УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ПОДАЧИ ЖИДКОГО РЕАГЕНТА В НЕФТЕПРОВОД

Полезная модель относится к устройствам для ввода реагента в поток и может быть использована в нефтедобывающей промышленности, в частности, в системе сбора и транспортировки нефти для защиты трубопроводов от асфальтосмолопарафиновых отложений и коррозии.
Для повышения эффективности транспортировки нефти используют специальные жидкие химические реагенты и вводят их на различных участках системы перекачки нефти.
Известно устройство для дозировки подачи реагента в нефтепровод (патент №2133913, кл. F 17 D 3/12, опубл. 27.07.99), содержащее контейнер для реагента, патрубки для дозировки и заправки реагента, при этом контейнер соединен с газосборником на нефтепроводе. Однако устройство эффективно работает только тогда, когда в транспортируемой
нефти содержится свободный газ. С учетом того, что в тяжелых и подготовленных нефтях свободный газ может отсутствовать, в контейнер для реагента поступает нефть и дозировка реагента нарушается.
Известны также способы дозирования реагентов (патент РФ 2176356 2001, кл. F 17 D 3/12, опубл. 27.11.2001) и специальных жидкостей (патент РФ 2103563, кл. F 04 F 5/48, опубл. 27.01.1998). Недостатками данных способов является необходимость использования насосных установок для подачи реагента.
1
1
Известны также устройства для периодической подачи ингибитора коррозии в промысловый нефтепровод (Патент SU 1408902 A, 1994, МПК F 17 D 3/00) и для дозировки реагента в трубопровод (Патент SU 1789827 A, 1993, МПК F 17 D 3/00). Недостатками данных устройств является то, что в первом случае необходимо использование дозировочного насоса, а во втором устройстве необходимо наличие механического поршня, выдавливающего реагент через калибровочный штуцер за счет собственного веса, без учета расхода транспортируемой жидкости.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для дозировки реагента в трубопровод (патент РФ №2163701, кл. F 17 D 3/00, опубл. 27.02.2001), содержащее контейнер для реагента с размещенным в нем разделителем, снабженный трубками для ввода и вывода реагента, а также трубкой для подачи жидкости из трубопровода в верхнюю полость контейнера, и регулировочный клапан, в котором, согласно изобретению, разделитель выполнен в виде гибкой мембраны, а открытый конец трубки для подачи жидкости из трубопровода изогнут и размещен по оси трубопровода против потока жидкости.
Недостатком этого устройства является то, что при открытой нижней заглушке реагент подается в нефтепровод под действием силы тяжести
даже в том случае, когда перекачивание потока жидкости по нефтепроводу прекращено, т.е. расход подаваемого реагента не зависит от объема перекачиваемого по нефтепроводу в данный момент нефтепродукта. Кроме того, емкость с реагентом, подаваемым в нефтепровод, должна всегда находиться выше уровня жидкости в нефтепроводе.
Задачей данной полезной модели является повышение точности дозирования жидкого реагента путем регулирования расхода реагента в зависимости от объема нефтепродукта, перекачиваемого по нефтепроводу в данный момент.
Предлагаемое устройство для дозирования подачи реагента в нефтепровод отличается тем, что буферная жидкость с большей чем нефть и реагент плотностью, например, соленая вода, находится в емкости под давлением подаваемой из трубопровода через систему трубок нефти, скапливается в нижней ее части, перетекает в нижнюю часть емкости с реагентом, и в соответствии с перепадом давления на узле регулировки и расходом нефти в трубопроводе, вытесняет соответствующий объем реагента из второй емкости через верхнюю часть системы трубок в нефтепровод. Изменение уровня жидкости в емкостях регистрируется датчиками уровня, работающими по принципу сообщающихся сосудов.
Устройство для дозирования подачи жидкого реагента в нефтепровод состоит из емкости 1, содержащей буферную жидкость, например, соленую воду с плотностью большей плотности сырой нефти, емкости 2, содержащей жидкий реагент, имеющий плотность примерно равную плотности сырой нефти, системы трубок 3 с задвижкой 4 на входе в устройство из трубопровода, секущей задвижкой 5 и задвижкой 6 на входе в емкость 1 с буферной жидкостью. Верхний конец системы трубок
3 выходит в верхнюю полость емкости 1, при этом нижние концы датчиков уровня 20 соединены с магистралью, связывающей емкости 1 и 2, а верхние - связаны с впускными клапанами 8 и 19. Заполненная реагентом емкость 2 соединена с нефтепроводом системой трубок 9 с расположенными на ней в районе выхода реагента из емкости 2 секущей задвижкой 10 и секущими задвижками 11 и 12, при этом секущая задвижка 12 расположена перед эжектором 13 на входе в нефтепровод. Узел регулирования проходного сечения нефтепровода 7 установлен между входом в устройство из нефтепровода системы трубок 3 и эжектором 13 для создания дополнительного перепада давления. Секущие задвижки 14, 15 расположены на соединительной магистрали между емкостями 1 и 2, и служат для перекрытия утечек во время наполнения емкостей реагентом и буферной жидкостью, а также для слива нефти в нефтепровод после заполнения ею емкостей. Секущие задвижки 16 и 17 расположены на боковых ответвлениях двухосновных веток системы трубок 3 и 9, и предотвращают переток нефти из нефтепровода в соседнюю емкость во время подачи реагента. Для слива нефти из емкостей 1 и 2 после их заполнения установлена сливная задвижка 18. Заполнение емкостей реагентом и буферной жидкостью производится через впускной клапан 8 и 19. Давление в емкостях 1 и 2 контролируется манометрами 21.
3
3
Устройство работает следующим образом. Емкость 1 через впускной клапан 8 заполняется буферной жидкостью с плотностью более плотности нефти и реагента, например, соленой водой с плотностью не менее 1170 кг/м. При этом все задвижки закрыты. Затем емкость 2 через впускной клапан 19 заполняется реагентом, имеющим плотность 600-900 г/м. При открытии задвижек 4, 5, 6 и закрытой задвижке 16 нефть из нефтепровода под давлением потока жидкости и дополнительного давления, создаваемого узлом регулирования 7 проходного сечения
нефтепровода, поступает по основной ветке системы трубок 3 в верхнюю часть емкости 1 и выдавливает при этом в емкость 2 более тяжелую буферную жидкость через открытые заглушки 14 и 15. Буферная жидкость, поступая в емкость 2, вытесняет реагент в нефтепровод через верхний конец системы трубок 9 пропорционально объемному расходу нефтепродукта, поступающему в емкость 1 по системе трубок 3. Задвижки 10, 11, 12 открыты, при этом расход эжектируемого реагента дополнительно регулируется задвижкой 12 на выходе в нефтепровод. Задвижки 16, 17 на боковых ответвлениях основных веток системы трубок 3 и 9 закрыты. Реагент, поступающий в транспортируемый поток нефти через эжектор 13, дополнительно создает зону пониженного давления. Расход реагента зависит от расхода транспортируемой нефти, степени открытия узла регулирования 7 проходного сечения нефтепровода, и степени открытия регулирующей задвижки 12.
После полного вытеснения буферной жидкости в емкость 2 и заполнения емкости 1 нефтью, о чем свидетельствуют показания датчиков уровня 20, перекрывается задвижка 6. Через открытый клапан 14 и сливную задвижку 18 емкость 1 освобождается от нефти. После опустошения, емкость 1 через впускной клапан 8 заполняется реагентом. Через открытые задвижки 4, 17 и 10, нефть под давлением поступает в верхнюю полость емкости 2, вытесняя при этом поступившую из емкости 1 буферную жидкость обратно в нижнюю часть емкости 1. Открытые при этом задвижки 6, 16 и 12 пропускают дозируемый реагент через эжектор 13 в поток транспортируемой нефти. Заглушка 5 при этом закрыта. Полное расходование реагента из емкости 1 контролируется датчиком уровня 20. Давление в емкостях контролируется манометрами 21.
Между входом системы трубок 3 и 9 в нефтепровод установлен узел регулирования проходного сечения 7 нефтепровода, выполненный в виде регулируемой диафрагмы или клиновой задвижки. Узел
регулирования проходного сечения нефтепровода может быть использован, при необходимости, для создания дополнительного давления в нефтепроводе с целью снижения влияния внешних воздействий на текучесть используемых жидких сред (например, влияния температуры окружающей среды на вязкость реагента в зимний период).
Предлагаемое устройство позволяет без использования насоса или оборудования, создающего дополнительное давление, дозировать подачу жидкого химического реагента с целью защиты трубопроводов от коррозии или для ликвидации отложений АСПО, в соответствии с расходом и давлением транспортируемого нефтепродукта, используя энергию потока.