Устройство для удаления воды из нефтепровода



Устройство для удаления воды из нефтепровода
Устройство для удаления воды из нефтепровода
Устройство для удаления воды из нефтепровода
Устройство для удаления воды из нефтепровода
Устройство для удаления воды из нефтепровода

 

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 2470214:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" (RU)

Заявленное изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использовано для удаления содержащейся в добываемой нефти воды из нефтепровода на его начальном участке. Устройство содержит трубу, диаметр D которой принят больше диаметра Do труб нефтепровода, соединенных с этой трубой с помощью фланцевых соединений. Верхние кромки примыкающих труб расположены на уровне верхней кромки трубы увеличенного диаметра, а второй фланец трубы увеличенного диаметра и фланец примыкающей к ней следующей трубы нефтепровода выполнены с горизонтальными нижними кромками на уровне нижней кромки трубы меньшего диаметра с формированием в торце нижней части трубы увеличенного диаметра выпускного щелевого отверстия сегментного профиля, ориентированного в вертикальной плоскости. При этом величина стрелы сегмента принята равной возможной высоте слоя воды в нижней части трубы. Между трубой увеличенного диаметра и трубой меньшего диаметра над выпускным щелевым отверстием размещен переходной участок переменного диаметра, концы которого размещены и закреплены внутри трубы увеличенного диаметра и примыкают к торцам трубы меньшего диаметра. Под выпускным щелевым отверстием размещен бак для воды, стенки которого герметично прикреплены к трубе большего диаметра и примыкающей к ней трубе меньшего диаметра. В нижней части бака размещен снабженный электроприводом клапан для выпуска воды, управляемый автоматически по сигналам датчиков уровня воды в баке, размещенных соответственно над клапаном и под нижней кромкой трубы увеличенного диаметра. Перед выпускным щелевым отверстием под трубой меньшего диаметра с возможностью смещения относительно трубы в осевом направлении и при возможности взаимодействия с наружной поверхностью трубы размещен нормально ориентированный к трубе плоский ограничитель с дугообразной верхней частью и со штоком, ориентированным параллельно оси трубы с возможностью смещения относительно закрепленных на ней направляющих. Шток снабжен винтовым приводом его осевого смещения, размещенным на торцевой боковой стенке бака для воды. На кронштейне боковой стенки бака установлен насос с всасывающим патрубком, размещенным в боковой стенке бака на уровне нижней кромки трубы увеличенного диаметра, и со снабженным автоматически управляемой задвижкой нагнетательным трубопроводом, соединенным с верхней частью трубы увеличенного диаметра. Насос с всасывающим патрубком и нагнетательным трубопроводом размещены вблизи торцевой стенки бака со стороны подачи нефти в нефтепровод, с возможностью возвращения в нефтепровод количества нефти, размещенной в верхней части ее слоя в баке. Техническим результатом заявленного изобретения является возможность непрерывно удалять воду из нефтепровода с исключением потерь нефти при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах. 5 ил.

 

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использовано для удаления содержащейся в добываемой нефти воды из нефтепровода на его начальном участке.

Известно принятое за прототип устройство для выпуска воздуха из нефтепровода, включающее выпускное отверстие в верхней части трубы, клапан, который с помощью патрубка герметически соединен с нефтепроводом (Патент РФ на полезную модель №59769, МПК F16L 55/00, опубл. 27.12.2006 г., бюл. №36).

Однако известное устройство не может быть использовано для удаления воды из нефтепровода.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности непрерывного удаления воды из нефтепровода с исключением потерь нефти при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для удаления воды из нефтепровода, содержащем выпускное отверстие в трубе, клапан, который с помощью патрубка герметически соединен с нефтепроводом, при этом на участке нефтепровода, примыкающем к нагнетательному насосу, размещена труба, диаметр D которой принят больше диаметра Dо труб нефтепровода, соединенных с этой трубой с помощью фланцевых соединений, верхние кромки примыкающих труб расположены на уровне верхней кромки трубы увеличенного диаметра, а второй фланец трубы увеличенного диаметра и фланец примыкающей к ней следующей трубы нефтепровода выполнены с горизонтальными нижними кромками на уровне нижней кромки трубы меньшего диаметра с формированием в торце нижней части трубы увеличенного диаметра выпускного щелевого отверстия сегментного профиля, ориентированного в вертикальной плоскости, при величине стрелы сегмента, равной возможной высоте слоя воды в нижней части трубы, при этом между трубой увеличенного диаметра и трубой меньшего диаметра над выпускным щелевым отверстием размещен переходной участок переменного диаметра, концы которого размещены и закреплены внутри трубы увеличенного диаметра и примыкают к торцам трубы меньшего диаметра, под выпускным щелевым отверстием размещен бак для воды, стенки которого герметично прикреплены к трубе большего диаметра и примыкающей к ней трубе меньшего диаметра с закреплением на них, а в нижней части бака размещен снабженный электроприводом клапан для выпуска воды, управляемый автоматически по сигналам датчиков уровня воды в баке, размещенных соответственно над клапаном и под нижней кромкой трубы увеличенного диаметра, перед выпускным щелевым отверстием под трубой меньшего диаметра с возможностью смещения относительно трубы в осевом направлении и при возможности взаимодействия с наружной поверхностью трубы размещен нормально ориентированный к трубе плоский ограничитель с дугообразной верхней частью и со штоком, ориентированным параллельно оси трубы с возможностью смещения относительно закрепленных на ней направляющих и снабженным винтовым приводом его осевого смещения, размещенным на торцевой боковой стенке бака для воды, а на кронштейне боковой стенки бака установлен насос с всасывающим патрубком, размещенным в боковой стенке бака на уровне нижней кромки трубы увеличенного диаметра, и со снабженным автоматически управляемой задвижкой нагнетательным трубопроводом, соединенным с верхней частью трубы увеличенного диаметра с размещением насоса с всасывающим патрубком и нагнетательным трубопроводом вблизи внутренней поверхности торцевой стенки бака со стороны подачи нефти в нефтепровод, с возможностью возвращения в нефтепровод количества нефти, размещенной в верхней части ее слоя в баке.

Устройство представлено на чертеже, где на фиг.1 - вид сбоку, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б по фиг.1, на фиг.4 - разрез В-В по фиг.1, на фиг.5 - разрез Г-Г по фиг.1.

В устройстве для удаления воды из нефтепровода на участке нефтепровода, примыкающем к нагнетательному насосу (не показан), размещена труба 1, диаметр D который принят больше диаметра Dо труб 2 и 3 нефтепровода, соединенных с этой трубой с помощью фланцевых соединений 4 и 5. Верхние кромки примыкающих труб 2 и 3 расположены на уровне верхней кромки трубы 1 увеличенного диаметра. Второй фланец 6 трубы 1 увеличенного диаметра и фланец 7 примыкающей к ней следующей трубы 3 нефтепровода выполнены с горизонтальными нижними кромками 8 на уровне нижней кромки трубы 3 меньшего диаметра с формированием в торце нижней части трубы 1 увеличенного диаметра выпускного щелевого отверстия 9 сегментного профиля, ориентированного в вертикальной плоскости. При этом величина h стрелы сегмента принята равной возможной высоте слоя воды в нижней части трубы 1 увеличенного диаметра. Между трубой 1 увеличенного диаметра и трубой 3 меньшего диаметра над выпускным щелевым отверстием 9 размещен переходной участок 10 переменного диаметра, концы которого размещены и закреплены внутри трубы 1 увеличенного диаметра и примыкают к торцам трубы 3 меньшего диаметра. Под выпускным щелевым отверстием 9 размещен бак 11 для воды, стенки которого герметично прикреплены к трубе 1 большего диаметра и примыкающей к ней трубе 3 меньшего диаметра. В нижней части бака 11 размещен снабженный электроприводом клапан 12 для выпуска воды, управляемый автоматически по сигналам датчиков 13 и 14 уровня воды в баке 11, размещенных соответственно над клапаном 12 и под нижней кромкой трубы 1 увеличенного диаметра. Перед выпускным щелевым отверстием 9 под трубой 3 меньшего диаметра с возможностью смещения относительно трубы 3 в осевом направлении и при возможности взаимодействия с наружной поверхностью трубы 3 размещен нормально ориентированный к трубе 3 плоский ограничитель 15 с дугообразной верхней частью и со штоком 16, ориентированным параллельно оси трубы 3 с возможностью смещения относительно закрепленных на ней направляющих 17 и снабженным винтовым приводом 18 его осевого смещения, размещенным на торцевой боковой стенке бака 11 для воды. На кронштейне боковой стенки бака 11 установлен насос 19 с всасывающим патрубком, размещенным в боковой стенке бака 11 на уровне нижней кромки трубы 1 увеличенного диаметра и со снабженным автоматически управляемой задвижкой 20 нагнетательным трубопроводом 21, соединенным с верхней частью трубы 1 увеличенного диаметра. Насос 19 с всасывающим патрубком и нагнетательным трубопроводом 21 размещены вблизи внутренней поверхности торцевой стенки бака 11 со стороны подачи нефти в трубу 2 нефтепровода.

Устройство для удаления воды из нефтепровода действует следующим образом. В зависимости от интенсивности обводнения добываемой нефти расход выводимого из трубы 1 потока через выпускное щелевое отверстие 9 может регулироваться за счет изменения величины гидравлического сопротивления при выведении потока воды посредством соответствующего размещения ограничителя 15 относительно выпускного щелевого отверстия 9 с помощью штока 16 с винтовым приводом 18 при смещении ограничителя 15 относительно направляющих 17 на трубе 3, соответственно увеличивая или уменьшая расстояние между выпускным щелевым отверстием 9 и ограничителем 15, фиксируя его в заданном положении. С помощью нагнетательного насоса (не показан) добытая нефть, содержащая воду, подается в нефтепровод. При переходе нефти из трубы 2 в трубу 1 увеличенного диаметра происходит интенсивное перераспределение по уровню размещения нефти и воды с уменьшением скорости их поступательного движения, благодаря чему вода успевает сместиться в нижнюю часть трубы 1. Поэтому при перемещении нефти по трубе 1 находящаяся в нижней части трубы 1 вода через выпускное щелевое отверстие 9 непрерывно выводится из трубы 1 и попадает в бак 11. Освобожденная от воды нефть через переходной участок 10, обеспечивающий плавное уменьшение площади поперечного сечения потока, поступает в трубу 3 уменьшенного диаметра при минимальном увеличении гидравлических сопротивлений. После наполнения бака 11 водой до уровня, соответствующего размещению датчика 14 уровня воды в баке 11 (у нижней кромки трубы 1), по сигналу датчика уровня воды 14 включается электропривод клапана 12, обеспечивающий выпуск воды из бака 11. В процессе выпуска воды из бака 11 уровень воды в нем снижается, и когда он достигнет отметки, соответствующей высоте размещения второго датчика 13 над клапаном 12, по сигналу датчика 13 уровня воды клапан 12 перекрывается с прекращением выпуска воды из бака 11. Далее процесс повторяется в соответствии с описанным выше порядком. Принятый способ выведения воды из нефтепровода, помимо решения поставленной задачи, исключает возможность потери нефти из нефтепровода. При случайном попадании нефти в бак 11 она не теряется за счет постоянного наличия слоя воды в нижней части бака 11, при минимальной высоте слоя воды, соответствующей отметке расположения датчика 13 уровня воды. Попавшее в бак 11 незначительное количество нефти в процессе эксплуатации устройства может быть возвращено обратно в трубу 1 нефтепровода путем периодического, по сигналу датчика 14, открытия задвижки 20 и включения насоса 19, который по нагнетательному трубопроводу 21 возвращает нефть в трубу 1 нефтепровода. При этом, чтобы в нефтепровод вместе с возвращаемой из бака 11 нефти не попала вода при очередном цикле возвращения нефти в нефтепровод по нагнетательному трубопроводу 21, она из бака 11 удаляется не полностью, а только верхняя часть ее слоя, с оставлением ее нижней части в баке 11 до следующего цикла возвращения скопившейся в баке 11 нефти в нефтепровод. Этот процесс может осуществляться вручную или автоматически при соответствующей фиксации количества нефти (высоты ее слоя) в верхней части бака 11 (поскольку плотность нефти меньше плотности воды). Поскольку количество нефти, которое вместе с водой может попасть в бак 11, незначительное, производительность и мощность насоса 19, его масса и габаритные размеры, а также диаметры всасывающего патрубка и нагнетательного трубопровода 21 (а также его длина) ограничены.

Отличительные признаки изобретения позволяют непрерывно удалять воду из нефтепровода с исключением потерь нефти при выполнении этой операции при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах.

Устройство для удаления воды из нефтепровода, содержащее выпускное отверстие в трубе, клапан, который с помощью патрубка герметически соединен с нефтепроводом, отличающееся тем, что на участке нефтепровода, примыкающем к нагнетательному насосу, размещена труба, диаметр D который принят больше диаметра Do труб нефтепровода, соединенных с этой трубой с помощью фланцевых соединений, верхние кромки примыкающих труб расположены на уровне верхней кромки трубы увеличенного диаметра, а второй фланец трубы увеличенного диаметра и фланец примыкающей к ней следующей трубы нефтепровода выполнены с горизонтальными нижними кромками на уровне нижней кромки трубы меньшего диаметра с формированием в торце нижней части трубы увеличенного диаметра выпускного щелевого отверстия сегментного профиля, ориентированного в вертикальной плоскости, при величине стрелы сегмента, равной возможной высоте слоя воды в нижней части трубы, при этом между трубой увеличенного диаметра и трубой меньшего диаметра над выпускным щелевым отверстием размещен переходной участок переменного диаметра, концы которого размещены и закреплены внутри трубы увеличенного диаметра и примыкают к торцам трубы меньшего диаметра, под выпускным щелевым отверстием размещен бак для воды, стенки которого герметично прикреплены к трубе большего диаметра и примыкающей к ней трубе меньшего диаметра, а в нижней части бака размещен снабженный электроприводом клапан для выпуска воды, управляемый автоматически по сигналам датчиков уровня воды в баке, размещенных соответственно над клапаном и под нижней кромкой трубы увеличенного диаметра, перед выпускным щелевым отверстием под трубой меньшего диаметра с возможностью смещения относительно трубы в осевом направлении и при возможности взаимодействия с наружной поверхностью трубы размещен нормально ориентированный к трубе плоский ограничитель с дугообразной верхней частью и со штоком, ориентированным параллельно оси трубы с возможностью смещения относительно закрепленных на ней направляющих и снабженным винтовым приводом его осевого смещения, размещенным на торцевой боковой стенке бака для воды, а на кронштейне боковой стенки бака установлен насос с всасывающим патрубком, размещенным в боковой стенке бака на уровне нижней кромки трубы увеличенного диаметра, и со снабженным автоматически управляемой задвижкой нагнетательным трубопроводом, соединенным с верхней частью трубы увеличенного диаметра с размещением насоса с всасывающим патрубком и нагнетательным трубопроводом вблизи торцевой стенки бака со стороны подачи нефти в нефтепровод, с возможностью возвращения в нефтепровод количества нефти, размещенной в верхней части ее слоя в баке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов. .

Изобретение относится к нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к установкам подготовки продукции скважин, а именно к подготовке высокосернистой нефти. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для промысловой подготовки нефти на месторождениях с небольшими объемами добычи нефти. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в системе сбора и подготовки нефти, газа и воды на промыслах. .

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к устройствам предотвращения аварийных разливов нефти и нефтепродуктов при повреждении подводных нефтепроводов.

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

Изобретение относится к соединительному элементу для соединения двух концов труб, в частности, циркуляционного контура охлаждающей среды механического транспортного средства, содержащему корпус, имеющий первый соединительный конец и второй соединительный конец, между которыми образован соединительный канал, который содержит воздуховыпускной канал.

Изобретение относится к области устройств подавления излучения звука в окружающую среду в системах удаления отходящих промышленных газов. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидравлических системах для передачи гидравлической энергии между рабочими жидкостями с разными температурами с пониженным теплообменом между ними.

Изобретение относится к области гидравлики и может быть использовано в трубопроводных системах для снижения гидроудара при регулировании производительности налива.

Изобретение относится к строительству, а конкретно к трубопроводному фильтру, предназначенному для фильтрации среды, который последовательно устанавливается в трубопровод сети холодного или горячего водоснабжения, водяного отопления, газовой сети, в том числе сети сжатого воздуха производственного назначения, в трубопровод, выполняющий какую-либо иную технологическую функцию и транспортирующий жидкость или газ.

Изобретение относится к области бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к компенсаторам промывочной жидкости. .

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов. .

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов. .
Наверх