Устройство для подготовки высокопарафинистых нефтей к перекачке

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту высокопарафинистых нефтей, где осуществляется перекачка высоковязких и структурированных потоков. Цель изобретения - снижение энергозатрат на виброобработку пристенного слоя за счет использования энергии потока. Устройство для подготовки высокопарафинистых нефтей к перекачке включает волновод 2, амортизаторы 3, вибровозбудитель 4, виброэлемент, выполненный в виде перфорированных V-образных по сечению и трапециевидных по длине лопаток 1, установленных под углом к оси волновода 2 и одним концом подвижно закрепленных внутри него с помощью шарниров 5. При этом свободные концы лопаток установлены на амортизаторы 3, высота которых выбрана равной толщине пристенного слоя, а волновод снабжен по периметру отверстиями для ввода депрессорной присадки, размещенными в местах установки амортизаторов, которые в сжатом положении уравновешены энергией потока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 17 0 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4729591/29 (22) 16.08.89 (46) 23.07,91. Бюл. М 27 (71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности Гипровостокнефть" (72) А.Д.Рудой, В,Н.Дегтярев и А.И.Каширский (53) 621.643 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1158817, кл, F 17 D 1/16, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВЫСОКОПАРАФИНИСТЫХ НЕФТЕЙ К ПЕРЕКАЧКЕ (57) Изобретение относится к трубопроводному транспорту высокопарафинистых нефтей, где осуществляется перекачка высоковязких и структурированных потоков. Ы 1бб5174А1

Цель изобретения — снижение энергозатрат на виброобработку пристенного слоя за счет использования энергии потока. Устройство для подготовки высокопарафинистых нефтей к перекачке включают волновод 2, амортизаторы 3, вибровозбудитель 4, виброэлемент, выполненный в виде перфорированных V-образных по сечению и трапециевидных по длине лопаток 1, установленных под углом к оси волновода 2 и одним концом подвижно закрепленных внутри него с помощью шарниров 5. При этом свободные концы лопаток установлены на амортизаторы 3, высота которых выбрана равной толщине пристенного слоя, а волновод снабжен по периметру отверстиями для ввода депрессорной присадки, размещенными в местах установки амортизаторов, которые в сжатом положени.и уравновешены энергией потока. 2 ил.

1665174

Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности, а более конкретно к трубопроводному транспорту высокопарафинистых нефтей или нефтепродуктов, и может быть использовано в тех отраслях промышленности, где осуществляется перекачка высоковязких структурированных потоков.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на виброобработку кольцево; го пристенного слоя за счет использования энергии потока.

На фиг, 1 представлено устройство, об, щий вид, разрез; на фиг, 2 — вид А на фиг. 1;

Устройство для подготовки высокопарафинистых нефтей к перекачке содержит виброэлемент, выполненный из перфорированных V-образных по сечению и трапециевидных по длине лопаток 1, ( установленных под углом к оси волновода 2

V-образная форма лопаток в сечении необходима для обеспечения их жесткости при колебаниях, Трапециевидная форма лопаток обеспечивает возможность установки их с наклоном к оси потока. Лопатки с помощью шарниров 5 прикреплены к внутренней стенке волновода 2 установлены под углом 2-10О, причем свободные концы лопаток установлены на амортизаторы 3 и закреплены на них с возможностью совершать колебательные движения, Амортизаторы выполнены, предпочтительно, в виде конических пружин, закрепленных к волноводу вершинами, что обеспечивает минимальный зазор между лопаткой и стенкой волновода, равный толщине витка пружины, и способствует виброперемешиванию деструктурированной нефти с депрессорной присадкой, При этом высота амортизаторов выбрана равной толщине пристенного слоя, а волновод снабжен по периметру отверстиями для ввода депрессорной присадки через кольцевой дозатор

6. Снаружи к волноводу жестко прикреплен вибровозбудитель 4. В сжатом состоянии амортизаторы уравновешены энергией потока, Устройство работает следующим образом.

Нефть подают по волноводу 2. Поток прижимает лопатки 1 к внутренней поверхности волновода 2. Включают вибровозбу, дитель 4, который настраивают на частоты

50-800 Гц, виброперемешивание присадки

50 с нефтью проводят предпочтительно при,"55 турбулентном режиме перемешивания при

Re > 150. При этом вибрация передается через стенку волновода 2 на лопатки 1, которые создают в пристенном слое высокие скорости сдвига, обеспечивающие разрушение структуры парафина. Режим виброобработки выбирают из условий, чтобы амплитуда колебаний лопаток была равна толщине пристенного слоя.

Устройство для подготовки высокопарафинистых нефтей позволяет за счет амортизаторов при малых амплитудах колебаний волновода, по которому транспортируется нефть, создать на подвижных лопатках амплитуду, значительно на 1-2 порядка превышающую амплитуду колебания волновода, что обеспечивает подготовку пристенного слоя, и его последующее эффективное перемешивание с депрессорной присадкой.

Данное техническое решение позволяет реализовать подготовку пристенного слоя путем механического разрушения структуры парафина в пристенном слое и осуществить транспорт нефти с неразрушенной структурой — в ядре потока и разрушенной структурой с добавкой депрессорной присадки — в пристенном слое, что обеспечивает нелзменность температуры потока по сечению и, следовательно, одинаковость плотностей, чт о, в конечном итоге, обеспечивает блокирование разрушенной структуры и увеличение времени ее тиксотропного восстановления на срок до трех и более суток.

Удержанию слоя будет способствовать и то обстоятельство, что границы разрушенного вибровоздействиями слоя ярко выражены и, следовательно, ослабление эффекта пристенного слоя обусловлено только диффузией на границе раздела: слой — ядро потока.

Это обстоятельство позволит резко увеличить расстояние между устройствами (например, на магистральном трубопроводе) виброобработки и ввода присадки, Для обеспечения устойчивой и эффективной работы устройства диаметр отверстий перфорированных лопаток выбирается в диапазоне 2-20 мм при шаге перфорации

4-24 мм. Г!ричем лопатки перфорированы по их длине (по потоку) от большего диаметра к меньшему, что позволяет обеспечить нарастание скорости сдвига. Длину лопаток (1) выбирают по формуле

I = V t, (м), где V —, скорость потока, м/с;

t — время виброобработки, с.

Скорость потока в пристенном слое при ламинарном режиме течения распределена по сечению в виде параболы, Поэтому при средней скорости потока 2 м/с скорость в пристенном слое на расстоянии

0,01 м от стенки равна 0,04 м/с. Для виброобработки нефти в течение 60 с необхо1665174 на лопатку, обеспечивающее интенсификацию колебательного процесса, Составитель И. Петоян

Редактор В, Бугренкова Техред М.Моргентал КоРРектоР 8. Гирняк

Заказ 2383 Тираж 315 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 дима следующая длина участка виброобработки: 60 х 0,04 = 2,4 м.

Угол наклона лопаток к оси волновода а выбирается равным 2-10 в зависимости от длины лопатки и толщины пристенного слоя, который необходимо обработать.

Высота установки конца лопаток выбирается равной высоте пограничного слоя в ламинарном режиме течения, поэтому оси устанавливаются на амортизаторы соответствующей высоты.

Данное техническое решение обеспечивает постепенное вовлечение пристенного слоя в область вибровоздействия лопаток, причем толщина обрабатываемого слоя нарастает по мере нарастания амплитуды колебаний лопаток, что также способствует снижению гидравлических сопротивлений потока, а также снижению энергозатрат.

Устройство саморегулируемое: чем больше скорость потока, тем больше вынуждающая сила потока в пристенном слое и, следовательно, эффективнее воздействие

Формула изобретения

5 Устройство для подготовки высокопарафинистых нефтей к перекачке, включающее вибровозбудитель, волновод, виброэлемент и амортизаторы, от лича ю щеес я тем, что, с целью снижения энергозатрат на виб10 рообработку пристенного слоя за счет использования энергии потока, виброэлемент выполнен в виде перфорированных изогнутых V-образных по сечению и трапециевидных по длине лопаток, установленных под

15 углом к оси волновода и одним концом подвижно закрепленных внутри него, при этом свободные концы лопаток установлены на амортизаторы, в сжатом положении уравновешенные энергией потока, высота

20 амортизаторов равна толщине пристенного слоя, а в волноводе по периметру в местах установки амортизаторов выполнены отверстиями для ввода депрессорной присадки.