УСТРОЙСТВО ВВОДА ХИМИЧЕСКОГО РЕАГЕНТА В ТЕКУЩИЙ ПОТОК В ТРУБОПРОВОДЕ
DEVICE FOR INTRODUCTION OF CHEMICAL REAGENT INTO FLOW IN PIPELINE

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для ввода химического реагента в текущий поток в трубопроводе.
Известно устройство ввода химреагента в поток жидкости в трубопроводе (В.П.Тронов. Промысловая подготовка нефти. М.: Недра, 1977 г., стр.15, рис.2), включающее емкость для химического реагента, насос прокачки, вспомогательные трубопроводы ввода в трубопровод химического реагента и компонента, составляющую дисперсную фазу в потоке жидкости в трубопроводе, емкости для разделения жидкости на фазы, последовательно соединенные с трубопроводом.
Недостатком данного устройства ввода химреагента в поток жидкости в трубопроводе - при вводе химреагента через вспомогательный трубопровод, соединенный с трубопроводом через патрубок ввода, обеспечивается интенсивное взаимодействие химреагента не с потоком в трубопроводе, а с поверхностью трубопровода, поэтому процесс взаимодействия химреагента с потоком трубопровода оказывается длительным и малоэффективным, причем повышение эффективности при применении химреагента достигается его передозировкой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство ввода химического реагента в поток жидкости в трубопроводе (патент RU № 2308639, МПК 8 F17D 3/12; B01D 17/04, опубл. в бюл. № 29 от 20.10.2007), которое включает емкость для химического реагента, насос прокачки, вспомогательный трубопровод для прокачки химического реагента из емкости в поток жидкости в трубопроводе при помощи насоса, отличающееся тем, что в трубопроводе размещают зонд для ввода химического реагента в поток жидкости в трубопроводе с одним или несколькими отверстиями, которые выполнены из условия, чтобы доля подаваемого химического реагента в трубопровод увеличивалась от периферии к центру, при этом отверстия в зонде выполнены из требования, чтобы ввод химического реагента в поток жидкости в трубопроводе осуществлялся одинаково - пропорционально расходу потока через каждую область, получаемую условным разбиением поперечного сечения трубопровода линиями, симметрично расположенными относительно зонда, причем отверстия в зонде выполняются на боковой поверхности так, чтобы не были обращены к потоку, при этом смеситель установлен на трубопроводе перед зондом по ходу потока.
Недостатками данного устройства являются:
- во-первых, низкая эффективность смешивания химреагента в движущемся потоке трубопровода, так как зонд, снабженный выходными отверстиями, не имеет возможности вращения;
- во-вторых, большая погрешность дозирования химического реагента из емкости в продуктопровод, так как отсутствует регулировочное устройство, позволяющее дозировать химический реагент в продуктопровод.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности смешивания химического реагента в потоке трубопровода перед закачкой смешанного продукта в скважину, а также повышение точности дозирования химического реагента в движущийся в трубопроводе поток.
Поставленная техническая задача решается устройством ввода химического реагента в текущий поток в трубопроводе, которое включает емкость для химического реагента, насос прокачки, вспомогательный трубопровод для прокачки химического реагента через зонд с выходными отверстиями из емкости в поток в трубопроводе при помощи насоса.
Новым является то, что зонд выполнен в виде вращающегося барабана с осью, располагаемой в плоскости, перпендикулярной оси трубопровода со смещением от центра не менее 90% половины диаметра трубопровода, но не более половины суммы диаметров трубопровода и барабана, а вспомогательный трубопровод оснащен калиброванным штуцером.
Также новым является то, что на наружной поверхности барабана выполнены крыльчатки.
На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство ввода химического реагента в текущий поток в трубопроводе.
На фиг.2 представлено поперечное сечение А-А от оси трубопровода.
Устройство включает емкость 1 (см. фиг.1) для химического реагента, например мерную емкость, гидравлически обвязанную с насосом прокачки 2, например насосным агрегата ЦА-320, который в свою очередь гидравлически соединен с помощью вспомогательного трубопровода 3 для прокачки химического реагента с зондом 4, снабженным выходными отверстиями 5 (см. фиг.2) и размещенном в трубопроводе 6 (см. фиг.1 и 2).
1
2
1
1
2
Зонд 4 (см. фиг.2) выполнен в виде вращающегося барабана 7 с осью 8, располагаемой в плоскости, перпендикулярной оси 9 трубопровода 6 со смещением L от центра не менее 90% половины диаметра трубопровода - D, но не более половины суммы диаметров трубопровода и барабана D, то есть D<L<(D+D)/2.
Вспомогательный трубопровод 3 оснащен калиброванным штуцером 10 проходным диаметром - d. На наружной поверхности барабана 7 выполнены крыльчатки 11.
Несанкционированные перетоки химического реагента по оси 8 предотвращаются уплотнительными кольцами 12.
Устройство ввода химического реагента в текущий поток в трубопроводе работает следующим образом.
Емкость 1 (см. фиг.1) заполняют химическим реагентом, например углеводородным растворителем, в требуемом объеме в зависимости от расхода основного потока (например, пара) по трубопроводу 6 (см. фиг.2), времени, соотношения пропорций дозирования пара и химического реагента, например (80/20), и калиброванного штуцера 10 проходным диаметром d, определяемого расчетным путем.
От стационарной парогравитационной установки (ПГУ) (не показано) поток пара, например, при температуре 190-200°С подают в трубопровод 6.
Открывают задвижку 13 (см. фиг.1) на вспомогательном трубопроводе 3 и запускают в работу насос прокачки 2, который перекачивает химический реагент в расчетном количестве через калиброванный штуцер 10 (см. фиг.2) проходным диаметром d, через отверстие 14 корпуса 15 зонда 4 и внутреннее пространство 16 оси 8 сквозь выходные отверстия 5 барабана 7 зонда 4 внутрь трубопровода 6.
Во вспомогательном трубопроводе 3 для сглаживания пульсаций давления при включении насоса прокачки 2 может быть установлен ресивер 17.
Барабан 7 благодаря наличию крыльчаток вращается под действием избыточного давления транспортируемого по трубопроводу 6 потока пара, причем чем больше избыточное давление пара, тем больше центробежная сила, действующая на крыльчатки 11 барабана 7 зонда 4, и тем быстрее происходит вращение барабана 7 вокруг оси 8, что вызывает более интенсивное смешивание химического реагента (углеводородного растворителя) в потоке пара в трубопроводе 6.
В результате происходит более интенсивное смешивание химического реагента в паре внутри трубопровода 6 в сравнении с прототипом.
Образующаяся на выходе трубопровода 6 паровая фаза представляет собой смешанный поток исходного пара, отдавшего часть тепловой энергии и вновь образованного испаренного пара из добавленной в исходный поток пара химического реагента.
Далее смешанная в требуемой пропорции паровая фаза из трубопровода 6 закачивается в скважину (не показано). Таким образом, закачку паровой фазы в скважину производят расчетное количество времени, после чего закрывают задвижку 13 (см. фиг.1) на вспомогательном трубопроводе 3, останавливают насос прокачки 2 и прекращают подачу пара в трубопровод 6 от стационарной парогравитационной установки (ПГУ).
Предлагаемое устройство ввода химического реагента в текущий поток в трубопроводе позволяет повысить эффективность смешивания химического реагента в потоке, движущемся в трубопроводе, за счет того, что зонд выполнен в виде вращающегося барабана с осью, а подача химического реагента в движущийся поток в трубопроводе осуществляется через выходные отверстия вращающегося барабана. Кроме того, предлагаемое устройство благодаря наличию калиброванного штуцера проходным диаметром d, вставленного в линию вспомогательного трубопровода, позволяет повысить точность дозирования химического реагента в трубопровод.