Устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода



Устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода
Устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода
Устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода
Устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода

 

F16L55 - Вспомогательные устройства для трубопроводной сети (предшествующие группы и группы F16L 57/00 и F16L 59/00 имеют преимущество; ремонт или соединение труб на поверхности воды или под водой F16L 1/26; сопла B05B; очистка труб B08B 9/02, например удаление пробок B08B 9/027; устройства для предотвращения разрыва водопроводных труб при замерзании E03B 7/10; для обслуживания бытовых водопроводных установок E03C 1/00; устройства для герметизации трубок и каналов теплообменных аппаратов F28F 11/00)

Владельцы патента RU 2424464:

Андреев Анатолий Анатольевич (RU)
Руденко Владимир Михайлович (RU)
Андреев Андрей Анатольевич (RU)
Зарецкий Сергей Иванович (RU)

Устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода относится к магистральным нефтепроводам и нефтепродуктопроводам и касается устройств, устанавливаемых на магистральном трубопроводе перед резервуарными парками с резервуарами, оснащенными плавающими крышами и понтонами, перед насосными станциями, перед речными переходами или заболоченными участками для отделения и удаления воздушных пробок, образовавшихся в процессе эксплуатации. Устройство удаления воздушных пробок выполнено в виде сообщающихся по верху и низу аккумулирующей емкости и соединенного последовательно с магистральным трубопроводом отделителя. Отделитель выполнен в виде герметичного вертикального цилиндра, в нижней части которого находятся входной патрубок с косым срезом, направляющий поток нефтепродукта по касательной к стенке цилиндра, и выходной патрубок с горизонтальным козырьком, установленным ниже входного патрубка, и диаметром, меньшим, чем диаметр цилиндра. На аккумулирующей емкости установлены датчики предельного уровня и в верхней части сбросной клапан, срабатывающий от датчика предельного уровня при заполнении воздухом и нефтепродуктом аккумулирующей емкости и отделителя. Технический результат - повышение надежности магистрального нефтепродуктопровода, эффективное отделение и удаление воздушных пробок из магистрального трубопровода. 4 ил.

 

Изобретение относится к магистральным нефтепроводам и нефтепродуктопроводам, в частности к резервуарам, оснащенным плавающими крышами или понтонами, и может быть использовано при проектировании, строительстве и эксплуатации.

В процессе эксплуатации на магистральном трубопроводе образуются воздушные пробки, например при устранении разрывов, замене участков или запорной арматуры, при длительной стоянке нефтепродуктопровода в результате выделения и скопления растворенного газа в верхних точках трассы. Воздушные пробки негативно влияют на надежность объектов нефтепродуктопровода и могут привести к их повреждению, например к всплытию подводных переходов или участков, проложенных в болотистой местности, к кавитации магистральных насосов, особенно негативно динамическое воздействие удар снизу под понтон или плавающую крышу резервуаров, что приводит к их повреждению и затоплению.

Руководящим документом «Нормы технологического проектирования магистральных нефтепроводов» РД 153-39.4-113-01 п.7.2.12 отражено требование: «…схемы технологических трубопроводов резервуарных парков должны предусматривать проектные решения, исключающие попадание газовоздушных пробок из подводящих трубопроводов в резервуары, оснащенные плавающими крышами или понтонами».

Известно техническое решение - установка в местах образования воздушных пробок, например в местах замены дефектного участка или в верхних точках трассы магистрального трубопровода, вентиля, и с возобновлением перекачки и заполнением трубопровода нефтепродуктом открывается вентиль и воздух сбрасывается.

Недостаток - неполное удаление воздушных пробок, так как профиль трассы имеет пилообразную форму, затруднено отслеживание и синхронное открытие-закрытие вентиля с подходом начала и конца движущейся воздушной пробки.

Известно техническое решение - при подходе воздушных пробок к резервуарному парку перевод потока нефти или нефтепродукта с резервуаров, оснащенных плавающими крышами или понтонами, в резервуары без понтонов.

Недостаток - увеличение потерь от испарений нефтепродуктов с резервуаров, не оснащенных понтонами или плавающими крышами, увеличение расхода электроэнергии при обратной закачке нефтепродукта с резервуара, не оснащенного понтоном, в резервуар с плавающей крышей или понтоном, затруднен контроль прохождения начала и конца воздушной пробки для определения времени переключений по переводу потоков с резервуаров одного типа в резервуары другого типа.

Известны технические решения по снижению динамического воздействия воздушных пробок, попадающих в резервуар под плавающую крышу или под понтон, путем разделения и рассредоточения воздушного пузыря, например с использованием удлиненной перфорированной трубы на приемном патрубке резервуара (система равномерной подачи СРП ОКП 368912 ОАО «Нефтемаш-Сапкон» г.Саратов). Недостаток - динамическое воздействие остается, мощность воздействия зависит от производительности закачки в резервуар и объема воздушной пробки.

Технической задачей является повышение надежности магистрального нефтепродуктопровода и эффективное отделение и удаление воздушных пробок из магистрального трубопровода.

Поставленная задача достигается тем, что устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода включает сбросной вентиль и емкость, причем выполненный в виде герметичного вертикального цилиндра отделитель, последовательно подключенный к магистральному нефтепродуктопроводу, в нижней части имеет входной патрубок с косым срезом, направляющий поток нефтепродукта по касательной к стенке цилиндра, и выходной патрубок с горизонтальным козырьком диаметром, меньшим, чем диаметр цилиндра, находящимся ниже входного патрубка, а с отделителем по верху и низу соединена трубопроводами аккумулирующая емкость, выполненная в виде герметичного горизонтально наклоненного трубопровода, в верхней части которой установлен сбросной вентиль (клапан), срабатывающий от датчиков предельного уровня при заполнении отделителя с емкостью воздухом и нефтепродуктом.

На фиг.1 в плане изображено устройство удаления воздушных пробок, включающее отделитель - 1 в разрезе по 1-1 фиг.2, аккумулирующую емкость - 7 со сбросным клапаном - 9 и датчиками предельного уровня 10 и 11, на магистральном трубопроводе - 13 условно показана воздушная пробка - 14. Конец входного патрубка - 3 имеет косой срез - 12.

На фиг.2 - устройство в разрезе в состоянии, когда принятая воздушная пробка разместилась в полости отделителя и аккумулирующей емкости и «чистый» нефтепродукт выходит из отделителя. Полости отделителя и аккумулирующей емкости сообщаются по верху и низу соединительными трубопроводами - 6 и 8, верхний патрубок отделителя - 2.

На фиг.3 - вид устройства сбоку.

На фиг.4 - вид по стрелке А фиг.2 - схематично изображен выходной патрубок с козырьком - 5, козырек расположен ниже входного патрубка - 4 и имеет диаметр, несколько меньший, чем диаметр отделителя, площадь сечения кольца зазора между козырьком и стенкой отделителя не менее площади сечения входного патрубка или магистрального трубопровода - 13.

Устройство удаления воздушных пробок работает следующим образом. В исходном положении отделитель и аккумулирующая емкость полностью заполнены нефтепродуктом. Нефтепродукт по магистральному трубопроводу - 13 поступает через входной патрубок - 3 в отделитель касательно к стенке, в отделителе создается вращательное движение, далее нефтепродукт двумя параллельными потоками через верхний патрубок - 2 в аккумулирующую емкость - 7, соединительные трубопроводы 6 и 8 и через зазор между стенкой цилиндра отделителя и козырьком поступает в нижнюю часть отделителя и далее через выходной патрубок - 4 уходит в магистральный трубопровод - 13.

С приходом воздушной пробки - 14 в отделитель, воздушный пузырь, попадая во вращающийся поток, по центру, поднимается вверх, заполняя верхнее пространство отделителя и через верхний патрубок - 2 по соединительному трубопроводу - 6 в верхнее пространство аккумулирующей емкости, вытесняя по соединительному трубопроводу - 8 нефтепродукт вниз под козырек отделителя, далее нефтепродукт по выходному патрубку уходит в магистральный трубопровод.

Косой срез на конце входного патрубка, создающий вращательное движение нефтепродукта, способствует подъему воздушного пузыря по центру отделителя над козырьком, а часть нефтепродукта по периферии сходит вниз под козырек и, соединяясь с вытесненным нефтепродуктом из аккумулирующей емкости, по соединительному трубопроводу - 8 уходит в выходной патрубок - 4. После полного захода воздушной пробки в отделитель и аккумулирующую емкость подпираемый нефтепродукт не наносит прямого лобового удара, а по касательной ударяется в стенку отделителя, чем заметно снижается уровень вибрации и шума работы установки.

Образовавшаяся в голове и хвосте пробки воздушно-нефтяная эмульсия, попадая во вращающуюся массу жидкости отделителя, разделяется

- жидкость (нефтепродукт) отбрасывается на периферию и по кольцевой щели между козырьком и цилиндром поступает вниз и далее в выходной патрубок, а воздушные пузыри устремляются в центр и вверх, вытесняя по соединительным трубам нефтепродукт из аккумулирующей емкости в полость под козырек отделителя, чем обеспечивается эффективное отделение из эмульсии воздушной составляющей и исключение ее попадания в магистральный трубопровод и далее в резервуар или другие объекты магистрального нефтепродуктопровода.

При многометровых пробках и значительном объеме воздушных пробок объемом, превышающим суммарный объем аккумулирующей емкости и отделителя, после полного заполнения воздушными пробками объема аккумулирующей емкости и отделителя, срабатывает датчик нижнего предельного уровня - 10 и открывается сбросной клапан - 9, воздух сбрасывается в атмосферу, а отделитель и аккумулирующая емкость снизу заполняются нефтепродуктом. С их заполнением срабатывает верхний датчик предельного уровня - 11 и сбросной клапан закрывается. Устройство готово к приему следующей партии воздушных пробок.

Пример. На магистральном нефтепроводе диаметром 500 мм в результате разрыва трубы вытекла нефть, сток составил 1000 метров, т.е. труба завоздушилась, объем воздушной пробки составил

(π × 0,52/4)×1000=196 норм. куб.м.

С возобновлением перекачки через вантуз в месте разрыва удалось сбросить 90% объема пробки, однако 10% осталось, и она двинулась по трубопроводу. Данный объем 19,6 норм. куб.м. необходимо до подхода в резервуары отделить и извлечь. Перед резервуарным парком установлено предлагаемое устройство удаления воздушных пробок, давление в магистральном трубопроводе 2 кг/см2. Устройство имеет отделитель диаметром 1000 мм, высотой 3 м и аккумулирующую емкость из горизонтально наклоненной трубы диаметром 1000 мм, длиной 15 метров со сбросным клапаном и датчиками предельного уровня. Суммарная емкость устройства около

(π × 1,02/4)×(15+3)=14,0 куб.м.

Считая процесс сжатия воздушной пробки изотермическим, объем воздушной пробки при входе в устройство при давлении 2 атм составит примерно 19,6 норм. куб.м.: 2=9,8 куб.м., т.е. вся воздушная пробка размещается в устройстве без открытия сбросного клапана. При объеме пробки более 14,0 куб.м. (28,0 норм. куб.м.) сработает датчик минимального уровня и сбросной клапан откроется, после полного вытеснения воздуха в атмосферу сработает датчик максимального предельного уровня - клапан закроется. Устройство примет исходное положение.

Использование предлагаемого устройства позволяет отделять и удалять образующиеся в процессе эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов воздушные пробки, исключать их негативное воздействие на объекты магистрального нефтепродуктопровода, например на резервуары, оснащенные плавающими крышами или понтонами, и повышать надежность работы магистрального нефтепродуктопровода.

Устройство удаления воздушных пробок из магистрального нефтепродуктопровода, включающее сбросной вентиль и емкость, отличающееся тем, что выполненный в виде герметичного вертикального цилиндра отделитель, последовательно подключенный к магистральному нефтепродуктопроводу, в нижней части имеет входной патрубок с косым срезом, направляющий поток нефтепродукта по касательной к стенке цилиндра и выходной патрубок с горизонтальным козырьком диаметром, меньшим, чем диаметр цилиндра, находящимся ниже входного патрубка, а с отделителем по верху и низу соединена трубопроводами аккумулирующая емкость, выполненная в виде герметичного горизонтально наклоненного трубопровода, в верхней части которой установлен сбросной вентиль (клапан), срабатывающий от датчиков предельного уровня при заполнении отделителя с емкостью воздухом и нефтепродуктом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству транспортирования и, более конкретно, но не исключительно к перистальтическому устройству транспортирования, пригодному для перемещения внутри удлиненного прохода при транспортировании взрывчатого заряда.

Изобретение относится к устройствам для перекрытия трубопроводов в технологических целях. .

Изобретение относится к устройствам для перекрытия трубопроводов в технологических целях. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для перекрытия трубопроводов в технологических целях (монтаж, ремонт, испытания и т.п.).

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для перекрытия трубопроводов в технологических целях (монтаж, ремонт, испытания и т.п.).

Изобретение относится к электромеханике, а именно к способам и устройствам с использованием пьезоэлектрического эффекта, производящим электрический выходной сигнал от механического входного сигнала, и может быть использовано в машиностроении как вспомогательное оборудование для трубопроводных сетей с целью защиты от воздействий пульсаций давления при гидравлических ударах (далее гидроудар).

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам и устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и установок, в частности к способу гашения энергии волн при гидравлическом ударе в трубопроводе.

Изобретение относится к области электротехники и транспортной техники и может быть использовано для перемещения приборов диагностики и различных устройств внутри трубопровода.

Изобретение относится к оборудованию для выполнения ремонтных работ, в частности к устройствам для ремонта трубопроводов

Изобретение относится к оборудованию для выполнения ремонтных работ, в частности к устройствам для ремонта трубопроводов

Изобретение относится к ремонту трубопроводов

Изобретение относится к способам ремонта действующих трубопроводов с помощью металлических муфт

Изобретение относится к способам ремонта трубопроводов с помощью металлических муфт

Изобретение относится к очистному поршню для перемещения рабочей среды внутри питающего трубопровода с корпусом (12) очистного поршня, который выполнен с возможностью приведения его в движение внутри питающего трубопровода движущей средой и который на торцевой стороне (18) имеет выступ (34) со свободной торцевой поверхностью (36)

Изобретение относится к гидросистемам, в частности к клапанам предохранительным, и предназначено для предохранения от гидроудара гидравлических сетей отопительных систем, систем водоснабжения и канализационных сбросов

Изобретение относится к способам укрепления и/или восстановления металлических панелей, а также к укреплению трубопроводов и присоединению к ним ответвлений
Наверх