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Patent Searching and Data


Title:
PIG FOR INSPECTING AND/OR CLEANING PIPELINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/102090
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pig for inspecting and/or cleaning pipelines that transport in particular oil, gas, or water, comprising at least one disk-shaped sealing element (2), which is designed to contact the inner wall of the pipeline, wherein the sealing element (2) is formed by at least two fin plates arranged one after the other in the longitudinal direction of the pig (1), the fins (11) of which fin plates are bounded by cut-outs located therebetween, wherein the cut-outs (9) of different fin plates are arranged at an offset to each other.

Inventors:
VOSS WILLI (DE)
HEILE NICO (DE)
LINDNER ALEXANDER (DE)
KRALLMANN HEINER (DE)
LINDNER HUBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/002125
Publication Date:
June 22, 2017
Filing Date:
December 16, 2016
Export Citation:
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Assignee:
ROSEN SWISS AG (CH)
International Classes:
F16L55/28; B08B9/02; B08B9/055; F16L55/40
Domestic Patent References:
WO2014011718A12014-01-16
Foreign References:
CH244293A1946-09-15
FR2793171A12000-11-10
US2972156A1961-02-21
FR2571636A11986-04-18
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
WISCHMEYER, André et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Molch zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen, die insbesondere Öl, Gas oder Wasser transportieren, mit wenigstens einem scheibenförmigen Dichtelement (2), welches zur Anlage an der Innenwand der Rohrleitung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (2) durch zumindest zwei in Längsrichtung des Molches (1) hintereinander angeordnete Lamellenbleche ausgebildet wird, deren Lamellen (11) durch dazwischen befindliche Ausnehmungen begrenzt werden, wobei die Ausnehmungen (9) unterschiedlicher Lamellenbleche zueinander versetzt angeordnet sind.

2. Molch nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen sich von einer Längsmittelachse (7) des Molches (1) radial nach außen aufweiten.

3. Molch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Ränder oder Seitenbereiche einer Ausnehmung (9) Anlagebereiche aufweisen, die sich beim Biegen der Lamellen (11) aneinander legen.

4. Molch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch (1) wenigstens ein Abstützmittel (3) zur Abstützung an der Pipelinewand aufweist.

5. Molch nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützmittel (3) vor dem Dichtelement (2) angeordnet und vorzugsweise einen geringeren Durchmesser als das Dichtelement aufweist.

6. Molch nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützmittel (3) als Ringbürste ausgebildet ist.

7. Molch nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) zumindest teilweise gebogen sind.

8. Molch nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11) aus Federstahl hergestellt sind.

Description:
Molch zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Molch zur Inspektion und/oder Reinigung von Rohrleitungen, die insbesondere Öl, Gas oder Wasser transportieren, mit wenigstens einem scheibenförmigen Dichtelement, welches zur Anlage an der Innenwand der Rohrleitung ausgebildet ist.

Hochtemperaturrohrleitungen können Medien mit einer Temperatur z.B. von 150°C transportieren. Bei diesen Temperaturen werden die üblicherweise als Dichtscheiben eingesetzten und beispielsweise aus Polyurethan hergestellten Kunststoffscheiben, die in den typischen Rohrleitungen mit Temperaturen bis zu 60°C eingesetzt werden, zu stark beschädigt, so dass mit zunehmendem Weg durch die Rohrleitung der Molch eine zunehmend schlechtere Abdichtung besitzt. Dies kann zu geringeren Geschwindigkeiten bis hin zu einem Stehenbleiben des Molches irgendwo in der oftmals viele Kilometer langen Rohrleitung bzw. Pipeline führen. Gleichzeitig ist aufgrund der höheren Temperaturen ein aggressiveres chemisches Milieu vorhanden, so dass die chemische Beständigkeit der einzusetzenden Materialien mit steigenden Temperaturen zunehmend wichtig wird. Schließlich ist durch den Austausch der abgenutzten Dichtscheiben ein regelmäßig hoher Wartungsaufwand sowohl in zeitlicher als auch in finanzieller Hinsicht erforderlich.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Dichtscheiben für den Einsatz insbesondere in Hochtemperaturrohrleitungen zu verbessern.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den auf diesen Anspruch rückbezogenen Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Erfindungsgemäß ist das Dichtelement durch zumindest zwei in Längsrichtung des Molches hintereinander angeordnete Lamellenbleche ausgebildet, deren Lamellen durch dazwischen befindliche Ausnehmungen begrenzt werden. Hierbei sind die Ausnehmungen zweier hintereinander angeordneten Lamellenbleche zueinander versetzt angeordnet. Ein solcher erfindungsgemäßer Molch kann aufgrund der höheren Temperaturbeständigkeit der Lamellenbleche auch in Hochtemperaturrohrleitung eingesetzt werden.

Ein Lamellenblech weist eine für den Einsatz in der Rohrleitung konzipierte Form auf, deren Umhüllende im Wesentlichen rund ist. Durch die Verwendung einer Mehrzahl von zueinander versetzten Lamellenblechen können einzelne Lamellenbleche z.B. auch nur vier vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang verteilte Lamellen aufweisen. Die Lamellen sind quer zu ihrer Längserstreckung flexibel bzw. biegsam und sind zur Ausbildung eines Lamellenbleches zur Mitte hin angebunden. Ein Lamellenblech kann einstückig aus einem Metallblech hergestellt sein und ist so flexibel ausgebildet, vorzugsweise aus einem Federblechstahl, dass sich die Lamel- len bezüglich einer Vorwärtsbewegung im Rohr nach hinten, grob in Richtung des hinteren Molchendes biegen können, sofern das Lamellenblech relativ zu dem zu durchfahrenden Rohrleitungsquerschnitt mit Übermaß gefertigt ist. Insbesondere durch die Ausnehmüng und nur einseitige Anbindung besitzen die Lamellenbleche eine hierfür notwendige Flexibilität.

Durch die in Längsrichtung hintereinander angeordneten Lamellenbleche, bei denen die Ausnehmungen jedoch ebenfalls in Längsrichtung des Molches betrachtet und um die Längsachse herum versetzt zueinander angeordnet sind, ist eine Dichtwirkung auch in Bereichen, in denen die Lamellen weniger stark gekrümmt werden, z. B. bei den äußeren Lamellen bei einer Bogendurchfahrt ein ausreichender Dichtsitz gewährleistet.

Die Außenkanten der Lamellenbleche können gerundet ausgebildet sein, wobei die Krümmung der Außenkante im gebogenen Zustand vorzugsweise auf die Krümmung der Innenwand des zu reinigenden Rohres dergestalt abgestimmt ist, dass in Abhängigkeit von der Biegung der Lamelle die Außenkante möglichst optimal an der Innenwand des Rohres anliegt. Der Außenrand der Lamelle beschreibt im entspannten Zustand der Lamelle dann keinen Kreisbogenabschnitt sondern ist diesem angenähert. Das vorzugsweise unmittelbar durch hintereinander angeordnete Lamellenbleche ausgebildete Dichtelement stellt eine Labyrinthdichtung dar, die für einen Vortrieb des Molches in der Rohrleitung einen ausreichend großen Dichtsitz bewirkt. Die Lamellen der aus identischem Material ausgebildeten Lamellenbleche liegen insbesondere mit ihren zueinander hingerichteten flachen Seiten teilweise aneinan- der an, so dass hierüber eine Dichtwirkung erzielt wird. Allerdings sind die Lamellen ausreichend steif ausgebildet, so dass sich eine Lamelle eines Lamellenbleches nicht in die zwischen zwei Lamellen eines benachbarten Lamellenbleches gebildete Ausnehmung legt, was zu ungewünschten Versteifungen des Dichtelements insbesondere während einer Kurvenfahrt oder bei Änderungen des freien Rohrleitungsquerschnitts führen würde.

Die Lamellen sind so dicht aneinander angeordnet, dass sich die beschriebene Dichtwirkung zumindest für den Fall der während des Betriebs des Molches leicht gebogenen Lamellen ergibt. Hierbei können die Lamellenbleche mit Distanzscheiben voneinander an etwaigen im Bereich der Längsmittelachse des Molches angeordneten Befestigungsmitteln voneinander beabstandet sein. Ebenso gut können die Lamellen jedoch auch unmittelbar aneinander anliegen und beispielsweise als fertiges Lamellenblech-Paket einge- oder ersetzt werden.

Für eine möglichst gute Dichtwirkung sind die Ausnehmungen von einer Längsmittelachse des Molches radial nach außen hin aufgeweitet, wobei das Maß der Aufweitung auf die Krümmung der Lamellen in der Rohrleitung abgestimmt werden kann. Die Ausnehmungen, die man auch als Kerben bezeichnen kann, erstrecken sich somit als Einschnitte von einer äußeren Umhüllenden des Lamellenblechs in Richtung deren Mittelpunkt. Vorzugsweise erstrecken sich die Ausnehmungen in radialer Richtung bis zur Umhüllenden über eine Strecke, die zwischen 50 und 75 % der radialen Erstreckung des Lamellenblechmaterials beträgt, insbesondere also hin zu einem inneren Rand eines mit einer zentralen Ausnehmung versehenen Lamel- lenblechs. Über diese Ausnehmung sind die Lamellenbleche auf dem Molchkörper befestigt. Die Steifigkeit der Lamellenbleche nimmt zu ihrer Mitte hin zu. An den von der Mittelachse des Molchkörpers entfernt liegenden Enden der Lamellen sind diese somit deutlich beweglicher. In diesem Bereich liegen die Lamellen der hintereinander angeordneten Lamellenbleche besser und somit dichter aneinander an und können jedoch für Rohrleitungen mit großen Schwankungen im freien Innendurchmesser verwendet werden.

Es hat sich gezeigt, dass einzelne Lamellenbleche eine Dicke zwischen 0,1 und 2,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 1 mm, besitzen, um bei beispielsweise verwendeten Edel- und Federstählen eine ausreichend hohe Flexibilität aufzuweisen. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dann gegeben, wenn die im Betrieb des Molches in Fahrtrichtung vorne liegende Lamelle eine größere Stärke als die dahinter liegende Lamelle aufweist, um der durch die Lamellenbleche ausgebildeten Dichtung ggf. in Ergänzung zu einer möglichen Abstützung durch ein Stützmittel eine höhere Steifigkeit zu verleihen.

Alternativ oder ergänzend können gegenüberliegende Ränder einer Ausnehmung einander zugewandte, komplementäre Anlagebereiche aufweisen, die abgeflacht sind, so dass sich die Ränder beim Biegen der Lamellen dichtend aneinander anlegen. Hierdurch kann eine noch bessere Dichtwirkung erzielt werden. Ebenfalls alternativ oder ergänzend können die Ausnehmungen Seitenbereiche, die sich dann auf den in Fahrtrichtung betrachteten Vorder- oder Rückseiten der Lamellen befinden, aufweisen, die sich beim Biegen der Lamellen auf- bzw. aneinanderlegen. Um ein zu starkes Belasten der Lamellenbleche zu vermeiden ist der Molch vorzugsweise wenigstens mit einem Abstützmittel zur Abstützung an der Pipelinewand versehen. Die Lamelleribleche weisen somit im Wesentlichen eine Dichtfunktion auf, während der Molch vorzugsweise nur zu maximal 75 % über die Lamellenbleche abgestützt ist.

Eine hundertprozentige Abdichtung ist in der Regel nicht zu erreichen. Ein gewisser Leckagestrom von im Betriebsfall von hinten auf die Lamellen drückenden Medien ist sogar für eine Reinigung und einen Mittransport des gereinigten Materials vorteilhaft.

Die Dichtelemente können hierfür oder zur Geschwindigkeitsanpassung vom Medium durchströmbare Ausnehmungen aufweisen. Vorzugsweise können diese Ihrer Größe nach veränderbar sein, so dass sich eine Einstellungsmöglichkeit für die Molchgeschwindigkeit ergibt. Beispielsweise können die einzelnen Lamellenbleche relativ zueinander um die Längsmittelachse des verschwenkbar und in unterschiedlichen Positionen festlegbar ausgebildet sein. Bei den Ausnehmungen des Dichtelements kann es sich um die die Lamellen ausbildenden Ausnehmungen der Lamellenbleche oder weitere Ausnehmungen in den Lamellenblechen handeln.

Das Abstützmittel kann insbesondere vor dem Dichtelement angeordnet sein und vorzugsweise einen geringeren Durchmesser aufweisen. Der Durchmesser des Abstützmittels wird insbesondere so gewählt, dass er etwas größer ist als der Innen- durchmesser der zu bearbeitenden Pipeline. Hierdurch ist die Dichtfunktion der Lamellen verbessert, da sich die Lamellen schlechter nach vorne bewegen lassen. Gleichzeitig wird bei einer vorzugsweisen Anordnung des Abstützmittels unmittelbar vor dem Dichtelement ein Umklappen der Lamellen wirkungsvoll verhindert. Insbesondere sind Abstützmittel und Lamellen so dimensioniert, dass die Lamellen in einer Betriebsposition in einer Pipeline sich gebogen zumindest teilweise auf dem direkt vor ihnen liegendem Abstützmittel, welches den Molch in der Rohrleitung zentrieren kann, abstützen. Zumindest nach außen hin liegen die Lamellen dann an dem Abstützmittel an. In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann ein Abstützmittel, welches beispielsweise durch eine Ringbürste gebildet wird, lediglich oder überwiegend zur Stabilisierung der jeweils nachfolgenden Lamellenbleche dienen, während ein oder mehrere weitere Abstützmittel, hinter denen dann unmittelbar keine Lamellenbleche angeordnet sind, zur Zentrierung des Molches in der Rohrleitung verwendet werden.

Für eine kombinierte Reinigungswirkung kann das Abstützelement beispielsweise als Ringbürste ausgebildet sein, die durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten, vorzugsweise radial nach außen gerichteten Bürstenbüscheln oder Drähten ausgebildet sein kann.

Als Material für die Lamellen bietet sich Federstahl an.

Vorzugsweise wird der Durchmesser der Lamellenbleche größer als der Durchmesser der zu molchenden Pipeline gewählt, so dass sich über die Federwirkung des jeweiligen Lamellenbleches dessen Lamellen auch ohne einen Betriebsdruck an die Innenwand des jeweiligen Pipelineabschnitts anlegen. Dies ist insbesondere für kurzzeitige Unterbrechungen des Betriebs der Pipeline vorteilhaft. Insbesondere sind die Lamellenbleche aus einem austenitischen oder ferritischen, hochtemperaturbeständigem Stahl ausgebildet und können unproblematisch in Pipelines mit Betriebstemperaturen > 60°C, insbesondere > 80°C und bis 200 °C eingesetzt werden. Diese Materialien sind bei diesen für Pipelines hohen Temperaturen ausreichend chemisch beständig. Erfindungsgemäße Lamellenbleche aus insbesondere Federstahl können anders als Dichtelemente aus herkömmlich verwendeten Materialien langfristig und wiederholt verwendet werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Schematisch dargestellt zeigt:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Gegenstand in einem Längsschnitt,

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg hinten,

Fig. 3 den Ausschnitt X aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht zweier in Längsrichtung hintereinander angeordneter Lamellenbleche. Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden. Sofern sinnvoll, werden funktional gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugsziffern versehen.

Erfindungsgemäß umfasst ein Molch 1 , der vorliegend als Reinigungsmolch für die Reinigung von Rohrleitungen ausgebildet ist (Fig. 1) vier scheibenförmige Dichtelemente 2. In Längsrichtung F vorgelagert vor die Dichtelemente 2 sind jeweils als Ringbürsten ausgebildete Abstützelemente 3, die einen etwas geringeren äußeren Durchmesser aufweisen als die Dichtelemente 2.

Sowohl die Dichtelemente 2 wie auch die zur Abstützung des Molches vorgesehenen Abstützmittel 3 sind auf einem Zentralkörper 4 befestigt, wobei die Befestigung über Verschraubungen an Flanschen 5 erfolgt. Die Flansche 5 sind mit dem Zentralkörper verbunden, beispielsweise verschweißt und somit Teil des Zentralkörpers.

Zusätzlich zu der Abstützung des Molches durch die Ringbürsten bzw. Abstützmittel 3 können diese auch die Rohrleitung reinigen.

Gestrichelt dargestellt und mit dem Bezugszeichen 6 versehen sind nur für den unteren Teil des Molches unterhalb einer Längsachse 7 eingezeichnete Dichtelemente 2 in einer Position, in der sie in einer Betriebsposition im Rohr gebogen sind. Um ein etwaiges Verkanten der Dichtelemente 2 beim Einsetzen in das Rohr zu vermeiden bzw. die Gefahr hierfür zu minimieren, können die Dichtelemente 2 auch bereits vorgebogen sein.

Durch etwaige Leckageströme an den Außenkanten 8 vorbei bzw. durch etwaige Ausnehmungen 9 hindurch kann eine Reinigungswirkung insbesondere dadurch unterstützt werden, dass von den Bürsten 3 bewegte bzw. abgeschabtes Material vorwärts gestoßen wird.

Die jeweiligen Dichtelemente 2 werden vorliegend durch zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Lamellenbleche ausgebildet. Von den Dichtelementen ist lediglich ein Lamellenblech in der Fig. 2 erkennbar, wobei die jeweiligen Lamellen 11 durch Ausnehmungen 9 getrennt sind. Der in der Fig. 2 markierte Detailausschnitt X ist in der Fig. 3 vergrößert dargestellt. In Längsrichtung werden die Ausnehmungen 9 des in Längsrichtung betrachtet hinteren Bleches durch davor anliegende Lamellen 11 des vorderen Lamellenbleches abgedeckt. Entsprechend sind die Ausnehmungen unterschiedlicher Lamellenbleche hier zueinander versetzt angeordnet. Mehrfachkringel 12 induzieren die Ausbildung der Ringbürsten 3 mittels einer Vielzahl von in radialer Richtung erstreckten Borsten.

Die Kanten 13 einzelner Lamellen 11 sind vorzugsweise gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung dergestalt ausgebildet sein kann, dass sie sich bei einem Verbiegen der Lamellen 11 an die Rohrwand optimal anlegen. Vorzugsweise sind die einzelnen Lamellenbleche aus einem Blech geschnitten und mit symmetrisch über den Umfang verteilten Ausnehmungen 9 versehen, die sich ausgehend von einer Längsmittelachse hin nach außen radial bis zu einer Umhüllenden erstrecken und so dem Federblech ausreichende Elastizität zur Verfügung stellen, um auch im Rohr entsprechend gebogen werden zu können. Die Ausnehmungen können sich nach außen hin aufweiten, was in der Fig. 4 allerdings nicht dargestellt ist. Die Ausnehmungen erstrecken sich in radialer Richtung betrachtet hin zu einem Innenrand 14 des Federblechs über etwas mehr als 50 % der Erstreckung des Lamellenblechs in radialer Richtung. Hierdurch erhalten sie ausreichend Flexibilität bei gleichzeitig ausreichender Möglichkeit der Befestigung an dem Zentralkörper bzw. zugehörigen Flanschen 5 mit Hilfe von Bohrungen 15 verwendenden Befestigungsmitteln.