Винахід відноситься до способів очищення внутрішніх поверхонь труб від різних дефектних шарів, наприклад від продуктів корозії, від зношених в процесі експлуатації покриттів і може бути використано в нафтопереробній, хімічній та інших галузях. Зокрема, винахід може бути використано при підготовці труб нафтового сортаменту до нанесення на їх внутрішні поверхні захисних покриттів при ремонтно-відновлювальних роботах. Спосіб полягає в тому, що внутрішню порожнину труби заповнюють на 85 - 90% від її обсягу технологічної середовищем, що складається з твердих тіл і нейтральної рідини, причому тверді тіла становлять 70 - 80% обсягу технологічного середовища, герметизують трубу з обох торців, створюють силові ударні впливу одночасно по всій довжині труби шляхом її зворотно-поступальних переміщень до повного видалення дефектних шарів, після чого трубу розгерметизують. Спосіб забезпечує видалення дефектів з внутрішніх поверхонь труб, в тому числі зношених покриттів з високою адгезією і міцністю, а також забезпечує зміцнення цих поверхонь. 4 з.п. ф-ли.
Винахід відноситься до способів очищення внутрішніх поверхонь труб від різних дефектних шарів, наприклад, від продуктів корозії, від зношених в процесі експлуатації покриттів і може бути використано в нафтовидобувній, хімічній та інших галузях. Зокрема, винахід може бути використано при підготовці труб нафтового сортаменту до нанесення на їх внутрішні поверхні захисних покриттів при ремонтно-відновлювальних роботах.
Відомий спосіб очищення внутрішньої поверхні труб, що включає подачу стисненого повітря, його закрутку зі ступенем, що дорівнює 0,4-0,6, з утворенням в центрі потоку області зниженого тиску, подачу в область зниженого тиску робочого агента з попередньою аерацією його повітрям при тиску 0 , 1-0,3 атм. змішання робочого агента з повітрям і вплив суміші на оброблювану поверхню.
Недоліком способу стосовно очищення внутрішніх поверхонь нафтових труб, що мають довжину до 11-12 метрів, є відносно низька енергія абразивних частинок у вихровому потоці, яка має тенденцію до загасання по довжині труби від вхідного до вихідного торця. Тим самим не забезпечуються умови для рівномірного видалення покриття з усією поверхні.
Відомий спосіб очищення порожнини труб, що полягає в тому, що порожнина заповнюють під надлишковим початковим тиском з надлишком окислювача детонуючої газовою сумішшю, при цьому відкладення на стінках труби попередньо просочують рідиною, пари якої здатні детонувати, потім з торця труби ініціюють детонацію.
Спосіб спрямований на підвищення продуктивності і поліпшення якості очищення і може бути використаний в енергетиці, машинобудуванні, хімічній і нафтовій промисловості. (А.С. СРСР N 1375360, опубл. 23.02.1988, МПК 5 В 08 В 9/02).
Однак відомий спосіб не забезпечує однаковість результатів очищення як по довжині труби, так і по її діаметру, тому що рівень просочення зношених покриттів в різних зонах поверхні не може бути ідентичним, а ефективність вибухового дії - однаковою по всій поверхні труби. В результаті на одних ділянках можуть бути мікровириви і погіршення характеристик поверхневого шару, на інших - залишки покриттів.
Відомий спосіб очищення внутрішніх поверхонь трубопроводів від забруднень, до складу яких входять частинки, які характеризуються високою твердістю і підвищеними адгезійними властивостями. Спосіб полягає в поєднанні періодичних ударних дій з періодичними макро- і мікроскребковимі впливами на зовнішніх поверхнях. (Патент РФ N 2050990, опис, опубл. 27.12.95, МПК 6 У 08 В 9/02).
Недолік відомого способу полягає в тому, що скребкові впливу можуть призвести до утворення з найдрібніших частинок, отриманих при руйнуванні покриттів ударними впливами, вторинних локальних покриттів при їх адгезійних взаємодії з поверхнею труби. Крім того, спосіб не забезпечує одноразової видалення покриття по всій довжині труби.
Недолік способу полягає в низькій продуктивності через локальності впливів, а також у відмінності величини ударних впливів як по довжині труби, так і по її діаметру в силу випадковості швидкостей зіткнення в кожній області контакту.
Відомий спосіб очищення внутрішньої поверхні прямолінійних труб із магнітною, що полягає в подачі в трубу абразивного матеріалу з подальшим обертанням її навколо своєї осі, а під час обертання труби здійснюють гальмування абразивного матеріалу за допомогою підведення до поверхні труби постійного магніту.
Спосіб спрямований на підвищення якості і продуктивності очищення від продуктів корозії, накипу та інших забруднень. (А.С.СССР N 1650280, опубл. 23.05.91, МПК 5 В 08 В 9/00, прототип).
Однак цей спосіб не може бути використаний для очищення труб з феромагнітних матеріалів. Крім того, цей спосіб не забезпечує високої продуктивності очищення, так як монотонне силовий вплив абразивного середовища на поверхню при її тяжінні магнітним полем не може бути високоенергетичним, вплив відбувається в кожен момент на обмеженій ділянці, обробка по всій довжині вимагає осьового переміщення пристрою.
Завдання, на вирішення якої спрямовано винахід, полягає у видаленні дефектності з внутрішньої поверхні труб, в тому числі - дефектних покриттів з високою міцністю і адгезією, наприклад, покриттів з скломаси, перед наступним нанесенням нових покриттів в процесі ремонтно-відновлювальних робіт.
Технічний результат винаходу полягає у видаленні дефектності з внутрішніх поверхонь труб, в тому числі зношених покриттів з високою адгезією і міцністю, а також в зміцненні цих поверхонь.
Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі очищення внутрішніх поверхонь труб, що полягає в тому, що внутрішню порожнину труби заповнюють технологічним середовищем, якої надають переміщення щодо труби для створення силових впливів на її внутрішню поверхню, потім видаляють технологічне середовище і продукти зносу, відповідно до винаходу , внутрішню порожнину труби заповнюють технологічним середовищем, що складається з твердих тіл і нейтральної рідини, герметизують трубу з обох кінців, створюють силові ударні Перші впливу одночасно по всій довжині труби шляхом її зворотно-поступальних рухів до повного видалення дефектних шарів, після чого трубу розгерметизують.
Внутрішню порожнину труби заповнюють технологічним середовищем на 85-90% її обсягу. Тверді тіла складають 70-80% обсягу технологічного середовища. Як твердих тіл використовують сталеві кулі діаметром не менше 8-10 мм. Зворотно-поступальні переміщення труби створюють вібрацією. Вібрацію створюють по еліптичній траєкторії.
Більш висока (понад 90%) ступінь заповнення порожнини труби технологічним середовищем призводить до погіршення рухливості технологічного середовища, менш висока - до збільшення концентрації частинок в рідині і появи вторинних грязьових відкладень на внутрішній поверхні труби.
Для максимальної ефективності дій тверді тіла складають 70-80% обсягу технологічного середовища, збільшення вмісту твердих тіл призводить до зменшення довжини їх вільного пробігу між двома зіткненнями, що знижує ефективність одиничного ударної дії і отже - інтенсивність обробки. Зменшення вмісту твердих тіл призводить до зменшення числа зіткнень і таким чином - до зниження інтенсивності обробки.
Відокремилися частки (продукти зносу покриття) зв'язуються рідкої складової технологічного середовища і не зв'язуються з поверхнею труби, для чого технологічне середовище повинна займати більшу частину обсягу внутрішньої порожнини труби. Так як внутрішня поверхня труби значно міцніше і пластичнее покриття, далі відбуваються лише явища її мікроізноса, а в кінцевому рахунку - наклепу і зміцнення поверхні труби з функціональним завершенням процесу впливу. Після цього заглушки знімають, технологічне середовище разом з продуктами зносу видаляють.
Діаметр куль вибирається з умов міцності дефектного шару, який необхідно видалити, і основного матеріалу труби. Сила удару, що залежить від діаметра кулі і параметрів руху технологічного середовища, повинна бути достатня для зняття дефектності, але не призводити до руйнування внутрішньої поверхні труби.
Вибір вібрації як способу приведення технологічного середовища в рух, обумовлений тим, що цим способом досягається найбільше число одиничних зіткнень в одиницю часу в порівнянні, наприклад, з обертанням труби навколо її осі.
Еліптична траєкторія вібрації в найбільшою мірою забезпечує ідентичність впливів по довжині і діаметру труби.
Приклад здійснення способу. Бурова нафтова труба із зовнішнім діаметром 67 мм, товщиною стінки 6 мм і довжиною 11 метрів має на внутрішній поверхні зношене функціональне покриття з високою міцністю і адгезією товщиною до 4 мм. Один з торців труби закривають заглушкою, після чого всередину труби вводять технологічне середовище, що складається на 75% з твердих тіл - кульок діаметром 8-10 міліметрів, і на 25% з нейтральної рідини - води. Загальний обсяг технологічного середовища - 90% від обсягу внутрішньої порожнини труби. Далі трубу герметизують за допомогою другої заглушки і поміщають горизонтально на пружні опори. Трубі повідомляють зворотно-поступальні рухи по еліптичній траєкторії в площині, перпендикулярній осі труби шляхом створення вібрації з використанням віброзбудника дебалансного типу. Руйнування покриттів відбувається завдяки численним ударних впливів твердих тіл з покриттям, продукти зносу зв'язуються рідиною. Після закінчення процесу знімають одну з заглушок, видаляють технологічне середовище разом з продуктами зносу, після чого знімають другу заглушку.
В результаті отримуємо трубу з повністю видаленої дефектностью і поліпшеними характеристиками внутрішньої поверхні по міцності за рахунок збільшення твердості поверхневого шару в результаті наклепу, викликаного численними ударними впливами твердих тіл.
1. Спосіб очищення внутрішніх поверхонь труб, переважно труб нафтового сортаменту, що полягає в тому, що внутрішню порожнину труби заповнюють технологічним середовищем, якої надають переміщення щодо труби для створення силових впливів на її внутрішню поверхню, потім видаляють технологічне середовище і продукти зносу, що відрізняється тим, що внутрішню порожнину труби заповнюють на 85-90% від її обсягу технологічної середовищем, що складається з твердих тіл і нейтральної рідини, причому тверді тіла складають 70-80% обсягу техноло ня середовища, герметизують трубу з обох кінців, створюють силові ударні впливи одночасно по всій довжині труби шляхом її зворотно-поступальних переміщень до повного видалення дефектних шарів, після чого трубу розгерметизують.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості твердих тіл використовують сталеві кулі діаметром не менше 8-10 мм.
3. Спосіб за допомогою одного з пп.1 - 2, який відрізняється тим, що зворотно-поступальні переміщення труби створюють вібрацією.
4. Спосіб за допомогою одного з пп.1 - 3, що відрізняється тим, що вібрацію створюють по еліптичній траєкторії.
5. Спосіб за допомогою одного з пп.1 - 4, який відрізняється тим, що очищення піддають довгомірні труби.