Устройство для транспортирования коррозионно-активных жидкостей

 

Сущность изобретения: внутри металлического высоконапорного трубопровода (ТП) смонтирован соосный эластичный ТП, межтрубное пространство (МП) которых заполнено малосжимаемой антикоррозионной жидкостью и снабжено компенсатором. Компенсатор соединен с МП и полостью эластичного ТП. МП разделено по длине на ряд одинаковых секций с ограниченной длиной и давлением. Места соединения МП с полостью эластичного ТП расположены на расстоянии l_СД= P_вн/i от начальной точки каждой секции, P_вн - макс.допустимое внутреннее давление в эластичном ТП, i - потери давления перекачиваемой жидкости на единицу длины. Компенсатор выполнен мембранного, диафрагменного или сильфонного типа. Антикоррозионная жидкость углеводородная. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, преимущественно агрессивных жидкостей, и может быть использовано в нефтегазодобывающей и химической промышленности.

Известно устройство, содержащее металлический трубопровод и коаксиально установленный внутри него эластичный трубопровод. По внутреннему трубопроводу перемещается перекачиваемая коррозионная жидкость, по образованному межтрубному пространству - газ. Такое сочетание позволяет исключить процесс коррозии металлического трубопровода, при этом давление газа в межтрубном пространстве частично компенсирует внутреннее давление жидкости на стенку эластичного трубопровода, ввиду чего давление перекачки коррозионно-активной жидкости может быть повышено.

Однако это устройство не позволяет согласовывать давление во внутренней трубе и межтрубном пространстве для обеспечения минимальной нагрузки на стенку внутренней трубы при максимальной производительности и при нестационарных режимах перекачки жидкости.

Наиболее близким по достигаемому эффекту является устройство, в котором межтрубное пространство заполнено маслосжимаемой жидкостью и соединено с полостью внутреннего трубопровода посредством средства для поддержания давления в виде патрубка с установленной в нем разделительной мембраной. Это обеспечивает надежную работу внутреннего трубопровода при давлениях перекачки, на которые расчитан внешний трубопровод.

Однако это устройство не обеспечивает максимальную производительность трубопровода, не исключает разрушения внутреннего трубопровода под действием давления жидкости в межтрубном пространстве при достаточно большой длине трубопровода.

Целью изобретения является увеличение производительности трубопровода и повышение надежности его в работе при достаточно большой длине трубопровода.

Устройство для транспортирования коррозионно-активных жидкостей включает металлический высоконапорный трубопровод и смонтированный внутри него соосный эластичный трубопровод, межтрубное пространство между которыми заполнено малосжимаемой антикоррозионной жидкостью и снабжено компенсатором, соединенным с межтрубным пространством и полостью эластичного трубопровода, причем межтрубное пространство разделено по длине на ряд одинаковых секций с ограниченной длиной и давлением, а места соединения межтрубного пространства с полостью эластичного трубопровода расположены на расстоянии l_сд = Р_вн /i от начальной точки каждой секции, где Р_вн - максимально допустимое внутреннее давление в эластичном трубопроводе; i - потеря давления перекачиваемой жидкости на единицу длины. При этом компенсаторы устанавливают мембранного, диафрагменного или сильфонного типа, а в качестве антикоррозионной жидкости используют углеводородную жидкость.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг.2,а - график давления перекачиваемой жидкости внутри эластичного трубопровода по его длине (Р) и давления жидкости в межтрубном пространстве; на фиг. 2,б - то же, при уменьшенной производительности трубопровода; на фиг. 2,в - то же, при закрытии задвижки в конце секции трубопровода.

Устройство содержит внешний высоконапорный металлический трубопровод 1, установленный внутри него соосный эластичный трубопровод 2, образующие межтрубное пространство 3, соединенное через патрубок 4, компенсатор 5 с разделительным элементом 6 и через патрубок 7 - с внутренней полостью эластичного трубопровода 8.

Устройство работает следующим образом.

Коррозионно-активная жидкость подается насосом во внутреннюю полость 8 эластичного трубопровода 2, установленного внутри высокопрочного металлического трубопровода 1, при этом давление коррозионно-активной жидкости практически мгновенно передается в каждой секции через соединительный патрубок 4, разделительный элемент 6 компенсатора 5 и через соединительный патрубок 7 в жидкость, заполняющую межтрубное пространство 3, давления в полости 8 эластичного трубопровода 2 и межтрубном пространстве 3 уравниваются, нагрузка на стенку эластичной трубы по длине секции минимизируется, это же происходит при любом изменении давления коррозионно-активной жидкости.

При перекачке коррозионно-активной жидкости давление в эластичном трубопроводе изменяется по длине каждой секции по прямой Р_вп, давление в межтрубном пространстве секции по длине постоянно-прямая Р_мт (см.фиг.2,а) и равно давлению жидкости во внутренней полости эластичного трубопровода в точке соединения внутренней полости с межтрубным пространством, расположенной на расстоянии l_сд. При этом в начальной точке секции эластичный трубопровод работает под внутренним давлением, не превышающим максимально допустимое Р_вн, а в конечной точке - под наружным, также не превышающим максимально допустимое из условий прочности.Давление перекачки близко к рабочему давлению внешнего высоконапорного металлического трубопровода и превышает его на величину Р_вн, следовательно, в этом случае давление в межтрубном пространстве равно рабочему давлению металлического трубопровода.

При снижении производительности трубопровода давление перекачки и гидравлический уклон уменьшаются - прямая Р_вп (см.фиг.2,б), соответственно снижается давление в межтрубном пространстве - Р_мт.

При отключении насосов давление в эластичном трубопроводе и межтрубном пространстве равно нулю.

При любом режиме работы трубопровода давление в межтрубном пространстве автоматически согласуется с давлением в эластичном трубопроводе так, что нагрузка на стенку эластичного трубопровода не превышает допустимых значений и является минимальной, обеспечивая максимальную производительность трубопровода.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ КОРРОЗИОННО-АКТИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, включающее металлический высоконапорный трубопровод и смонтированный внутри него соосный эластичный трубопровод, межтрубное пространство которых заполнено малосжимаемой антикоррозионной жидкостью и снабжено компенсатором, соединенным с межтрубным пространством и полостью эластичного трубопровода, отличающееся тем, что межтрубное пространство разделено по длине на ряд одинаковых секций с ограниченными длиной и давлением, а места соединения межтрубного пространства с полостью эластичного трубопровода расположены на расстоянии l_сд= от начальной точки каждой секции, где P_вн - максимально допустимое внутреннее давление в эластичном трубопроводе; i - потеря давления перекачиваемой жидкости на единицу длины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что компенсатор выполнен мембранного, диафрагменного или сильфонного типа.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве антикоррозионной жидкости используют углеводородную жидкость.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2