Устройство для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда



Устройство для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда
Устройство для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда

 


Владельцы патента RU 2490835:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Настоящее изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти. Задачей изобретения является повышение надежности и производительности конструкции и эффективности удаления электростатических зарядов за счет изменения расположения разрядных игл в нейтрализационной камере и увеличения их площади. Указанная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда, состоящем из корпуса, монтируемого на трубопроводе с помощью фланцевого соединения, в котором установлен разрядный электрод в виде игл, согласно предлагаемому изобретению разрядные электроды выполнены в виде винта, втулки и игл из хромоникелевой стали, выступающих из полиэтиленовой изолирующей трубы в поток эмульсии, установлены радиально в три ряда под углом 45 градусов и обжаты стальными полукольцами, а электростатические заряды отводятся по дренажному кабелю на заземлитель. Технический результат: повышение производительности, уменьшение перераспределения электростатических зарядов между трубопроводом и нефтью, снижение скорости коррозии трубной стали. 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти.

Известно устройство для нейтрализации статического электричества, так высоковольтный нейтрализатор статического электричества предназначен для снижения уровня электростатических зарядов путем ионизации среды коронным разрядом, создаваемым электродами, находящимися под высоким напряжением. Устройство состоит из корпуса и электродов, от которых ионизированная среда потоком воздуха подается к поверхности заряженных объектов рабочей зоны [высоковольтный нейтрализатор статического электричества IZS31 Компания SMC Corporation, http://www.smc-pneumatik.ru].

Недостатком данного устройства являются большие энергетические затраты на ионизацию среды.

Известно устройство, описанное в способе нейтрализации статического электричества в потоке вещества. В устройстве на основе трехфазного статора создают вращающееся магнитное поле и дополнительное стационарное электрическое поле между входным металлическим патрубком и разрядными металлическими струнами [Патент РФ №2351100, кл. H05F 3/02, опуб. 27.03.2009].

Недостатком данного устройства являются энергетические затраты на создание дополнительного стационарного электрического поля, возможность монтирования только на входах в резервуары.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является нейтрализатор зарядов статического электричества в жидкости, в нейтрализационной камере которого расположен стержневой разрядный электрод с иглами. Процесс нейтрализации происходит за счет ионизационных процессов, развивающихся вблизи разрядного электрода и игл при наличии значительной разности потенциалов между жидкостью, заполняющей камеру, и разрядным электродом [патент РФ №1355100, кл. H05F 3/02, опуб. 10.07.1996].

Недостатком указанного технического решения является крепление разрядного электрода с иглами в индукционной камере в одной точке, что может послужить причиной его быстрого выхода из строя при значительной скорости движения потока, кроме того, малая площадь разрядных игл снижает производительность устройства.

Задачей изобретения является повышение надежности и производительности конструкции и эффективности удаления электростатических зарядов за счет изменения расположения разрядных игл в нейтрализационной камере и увеличения их площади.

Указанная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда, состоящем из корпуса, монтируемого на трубопроводе с помощью фланцевого соединения, в котором установлен разрядный электрод в виде игл, согласно предлагаемому изобретению разрядные электроды выполнены в виде винта, втулки и игл из хромоникелевой стали, выступающих из полиэтиленовой изолирующей трубы в поток эмульсии, установлены радиально в три ряда под углом 45 градусов и обжаты стальными пластинами в виде полуколец, а электростатические заряды отводятся по дренажному кабелю на заземлитель.

Сущность изобретения: монтаж на нефтепроводе с помощью фланцевого соединения устройства с разрядным электродом в виде игл для удаления электростатического заряда из промысловой жидкости и с поверхности футерованного нефтепровода для уменьшения скорости коррозии металла нефтепромыслового оборудования.

Важным показателем коррозионного разрушения оборудования является скорость коррозии металла, т.е. способность металла в течение определенного времени растворяться необратимо. При движении промысловой среды по стальным изолированным трубопроводам с внутренней футеровкой и без нее происходит перераспределение электростатических зарядов между трубопроводом и жидкостью. При этом, как правило, отрицательные заряды накапливаются на трубопроводе, а положительные сосредотачиваются в нефти за счет образования карбокатионов. Увеличение окислительно-восстановительного потенциала системы приводит к увеличению скорости коррозии металлического оборудования. Это приводит к дальнейшему развитию коррозионных поражений и выходу оборудования из строя. Таким образом, накопление электростатических зарядов промысловой средой значительно увеличивает склонность металла технологического оборудования к коррозии. Для снижения скорости коррозии металла в промысловой среде необходимо нейтрализовать электростатические заряды. Этот процесс можно осуществить применением специальных устройств для отведения зарядов статического электричества из потока нефтепродукта на заземлитель.

Экспериментально установлено, что с применением предложенного устройства электростатические заряды отводятся из технологического потока на заземлитель. Таким образом, снижается накопление электростатического заряда в промысловой среде, что предотвращает увеличение скорости коррозии металла нефтепромыслового оборудования.

На фиг.1 представлен общий вид устройства и его разрез по сечению А-А, на фиг.2 представлен разрядный электрод, где позициями обозначены: 1 - винт разрядного электрода, 2 - втулка разрядного электрода, 3 - игла из хромоникелевой стали, 4 - кожух стальной, 5 - стальная катушка, 6 - полиэтиленовая труба ПНП 200СЛ (ГОСТ 18599-73), 7 - стальной наконечник, 8 - пластина стальная, 9, 10 - прокладка резиновая, 11 - фланец приварной, 12 - дренажный кабель, 13 - отверстие.

Разрядный электрод состоит из винта 1 и втулки 2 из углеродистой качественной стали, в винт вставляется игла 3 из хромоникелевой стали. Разрядные электроды защищены с помощью кожуха 4, собранного из полукожухов. Корпус устройства представляет собой стальную катушку 5, в которую помещена изолирующая полиэтиленовая труба 6, которая защемляется с двух сторон стальными наконечниками 7. Для надежного обеспечения электрического контакта между всеми разрядными электродами предусмотрены стальные пластины 8 в виде полуколец. Детали устройства при монтаже соединяются друг с другом стандартными крепежными изделиями: болтами, гайками и шайбами. Для обеспечения герметичного соединения кожуха с корпусом устройства используются прокладки 9 из листовой технической резины по ГОСТ 7338-85.

Полиэтиленовая труба 6 из-за низкой плотности с натягом вставляется в стальную катушку 5 и защемляется наконечником 7. Защемление осуществляется с помощью дорна под давлением. Полиэтиленовая труба 6 предотвращает излом кончиков игл 3 при удалении отложений и защищает внутреннюю поверхность устройства от коррозии. При очистке устройства механическим способом иглы 3 изгибаются под действием скребка и ложатся на полиэтилен, вследствие их эластичности. К стальной катушке 5 с двух концов привариваются фланцы 11. Внутренняя поверхность фланцев 11 и наконечников 7, а также наружная поверхность устройства окрашиваются эмалью ЭП-51 (ГОСТ 9640-85).

Соединение разрядных электродов с катушкой 5 осуществляется с помощью конической дюймовой резьбы, которая обеспечивает герметичность соединения. При ввинчивании винта 1 в катушку 5 игла 3 проникает сквозь полиэтиленовую трубу 6 и на 5-7 мм выступает из нее в поток эмульсии. Разрядные электроды расположены радиально в три ряда под углом 45 градусов. Изолированный медный кабель 12 соединяют креплением стальных пластин 8 и выводят через отверстие, предусмотренное в кожухе 4, на заземлитель, установленный, определенную глубину в грунт.

Нефтяная эмульсия, проходя через стальную катушку 5 устройства, контактирует с иглой 3 разрядного электрода. Электростатические заряды, наведенные в эмульсии, улавливаются иглами 3 из хромоникелевой стали, выступающими из изолирующей полиэтиленовой трубы 6 в поток эмульсии, и через них выводятся по дренажному кабелю 12 на стальное заземление с сопротивлением растеканию тока не более 4 Ом.

Расположение разрядных электродов радиально в три ряда под углом 45 градусов обеспечивает полное удаление электростатических зарядов внутренней поверхности трубопровода, к тому же такая конструкции устройства позволяет устанавливать его не только на входах в резервуары, и на промысловых и магистральных нефтепроводах.

Технико-экономический эффект от внедрения изобретения обеспечивается уменьшением затрат на ремонт промысловых трубопроводов и последствий аварийных ситуаций при их разрушении.

Устройство для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда, включающее корпус, монтируемый на трубопроводе с помощью фланцевого соединения, в котором установлен разрядный электрод в виде игл, отличающееся тем, что разрядные электроды выполнены в виде винта, втулки и игл из хромоникелевой стали, выступающих из изолирующей полиэтиленовой трубы в поток эмульсии, установлены радиально в три ряда под углом 45 градусов и обжаты стальными пластинами в виде полуколец, а электростатические заряды отводятся по дренажному кабелю на заземлитель.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти. .

Изобретение относится к устройству металлизации подвижных элементов конструкции и предназначено для защиты электрических приборов и кабельных сетей машин от влияния зарядов статического электричества, скапливающихся на подвижных элементах конструкции.

Изобретение относится к средствам защиты объектов различного назначения при прямом или близком воздействии молниевых разрядов, электромагнитных импульсов (ЭМИ), коротких замыканий и коммутаций энергооборудования, в частности к средствам молниезащиты промышленных или жилых зданий и сооружений, а также искроопасных объектов энергетики, нефтегазовых, химических, оборонных и других отраслей народного хозяйства.

Изобретение относится к электротехнике, а также к области охраны труда и технике безопасности и может быть использовано для аккумуляции энергии электростатического поля или непосредственного питания потребителей электрического тока, обеспечивая при этом повышение электростатической безопасности.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для нейтрализации электростатических зарядов в потоке жидкости. .

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для защиты электрических приборов и кабельных сетей от влияния зарядов статического электричества, скапливающихся на подвижных элементах конструкции.

Изобретение относится к области экологически чистой возобновляемой электроэнергетики. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для отвода электростатических зарядов из потока нефти и других жидких углеводородов. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для нейтрализации электростатических зарядов в потоке жидкости. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике защиты животных от поражения электрическим током на фермах крупного рогатого скота. .

Изобретение относится к технике защиты от ударов молнии. Технический результат - приближение искусственно созданных ячеек грозового облака к природным грозовым облакам и повышение точности создания условий возникновения молний. Создают поток заряженного аэрозоля, накапливают электрический заряд в заторможенном потоке в виде заряженного облака до величины, когда напряженность электрического поля в промежутке «облако-модель объекта» достаточна для формирования лидерного разряда, регистрируют количество разрядов, попадающее на объект и молниеприемник, и делают вывод о молниезащищенности объекта. При этом создают трехпольную ячейку грозового облака путем внедрения в него положительного, затем отрицательного и снова положительного заряда. Устройство содержит имитатор (1) местности, модель (2) объекта, модель (3) молниеприемника, имитатор грозовых облаков, выполненный в виде генератора (4) заряженной аэрозольной струи, который соединен с источником (5) знакопеременного питания, в котором имеется возможность регулирования амплитуды и длительности выходного тока, фотоаппарат (6), подсоединенный к компьютеру, или токовый шунт (7), через который модель (3) молниеприемника соединена с имитатором (1) местности. Отношение Т+/Т- длительностей положительной и отрицательной полярностей и отношение I+/I- амплитуд тока положительной и отрицательной полярностей источника (5) знакопеременного питания может изменяться от 0,1 до 2, сумма Т++Т- длительностей положительной и отрицательной полярностей может изменяться от 0,1 до 10 секунд, а пауза между сериями импульсов составляет не менее 1 секунды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к безосновному проводящему поверхностному покрытию и способу изготовления такого покрытия. Безосновное проводящее поверхностное покрытие содержит центральный слой, состоящий из частиц, полученных измельчением листа. Указанные частицы представляют собой неспекшиеся частицы, внедренные в полимерную матрицу. Указанные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводный материал. Способ изготовления безосновного проводящего поверхностного покрытия включает: a) обеспечение наличия частиц, полученных измельчением листа, b) обеспечение наличия порошка на основе полимера для полимерной матрицы, c) нанесение указанных частиц на движущийся ленточный носитель, d) нанесение на указанные частицы указанного порошка на основе полимера, e) термообработку и уплотнение в прессе указанных частиц и указанного порошка на основе полимера. Технический результат - получение безосновного поверхностного покрытия, обладающего антистатическими свойствами. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 10 ил., 19 пр.

Настоящее изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти. Поставленная задача - повышение надежности и производительности конструкции и эффективности удаления электростатических зарядов за счет изменения расположения разрядного электрода в нейтрализационной камере и увеличения площади его контакта с потоком жидкости. Указанная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы, включающем разрядный электрод, устанавливаемый на трубопроводе с помощью фланцевого соединения, согласно предлагаемому изобретению внутренняя поверхность трубы футерована полиэтиленом, болтовые соединения фланцев изолированы полиэтиленовыми втулками, а разрядный электрод, выполненный в виде кольца с зубьями, установлен между фланцами и через дренажный кабель, закрепленный на кольце, соединен с заземлителем. Технический результат: уменьшение распределенного электростатического потенциала по внутренней поверхности нефтепровода после электроизолирующих фланцев, снижение коррозионного поражения металла труб после электроизолирующих фланцев. 2ил. Референт Головинова И.В.

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и связано с практическим использованием микромощных возобновляемых источников энергии, в частности энергии электростатического заряда, возникающего на поверхности полимерных материалов, например специальной одежде и т.п. Технический результат: дистанционное измерение высоких напряжений, образующихся на поверхности полимерных и других материалов, накопивших электростатический заряд, и организация электропитания микромощной системы мониторинга мобильных объектов различных классов (например, человека) от энергии того же электростатического электричества. Устройство содержит источник статического электричества (1), на поверхности которого образуется высокое измеряемое напряжение, разрядный элемент (2), последовательно с которым включена первичная обмотка (3) согласующего трансформатора (4), имеющая первый (5) и второй (6) выводы, вторичная (7) обмотка согласующего трансформатора (4), имеющая первый (8) и второй (9) выводы, причем ее первый (8) вывод связан через выпрямительный элемент (10) с первыми выводами накопительного конденсатора (11) и цепи нагрузки (12), а второй вывод (9) вторичной (7) обмотки согласующего трансформатора (4) связан со вторыми выводами накопительного конденсатора (11) и цепи нагрузки (12). Источник статического электричества (1), на поверхности которого образуется высокое измеряемое напряжение, соединен с разрядным элементом (2) через высокоомный резистор (13), общий узел высокоомного резистора (13) и разрядного элемента (2) соединен с первым выводом дополнительного конденсатора (14), второй вывод которого связан со вторым (6) выводом первичной обмотки (3) согласующего трансформатора (4), в качестве цепи нагрузки (12) используется система мониторинга автономного объекта, включающего радиопередающее устройство (12), основной модулирующий вход (15) которого связан с первым (8) выводом вторичной (7) обмотки согласующего трансформатора (4), а радиоприемное устройство (16) содержит приемник радиосигналов (17), первый (18) выход которого связан со входом измерителя (19) интервалов времени между импульсами на вторичной (7) обмотке согласующего трансформатора (4), зависящих от величины высокого измеряемого напряжения статического электричества. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей. В устройстве для защиты жидкостного ракетного двигателя от статического электричества, содержащем токопроводящие перемычки, закрепленные при помощи винтов и гаек одним концом к установочным элементам на корпусах пироклапанов, другим концом - к бобышкам на раме двигателя, пиропатроны, ввернутые в пироклапаны, бобышки заземления на раме, провода заземления, в котором согласно изобретению между резьбовой частью пиропатронов и ответной резьбой гнезда пироклапана, резьбой на корпусе пироклапана и резьбой тубуса пусковой ампулы газогенератора, а также в местах крепления перемычек и заземления нанесена токопроводящая эмаль, уменьшающая активное сопротивление электрической цепи и служащая одновременно средством контровки резьбовых соединений, с конструкциями узлов с пироклапанами соединены трубопроводы, к которым закреплены электрические перемычки, связанные с рамой двигателя при помощи крепежных элементов, на поперечной растяжке его рамы размещены по крайней мере две бобышки с подсоединенными к ним проводами заземления. Изобретение обеспечивает повышение надежности электрических цепей для снятия электростатического электричества с пиросредств. 2 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к устройству металлизации подвижных элементов конструкции трансформируемых механических систем космических летательных аппаратов и предназначено для защиты приборов и кабельных систем трансформируемых механических систем космических летательных аппаратов от влияния зарядов статического электричества, которые скапливаются на данных элементах конструкции. В устройстве металлизации подвижных элементов конструкции трансформируемых механических систем космических летательных аппаратов электрическая связь выполнена в виде гибкого электропроводящего элемента, состоящего из набора упругих металлических пластин, собранных в сэндвич, концы которого жестко закреплены в узлах крепления на подвижных и не подвижных элементах конструкции трансформируемых механических систем космического аппарата. Изобретение обеспечивает возможность применения устройства металлизации не только для защиты приборов и кабельных систем трансформируемых механических систем космических аппаратов от влияния зарядов статического электричества, но и для получения дополнительного усилия в сторону раскрытия элементов конструкции трансформируемых механических систем и снижения сопротивления их раскрытия. 4 ил.

Изобретение относится к устройству металлизации подвижных элементов конструкции и предназначено для защиты электрических приборов и кабельных сетей машин от влияния зарядов статического электричества, скапливающихся на подвижных элементах конструкции. Устройство металлизации подвижных элементов (1,2) конструкции, содержит между этими элементами электрическую связь в виде металлической спирали (5) с зацепами и узлы ее крепления (6), причем зацепы спирали заведены под крепежные элементы и жестко закреплены на подвижной и неподвижной частях конструкции, при этом металлическая спираль размещена внутри электропроводящей плетенки (4) , при этом плетенка повторяет витки спирали, а металлическая спираль в узлах крепления жестко соединена с концами плетенки посредством электропроводящего материала. Изобретение обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей в условиях деформации кручения электропроводящего элемента и повышение надежности. 3 ил.
Наверх