Способ очистки труб парогазовой смесью

 

Изобретение используется для очистки нефтяных труб от солепарафиновых отложений. Способ очистки труб заключается в подаче на торцевую поверхность блока труб потока парогазовой смеси, генерируемой газотурбинной установкой. В качестве последней используют авиационный двигатель с форсажной камерой и регулируемым соплом. Причем воду подают в форсажную камеру двигателя под углом 0-90^o относительно оси сопла, а процесс очистки проводят при диаметре потока парогазовой смеси, равном 105-110% от диаметра блока труб, и расходе воды, равном 0,1-60 об. % от объема газового потока. В изобретении обеспечивается повышение качества очистки, стабильности работы установки, снижение расхода топлива для генерирования парогазовой смеси и токсичности отходящих газов.

Изобретение относится к очистке труб, используемых в нефтедобывающей и перерабатывающей газовой промышленности, от солепарафиновых отложений, и может быть использовано для тепловой очистки поверхностей труб с использованием газогенераторов, например, отработавших свой летний ресурс авиационных газотурбинных двигателей.

Известен способ очистки труб, включающий их обработку газовоздушным потоком, созданным турбореактивным двигателем, при переменных температуре газовоздушного потока и режиме работы двигателя (Пат. РФ 2052303, B 08 B 5/00, 1996 г).

Недостатком известного способа является вынос углеводородов с газовой струей в атмосферу и ее загрязнение, необходимость герметизации входного отверстия контейнера с трубами, т.е. сложность процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки труб парогазовой смесью, включающий подачу парогазового потока, генерируемого газотурбинным двигателем, на торцевую поверхность блока параллельно расположенным очищаемым от парафина трубам при расходе воды 10-50% от общего расхода газа. При этом для создания парогазовой смеси воду в газотурбинный двигатель подают на выходе из двигателя или перед поступлением газа на турбину двигателя (Пат. РФ 2022675, B 08 B 5/00, 1994 г).

Недостатком известного способа является получение негомогенной парогазовой смеси с неустойчивым отношением вода : газ, трудность запуска двигателя при низкой температуре окружающей среды, неполная очистка от солевых отложений.

Техническим эффектом, к достижению которого стремится заявитель в изобретении, является повышение качества очистки труб от солепарафиновых отложений, повышение стабильности работы установки, снижение расхода топлива для генерирования парогазовой смеси и токсичности отходящих газов.

Это достигается тем, что в способе очистки труб парогазовой смесью, включающем генерирование потока парогазовой смеси газотурбинной установкой при подаче воды в процессе генерирования и последующую обработку парогазовой смесью с торца блока очищаемых труб с параллельным расположением осей, согласно изобретению в качестве газотурбинной установки используют авиационный двигатель с форсажной камерой и регулируемым соплом, воду подают в форсажную камеру двигателя под углом 0-90^o относительно оси сопла. Кроме того, процесс проводят при диаметре потока парогазовой смеси, равном 105-110% от диаметра блока труб, а расход воды составляет 0,1-60 об.% от объема газового потока.

Сущность способа заключается в том, что при введении воды в форсажную камеру через отверстия-форсунки в количестве до 60 об.% от объема газового потока образуется парогазовый поток с гомогенным распределением паров воды по объему газа, что обеспечивает большую равномерность распределения температуры по длине струи, оптимальный температурный режим для очистки от парафинов. Проведение очистки поверхностей труб от солевых отложений осуществляют при боле высокой температуре, для чего снижают расход воды до минимального, но не менее чем 0,1 об.% от объема потока. Присутствие воды обеспечивает снижение токсичности выхлопных газов от двигателя.

Подача воды через форсунки в форсажную камеру под углом 0-90^o относительно оси сопла обеспечивает устойчивую работу двигателя без опасности его заливки водой. Наличие сопла с регулируемым диаметром отверстия позволяет уверенно запускать двигатель в условиях низких температур окружающей среды (-30^oC и ниже), а также обрабатывать блоки труб различного диаметра. При этом для полной очистки как внутренней, так и внешней поверхностей труб диаметр парогазового потока должен находиться в пределах 105-110% от диаметра блока труб.

Пример Нефтяные трубы, заполненные парафиновыми углеводородами и солевыми отложениями, длиной 20 м формировали в блок диаметром 1,1 м и помещали на платформу.

Газотурбинный авиационный двигатель, снабженный форсажной камерой и регулируемым соплом, прогревали при режиме работы 0,6 от максимального, затем провели запуск при полностью открытом сопле. При запущенном двигателе в форсажную камеру через форсунки, повернутые под углом 40^o к оси сопла, под напором подавали воду в количестве 55% от объема генерируемого газа. Отрегулировали диаметр сопла до 1,2 м, что составило 110% от диаметра блока труб. В течение 7 мин прогревали блок труб парогазовым потоком при 290±10^oC.

Вынесенные с противоположного конца труб пары парафина попадали на заслонку, снабженную устройством для сбора конденсата, где и накапливались.

Для очистки труб от солевых отложений расход воды снижали до 0,3 об.% от объема газа, что привело к повышению температуры потока до 550±50^oC. В этих условиях соскребались отложения солей и шлама с внутренней поверхности труб и очищалась внешняя поверхность. Сбор солей и шлама проводили в другой емкости, куда отходы направляли путем изменения положения заслонки. Весь процесс очистки происходил в течение 10 мин. Температура воздуха в момент очистки составляла - 37^oC. Благодаря наличию паров воды при всех режимах очистки загрязнение окружающей среды выхлопными газами было сведено к минимуму.

При использовании газотурбинного двигателя большой мощности число форсуночных колец может быть 3 и более для равномерной подачи воды по всему поперечному сечению форсажной камеры.

Таким образом, осуществление способа позволяет проводить очистку труб при расходе воздуха 16-60 кг/с, топлива 530-1200 кг/ч, воды до 5000 кг/ч, что значительно экономичнее, чем в известных способах. Установка работает в широком диапазоне температур. Продолжительность межремонтного периода 250-600 ч.

Формула изобретения

Способ очистки труб парогазовой смесью, включающий генерирование потока парогазовой смеси газотурбинной установкой при подаче воды в процесс генерирования и последующую обработку парогазовой смесью с торца блока очищаемых труб с параллельным расположением осей, отличающийся тем, что в качестве газотурбинной установки используют авиационный двигатель с форсажной камерой и регулируемым соплом, воду подают в форсажную камеру двигателя под углом 0 - 90^o относительно оси сопла, обработку труб проводят при диаметре потока парогазовой смеси, равном 105 - 110% от диаметра блока труб, а воду подают в количестве 0,1 - 60% от объема газового потока.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 20.12.2004

Извещение опубликовано: 20.11.2005        БИ: 32/2005

---