способ очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений

Формула изобретения

Способ очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающий укладку труб в пучок, размещение носителя теплового излучения со стороны одного из торцов пучка труб и соосно последнему, нагрев труб до температуры, превышающей температуру плавления асфальтосмолопарафиновых отложений, путем подачи к поверхности труб носителя теплового излучения, в качестве которого используют воздушный поток, имеющий температуру не ниже 200^oC и линейную скорость не менее 30 м/с, с последующим удалением продуктов плавления, при этом воздушный поток, используемый в качестве носителя теплового излучения, формируют в виде импульсов с длительностью не более 0,5 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для очистки от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) труб, демонтированных из нефтяных скважин.

Известен способ очистки внутренней поверхности труб, включающий подачу в трубу воздуха, закрученного в виде возвратно-поступательного потока, В приосевую зону закрученного потока подают распыленный абразивный материал, который за счет центробежных сил к внутренней стенке трубы и очищает ее (авторское свидетельство СССР N 1 002 054, МПК В 08 В 9/02, 1983 г.).

Недостатком способа является низкая эффективность их использования при очистке от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) труб, демонтированных из нефтяных скважин. Кроме того, абразивный материал загрязняет нефтяные продукты, получаемые в процессе очистки, и затрудняет дальнейшее их использование.

Известен другой способ очистки внутренней поверхности труб путем подачи в трубу воды под давлением 20,0-40,0 МПа в виде системы вихрей тороидальной формы, в которых происходит падение давления до давления насыщенных паров воды с возникновением развитого кавитационного течения. Образовавшиеся пузырьки cхлопываются на очищаемой поверхности и разрушают отложения (Европейский патент N О 124107, МПК В 08 В 9/02, опубл. 1984 г.).

Недостатком этого способа является низкая эффективность от его использования при очистке от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) труб, демонтированных из нефтяных скважин, вследствие невозможности создания температурных условий на поверхности труб, превышающих температуру плавления АСПО. Кроме того, вода загрязняет нефтяные продукты, получаемые в процессе очистки, и затрудняет дальнейшее их использование.

Известен также способ очистки внутренней поверхности труб, включающий пропитку отложений на внутренней поверхности трубы жидкостью, пары которой способны детонировать. Затем трубу заполняют детонирующей газовой смесью и инициируют взрыв (авторское свидетельство СССР N 1 375 360, МПК В 08 В 9/02, опубл. 23.02.1988 г.).

Недостатком этого способа является низкая степень очистки внутренней поверхности труб при однократном взрыве, большая вероятность разрушения труб в процессе очистки взрывом, сложность сбора продуктов отложения для дальнейшего использования и сложность обеспечения техники безопасности обслуживающим персоналом.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающий нагрев труб до температуры, превышающей температуру плавления асфальтосмолопарафиновых отложений, путем подачи к поверхности труб носителя теплового излучения с последующим удалением продуктов плавления. Перед очисткой трубы укладывают в пучок, а в качестве носителя теплового излучения используют воздушный поток, причем источник воздушного потока размещают со стороны одного из торцов пучка труб и соосно последнему (см. патент РФ N 2 052 303, кл. В 08 В 5/00, 1996 г.).

Недостатком способа является недостаточная производительность и эффективность очистки внутренних стенок труб от АСПО при высоких энергозатратах на разогрев материала труб.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении производительности и эффективности очистки поверхности труб от АСПО при уменьшении энергоемкости процесса очистки.

Указанный результат достигается тем, что в способе очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений, включающем нагрев труб до температуры, превышающей температуру плавления асфальтосмолопарафиновых отложений, путем подачи к поверхности труб носителя теплового излучения с последующим удалением продуктов плавления, при этом перед очисткой трубы укладывают в пучок, а в качестве носителя теплового излучения используют воздушный поток, имеющий температуру не ниже 200^oC и линейную скорость не менее 30 м/с, причем источник воздушного потока размещают со стороны одного из торцов пучка труб и соосно последнему. Воздушный поток, используемый в качестве носителя теплового излучения, формируют в виде импульсов с длительностью не более 0,5 с.

Источник воздушного потока с нагревателем этого потока представляет собой авиационный газотурбинный двигатель.

Способ обеспечивает повышение производительности и качества очистки труб от АСПО с более низкими энергозатратами за счет одновременной обработки несколько десятков труб и более интенсивных температурных воздействий.

Способ осуществляют при помощи устройства.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений; на фиг. 2 представлена схема прерывателя воздушного потока; на фиг. 3 - то же, вид А фиг. 2.

Способ очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений реализуют следующим образом.

Пример 1. Способ очистки труб от АСПО пульсирующим потоком воздуха.

Для обработки трубы подготавливают так же, как в примере 1. В качестве носителя теплового излучения используют воздушный поток, имеющий температуру не ниже 200^oC и линейную скорость не менее 30 м/с. Воздушный поток, используемый в качестве носителя теплового излучения, формируют в виде импульсов с длительностью не более 0,5 с. Для формирования воздушного потока с указанными выше параметрами может быть использован также отслуживший эксплуатационный срок авиационный газотурбинный двигатель типа ВК-1. Между двигателем и пучком труб устанавливают соосно прерыватель потока воздуха, например, такой, который изображен на фиг. 2. Температура газового потока на выходе из двигателя ВК-1 составляет около 300^oC и скорость до 100 м/с. Импульсный газовый поток с длительностью не более 0,5 с указанной температурой и скоростью подают с торцов в каждую трубу, который проходит сквозь трубы и выходит наружу, постепенно нагревая изнутри стенки этих труб до температуры 100^oC и более. Импульсный газовый поток более интенсивно воздействует на АСПО, быстрее нагревают указанные отложения и лучше очищает внутреннюю поверхность труб. Асфальтосмолопарафиновые отложения нагреваются, плавятся и стекают по стенкам труб наружу, очищая последние. Продукты плавления собирают в емкость и используют для дальнейшей переработки в нефтяной промышленности. Время обработки пучка из 20 труб длиной 10 м импульсным потоком воздуха составляет не более 20-30 мин, что в 2 раза быстрее, чем при обработке непрерывным потоком газа.

Устройство (фиг. 1) для очистки труб от асфальтосмолопарафиновых отложений включает последовательно и соосно состыкованные узел 1 подачи носителя для обработки поверхности труб, имеющий на выходе раструб 2, удлиненный цилиндрический кожух 3 для размещения пучка труб с разъемной крышкой 4 и узел 5 удаления носителя и продуктов очистки. Узел 1 подачи носителя для обработки поверхности труб выполнен в виде источника воздушного потока с нагревателем этого потока, в качестве которого может быть использован авиационный газотурбинный двигатель, например, типа ВК-1. Узел 5 удаления носителя и продуктов очистки представляет собой сепаратор, выполненный в виде криволинейной трубы 6, один конец которой соосно состыкован с цилиндрическим кожухом 3, а другой открытый конец направлен вверх, и емкости 7 для сбора продуктов плавления, размещенной под криволинейной трубой 6 и сообщающейся с последней через отверстия 8, выполненные в стенке криволинейной трубы.

Устройство снабжено прерывателем (фиг. 2) воздушного потока, выполненным в виде перфорированной перегородки 9, расположенной в раструбе 3 узла 1 подачи носителя соосно последнему и прикрепленной к его стенке, и перфорированного диска 10, установленного с возможностью вращения, соосно и с зазором относительно перегородки 9. Перфорированный диск 10 снабжен рабочими лопатками 11, размещенными равномерно по его периметру, а отверстия 12 в диске выполнены идентично отверстиям 13 в перегородке 9. Причем прерыватель воздушного потока снабжен сменными дисками 10 и сменными перегородками 9, имеющими разное количество и размер отверстий 12 и 13 соответственно. Кроме того, прерыватель воздушного потока снабжен фрикционным механизмом 14 для регулирования скорости вращения перфорированного диска 10, установленным на перфорированной перегородке 9, рабочие элементы 15 которого кинематически связаны с указанным перфорированным диском 10 для регулирования скорости вращения диска 10 за счет сил трения.

Устройство работает следующим образом.

Перед очисткой трубы укладывают грузоподъемным механизмом внутрь цилиндрического кожуха 3 устройства и закрывают герметично крышкой 4 (фиг. 1). В раструбе 2 устанавливают перфорированные диск 10 и перегородку 9 с такими размерами отверстий, которые близки к внутреннему диаметру обрабатываемых труб. Далее включают узел 1 подачи носителя теплового излучения, в качестве которого используют авиационный газотурбинный двигатель типа ВК-1, имеющий температуру подаваемых газов около 300^oC и линейную скорость газов около 100 м/с. Газовый поток с указанной температурой раскручивает лопатки 11 перфорированного диска 10, скорость вращения которого регулируется фрикционным механизмом 14. Газовый поток, проходя через отверстия в перегородке 9, которые кратковременно перекрываются вращающимся перфорированным диском 10, преобразуется в пульсирующий газовый поток с длительностью импульса не более 0,5 с. Импульсный газовый поток с указанной температурой поступает с торцов в каждую трубу, который проходит сквозь трубы и выходит наружу, постепенно нагревая изнутри стенки этих труб до температуры 100^oC и более. Импульсный газовый поток более интенсивно воздействует на АСПО, быстрее нагревает указанные отложения и лучше очищает внутреннюю поверхность труб. Асфальтосмолопарафиновые отложения нагреваются, плавятся и стекают по стенкам труб наружу, очищая последние. Отработанные газы в криволинейной трубе отделяются от жидких нефтяных продуктов и выбрасываются вверх. Продукты плавления за счет действия центробежных сил отбрасываются на стенку криволинейной трубы 6 и выводятся в емкость 7 через отверстия 8. Нефтяные продукты используют для дальнейшей переработки в нефтяной промышленности.

Время обработки пучка из 20 труб длиной 10 м составляет не более 20-30 мин, что в 2 раза быстрее, чем при обработке непрерывным потоком газа.