способ очистки труб

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРУБ, заключающийся в подаче нагретого газовоздушного потока в торец пакета труб с параллельным расположением их осей, помещенного в телоизолированный контейнер с входным и выходным отверстиями для прохода газовоздушного потока, отличающийся тем, что перед подачей газовоздушного потока в контейнер его формируют герметизацией входного отверстия контейнера посредством эжектора, при этом температуру потока регулируют при постепенном повышении ее от 200 до 285^oС при скорости потока соответственно от 230 до 350 м/с в течение 11 - 20 мин, после чего осуществляют постепенное охлаждение труб.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при очистке насосно-компрессорных труб пакет располагают муфтами против направления действия газовоздушного потока, с формированием пакета круглым.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение труб осуществляют сначала в газовоздушном потоке, а затем в закрытом контейнере.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к очистке труб, преимущественно нефтяного сортамента, от асфальто-смоло-парафиновых отложений и может быть использовано для теплогазовой очистки внутренней и наружной поверхностей насосно-компрессорных труб с применением тепловых газогенераторов, например, отработавших свой летный ресурс авиационных газотурбинных двигателей.

Известен способ очистки труб, заключающийся в подаче нагретого потока газа в торец блока, в который собраны трубы с параллельным расположением их осей. При этом блок труб помещают в теплоизолированный кожух с входным и выходным отверстиями, площадь поперечного сечения потока газа выбирают в 1,2-2 раза больше подачи поперечного сечения блока, направление потока изменяют, подавая сначала под углом 10-30^о к осям труб, а затем параллельно им. Перед очисткой производят предварительный прогрев блока труб в его выходной части.

Недостатком известного способа очистки труб является невозможность качественной и производительной очистки насосно-компрессорных труб из-за наличия целого ряда тепловых и газодинамических эффектов, связанных с открытостью пространства на входе газового потока в контейнер. В результате происходит потеря тепла газового потока вследствие теплообмена с окружающим воздухом.

Недостатком является невозможность регулирования температуры горячего газа на входе в контейнер. Необходимость данной операции связана с тем, что на различных режимах работы газотурбинного двигателя температура газов на срезе сопла превосходит допустимую температуру прогрева труб и намного превышает температуру плавления, размягчения и разложения отложений: t сопла 550-635^оС t плавления парафина 50-63^оС t размягчения асфальтенов 200-300^оС

Нарушение данного температурного режима приводит к тому, что при температуре выше 290-300^оС асфальтены начинают разлагаться (вспучиваться) с выделением газа и коксового остатка. Газы токсичны, при выбросе оказывают вредное воздействие на окружающую среду. Коксовый остаток при высоких температурах (400-600^оС) может гореть.

Недостатком является также резкий нагрев труб и отложений до высоких температур (400-600^оС), что приводит к термическим напряжениям металла, ухудшению его механических характеристик. Резкий нагрев труб и отложений, которые всегда бывают покрыты тонкой нефтяной пленкой, приводит к ее воспламенению при испарении и соприкосновении с газовоздушным потоком. Усиливает отрицательное влияние на качество труб и их резкое охлаждение после процесса очистки.

Недостатком является и предлагаемые температурный и временной режимы очистки. При длительности воздействия потока в течение 1-2 мин при t 600^oC невозможно создать динамический напор, необходимый для вызова эрозионного износа плотных отложений (400-500 Па). Нарушается при этом и допустимая скорость прогрева 20^оС в мин. Это может привести к температурным напряжениям в стенках труб в радиальном направлении, в результате чего может произойти разуплотнение резьбового соединения муфта-труба, что приведет к аварийной ситуации во время эксплуатации.

Недостатком является строго отторцованная площадь пакетов труб. Так как наиболее трудно очищаемой является муфтовая часть, охватить их потоком газа необходимо как можно полнее, уменьшая силы лобового сопротивления.

Целью изобретения является качественная и производительная очистка труб при соблюдении высоких экологических требований.

Это достигается тем, что в способе очистки труб, включающем подачу нагретого газа в торец пакета труб с параллельным расположением их осей, помещенного в теплоизолированный контейнер со входным и выходными отверстиями для газовоздушного потока, регулируют температуру и скорость газового потока, формируют его герметизацией входа в контейнер, последующую очистку ведут при постепенном повышении температуры газовоздушного потока до 200-285^оС в течение 11-20 мин, затем осуществляют постепенное охлаждение труб.

П р и м е р. Укладывают круглый пакет труб в теплоизолированный контейнер муфтовыми концами против направления действия газовоздушного потока таким образом, чтобы при расширении газовоздушный поток полностью охватывал торцевую часть пакета труб. Закрывают крышку контейнера. Производят запуск турбореактивного двигателя, который автоматически выходит на режим малого газа, что составляет 35-39% от максимальных оборотов двигателя. При этом энергия сгорания топлива в турбореактивном двигателе преобразуется в энергию истечения газов, которые с высокой скоростью и температурой около 550^оС подаются в эжектор. Вследствие создаваемого разрежения происходит засасывание воздуха из окружающей среды через конфузор эжектора, за счет турбулентного смешения высоко- и низкоскоростных потоков, происходит увеличение скорости сжимаемого воздуха при одновременном уменьшении скорости высоконапорного газовоздушного потока на выходе из эжектора до 230-250 м/c и уменьшении температуры до 200-235^оС в зависимости от температуры окружающей среды.

Одновременно с запуском двигателя начинают прогрев труб и отложений. После контроля параметров на режиме малого газа двигатель выводят на более повышенный режим работы 52% Соответственно повышают температуру и скорость газовоздушного потока за эжектором. После работы на данном режиме около одной минуты двигатель выводят на основной рабочий режим 60-65% при котором осуществляют очистку труб в течение 4-10 мин в зависимости от степени загрязненности труб и температуры окружающей среды. Затем двигатель выводят на более повышенный режим 75-80% для более интенсивного воздействия на отложения за счет увеличения скоростного (динамического) напора и осуществляют очистку труб на данном режиме в течение 1-4 мин. Затем двигатель выводят на режим 90-94% при котором температура газовоздушного потока за эжектором составляет 250-285^оС и скорость 320-350 м/с, что позволяет произвести окончательную очистку возможно оставшихся частиц отложений. После работы на данном режиме не более одной минуты двигатель переводят на режим охлаждения 52% при этом одновременно охлаждаются как двигатель, так и трубы. Данная операция охлаждения труб необходима для предотвращения температурных напряжений в стенках труб от возможного резкого охлаждения и сохранения их механических свойств. После работы на данном режиме в течение 1-2 мин двигатель останавливают. Далее трубы охлаждают в закрытом контейнере до определенной температуры в течение определенного времени. Затем крышку контейнера открывают, производят выгрузку пакета труб из контейнера. После загрузки нового пакета труб процесс повторяют.

Способ очистки труб осуществлен на газотурбинной установке для очистки труб, размещенной на территории действующей трубной базы цеха подготовки скважин к ремонту АО "Мегионнефтегаз".

Использование предлагаемого способа очистки обеспечило:

уменьшение потерь тепла газового потока;

возможность регулирования температуры и скорости газовоздушного потока на входе в контейнер;

экономию расхода топлива;

ликвидацию вредных температурных воздействий на металл труб;

качественную и производительную очистку труб;

безопасность работы обслуживающего персонала;

выполнение условий охраны окружающей среды.