material with memory of shape and with the ability to change and take the shape corresponding to the geometric shape of the pipeline section depending on

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 трубопроводу.The variability of the terrain, where it is laid, and the hollow pipe of the means for supplying the working agent to the nozzles is made with the ability to adapt and repeat the shape of the body in the event of a change in the configuration of the pipeline.

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 902 сч і різних нерівностей на стиках трубопроводів, а також застосовувати для очищення поліетиленових труб.The execution of the body in the form of a flexible cylindrical shell made of elastic material with a memory of shape with the ability to change and take a shape corresponding to the geometric shape of the pipeline section depending on the variability of the relief where it is laid allows the device to pass through narrowings, sharp turns at an angle of 902 degrees and various irregularities at the joints of pipelines, as well as use for cleaning polyethylene pipes.

Виконання порожнистої труби засобу для подавання робочого агента до сопел з можливістю адаптуватись та о повторювати форму корпусу у разі зміни конфігурації трубопроводу, забезпечує цілісність конструкції і синхронність зміни форми його елементів.The execution of a hollow pipe means for supplying the working agent to the nozzles with the ability to adapt and repeat the shape of the body in case of a change in the configuration of the pipeline ensures the integrity of the structure and the synchronicity of the change in the shape of its elements.

Конструкція пристрою нарівні з якісним очищенням виключає застрягання в трубопроводах будь-якої Ге) 3о конфігурації та протяжності і забезпечує багаторазовість використання.The design of the device, along with high-quality cleaning, eliminates jamming in pipelines of any configuration and length and ensures multiple use.

Винахід пояснюється кресленням, де на Фіг.1 зображено загальний вид пристрою, на Фіг.2 - вид А на Фіг.1. б»The invention is explained by the drawing, where Fig. 1 shows the general view of the device, Fig. 2 shows view A in Fig. 1. b"

Пристрій для очищення трубопроводів містить корпус 1, виконаний у вигляді гнучкої циліндричної оболонки, Ф з порожниною для робочої рідини, насадок 2 з соплами 3, насадок підпружинений відносно корпусу пружиною 4.The device for cleaning pipelines includes a body 1, made in the form of a flexible cylindrical shell, Ф with a cavity for the working fluid, nozzle 2 with nozzles 3, the nozzle is spring-loaded relative to the body with a spring 4.

Пристрій містить ущільнюючі манжети 5 для пересування пристрою вздовж трубопроводу потоком со транспортованого газу. Задня 6 стінка корпусу має центральний отвір і пробку 7 для перекриття цього отвору. чеThe device contains sealing cuffs 5 for moving the device along the pipeline with the flow of transported gas. The back 6 wall of the case has a central hole and a plug 7 to cover this hole. what

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'єднаним із порожниною корпусу 1, а задній кінець труби 8 розміщений в отворі задньої стінки 6 з можливістю взаємодії з пробкою 7. «The device is equipped with a means for supplying the working fluid to the nozzles, which consists of a hollow pipe 8 made of an elastic flexible material, fixed in a nozzle 2, an ejector 9 with a suction nozzle 10 connected to the cavity of the body 1, and the rear end of the pipe 8 is placed in holes of the back wall 6 with the possibility of interaction with the stopper 7.

Пристрій працює наступним чином. шщ с Порожнину корпусу 1 заповнюють робочою рідиною, наприклад, ПАВ. Отвір в стінці 6 закривають пробкою 7 і й вводять пристрій З у трубопровід. Потоком транспортованого газу пристрій переміщують вздовж трубопроводу. «» Завдяки виконанню корпусу у вигляді 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 -і 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. бо Робочий розчин, наприклад ПАВ, по всмоктую чому патрубку 10 захоплюється в ежектор 9 і подається поThe device works as follows. шщ с The cavity of the housing 1 is filled with a working fluid, for example, a surfactant. The hole in the wall 6 is closed with a stopper 7 and the device C is inserted into the pipeline. The device is moved along the pipeline by the flow of transported gas. "" Due to the design of the body in the form of a flexible cylindrical elastic shell 1 made of elastic material, the device has the ability to pass through all sections of the pipeline without hindrance, regardless of its configuration and the landscape where it is laid, in case of contact with any contamination, the body 1 shifts to the side - and of the blocked nozzle 2, compressing the spring 4. At the same time, the rear end of the pipe 8 knocks the plug 7 out of the hole in the wall 6 and the gas flows from the cavity of the pipeline through the pipe 8 to the ejector 9. Because the working solution, for example, surfactant, is drawn into the ejector through the suction pipe 10 9 and served by

Те) трубі 8 до сопел 3. Струмені газу, що витікають із сопел, переміщують робочий агент із забрудненням і 5о розріджують його внаслідок чого перед пристроєм утворюється піна, яка, при подальшому русі пристрою, о рухається перед ним, попереджаючи перетікання рідини через манжети 5. Завдяки зниженню тиску вTe) pipe 8 to nozzles 3. Gas jets flowing from the nozzles move the working agent with contamination and 5o dilute it, as a result of which foam is formed in front of the device, which, with further movement of the device, o moves in front of it, preventing the flow of liquid through the cuffs 5 Due to the decrease in pressure in

Ф 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'якшуютьсяФ near-wall areas of the liquid phase, as well as due to the close fit of the cuffs to the walls due to the adaptation of the housing to the shape of the pipeline section, almost all deposits are removed from the pipeline by the flow of transported gas along the entire length of the main gas pipeline. In addition, they soften

Гідравлічні удари очисного пристрою і пробки в момент їх стикання, що запобігає перетіканню рідини в о порожнину трубопроводу, підвищує ефективність очищення, і збільшує термін експлуатації пристрою. дк Фо рмула винаходу 60Hydraulic shocks of the cleaning device and the plug at the moment of their contact, which prevents the flow of liquid into the cavity of the pipeline, increases the efficiency of cleaning, and increases the service life of the device. dk Formula of the invention 60

Пристрій для очищення трубопроводів, що містить корпус з порожниною для робочої рідини, насадок з соплами, підпружинений відносно корпусу з можливістю осьового переміщення вздовж нього по ходу переміщення пристрою, ущільнювальні манжети для пересування пристрою вздовж трубопроводу всередині потоком транспортованого газу, засіб для подавання робочого агента до сопел, що включає порожнисту трубу, б5 ежектор із всмоктувальним патрубком, з'єднаним із порожниною корпусу, пробку для перекриття центрального отвору у задній стінці корпусу, який відрізняється тим, що корпус та порожниста труба засобу для подаванняA device for cleaning pipelines, containing a housing with a cavity for the working fluid, a nozzle with nozzles, spring-loaded relative to the housing with the possibility of axial movement along it in the course of movement of the device, sealing cuffs for moving the device along the pipeline inside the flow of transported gas, a means for supplying the working agent to a nozzle comprising a hollow tube, b5 an ejector with a suction nozzle connected to the body cavity, a plug for covering a central opening in the back wall of the body, characterized in that the body and the hollow tube of the means of feeding

Claims

of the working agent to the nozzles are made of elastic material. s (o, (se) F Ge) (ge) chn - s z -I (ee) (se) s 4)

F. ko 60 b5