Устройство для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы



Устройство для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы
Устройство для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы

 


Владельцы патента RU 2525855:

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. 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.

 

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, опубл. 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 индукционный нейтрализатор заряда статического электричества, содержащий стержень из электропроводного материала, выполненный с заостренным концом и расположенный в центральной части камеры корпуса.

Процесс нейтрализации происходит за счет ионизационных процессов, развивающихся вблизи стержня [свидетельство на полезную модель РФ №54480, кл. H05F 3/04 (2006.01), B67D 5/04 (2006.01)].

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

Задачей изобретения является повышение надежности, 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.

Сущность изобретения: монтаж на нефтепроводе с помощью фланцевого соединения устройства с разрядным электродом в виде кольца с зубьями для удаления электростатического заряда из промысловой жидкости и с поверхности футерованного нефтепровода для снижения скорости коррозии металла труб.

Экспериментально и практически доказано, что коррозионное разрушение футерованного нефтепровода обычно наблюдается на расстоянии 200-500 мм после электроизолирующих фланцев.

Это является следствием перераспределения электростатических потенциалов между трубопроводом и нефтью при ее движении по стальным изолированным трубопроводам с внутренней футеровкой. При этом, как правило, разрушение вызывается скачком потенциала, который провоцирует перераспределение потенциалов на уровне двойного электрического слоя, что обуславливает большую скорость электрохимических процессов коррозии металла. В совокупности все эти факторы приводят к дальнейшему развитию коррозионных поражений и разрушению нефтепровода. Таким образом, накопление электростатических потенциалов на внутренней поверхности металлической футерованной трубы значительно увеличивает склонность металла к коррозии. Для снижения электрохимических процессов коррозии металла необходимо отводить электростатические потенциалы с внутренней поверхности нефтепровода. Данное мероприятие можно осуществить использованием устройства для отведения электростатического потенциала с внутренней поверхности нефтепровода.

Экспериментально установлено, что использование предложенного устройства позволяет нейтрализовать электростатические заряды с внутренней поверхности трубы на специальное заземляющее устройство. Таким образом, снижается накопление электростатического потенциала на внутренней поверхности металлической трубы и коррозионное разрушение в околофланцевой зоне не происходит.

Технический результат: нейтрализация электростатических зарядов с внутренней поверхности металлического футерованного нефтепровода, что значительно сократит коррозионное поражение металла после электроизолирующих фланцев, в результате чего сократятся расходы на ремонт металлического оборудования.

Для отвода электростатических зарядов с внутренней поверхности металлического футерованного нефтепровода и для уменьшения скорости коррозии труб предложена конструкция устройства-нейтрализатора. Предложенное устройство показано на фиг.1-2.

На фиг.1 представлен общий вид, где позициями обозначены: 1 - стальная труба, 2 - полиэтиленовая футеровка стальной трубы, 3 - полиэтиленовый наконечник для защиты фланцев от коррозии, 4 - полиэтиленовая втулка изолирующего фланцевого соединения, 5 - стальной приварной фланец, 6 - разрядный электрод, 7 - болт, 8 - дренажный кабель.

На фиг.2 - разрядный электрод 6 с прикрепленным к нему специальным болтом 7 для крепления дренажного кабеля 8.

Предлагаемое устройство выполняется на базе стальных труб 1, футерованных полиэтиленом 2. Для обеспечения защиты внутренней поверхности фланцев от коррозии предусмотрена установка полиэтиленовых наконечников 3. Отсутствие движения тока через болтовые соединения изолирующих фланцев обеспечивается изолирующими втулками 4. Корпус устройства прикрепляется к нефтесборному трубопроводу с помощью стальных приварных фланцев 5. Разрядный электрод 6 крепится между фланцами. Для изоляции между собой фланцев и разрядного электрода применяются резиновые прокладки. В разрядный электрод 6 вкручивается болт 7 для крепления дренажного кабеля 8.

Водонефтяная эмульсия, проходя через устройство, контактирует с разрядным электродом 6, выполненным в виде кольца с нарезанными на нем зубьями. Электростатические заряды, наведенные в эмульсии, улавливаются разрядным электродом 6 и выводятся через болт 7 на дренажный кабель 8, а затем отводятся на стальное заземление с сопротивлением растеканию тока не более 4 Ом.

Выполнение разрядного электрода в виде кольца с зубьями позволяет увеличить площадь его контакта с водонефтяной эмульсией, что обеспечивает лучшую эффективность удаления электростатических зарядов с внутренней поверхности трубопровода, к тому же такая конструкция устройства позволяет устанавливать его не только на входах в резервуары, но 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 нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы, включающее разрядный электрод, устанавливаемый на трубопроводе с помощью фланцевого соединения, отличающееся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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. .

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