УСТРОЙСТВО ПО СБОРУ, ТРАНСПОРТИРОВКЕ И ПОДГОТОВКЕ НЕФТЕСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к технологическим процессам переработки и утилизации нефтесодержащего сырья, формируемого на промыслах.
Известен патент РФ на полезную модель 13333 B08В 3/02 "Установка для отмывки поверхностей от жидких углеводородов", содержащую резервуар для раствора, насосы, устройство для струйной отмывки, трубопроводы, емкость - хранилище.
Недостатком данной установки являются невозможность ее применения для подготовки нефтесодержащего сырья, так как заборное устройство данной установки не позволяет забирать грунт с содержанием примесей травы, мелких камней и т.д., кроме этого предлагаемая установка дорога, и сложна в эксплуатации. Установка предполагает наличие закрытой емкости, которую необходимо транспортировать для отмывки поверхности от жидких углеводородов.
Существует патент РФ на изобретение 2026831 С02F 11/00 «Линия для переработки и утилизации нефтяных шламов», включающее в себя соединенные трубопроводами насосы, заборное устройство нефтешлама, фильтры, гидроциклон, смесители, теплообменник, емкость сбора отходов.
Недостатки линии в том, что заборное устройство не обеспечивает забора нефтешламов с включениями и примесями, а отсутствие замкнутого цикла оборота воды приводит к ее значительному расходу и тем самым удорожанию процесса переработки и нарушению экологической безопасности утилизации нефтешламов.
Из производственной практики известна установка по переработке нефтесодержащего сырья (УПНС). Установка включает в себя несколько модулей:
Модуль №1 "Сбора и перекачки нефтесодержащего сырья", предназначен для размыва нефтесодержащего сырья водой в амбаре и забора нефтесодержащего сырья оттуда для дальнейшей обработки. Он включает в себя: передвижную стрелу, которая имеет возможность перемещаться на 360°, перемешивающее устройство, механизм регулирования высоты отбора нефтесодержащего сырья, подводящие и отводящие коммуникации (трубопроводы) и пневмопоршневой насос.
Модуль №2 "Очистки грунта", состоит из системы дозирования деэмульгагора, приемной емкости, экстракционной емкости с системой подачи растворителя и блока очистки воды.
Модули №3 и №4 "Очистки нефтесодержащего сырья", состоят из емкостей с мешалками и транспортерами для сбора очищенной механической примеси и снабжены системой подачи фермента и воздуха. Эти модули работают попеременно.
Модуль №5 "Очистки нефтепродукта", состоит из промежуточной емкости для приема загрязненных углеводородов, системы дозирования деэмульгатора и трехфазной центрифуги.
Модуль №6 «Очистки неосаждаемой взвеси», состоит из двухфазной центрифуги, и предназначен для очистки используемой в технологии воды от механических примесей.
Модуль №7 "Контроля и управления", является модулем управления технологическим процессом на установке.
При эксплуатации модуля №1 «Сбора и перекачки нефтесодержащего сырья» на УПНС, были выявлены недостатки следующего эксплуатируемого оборудования:
Существующий пневмопоршневой насос перекачки нефтесодержащего сырья, не полностью справляется с поставленной задачей. При увеличении объемов перекачки сырья, содержащего твердые механические примеси, происходит быстрый износ резиновых уплотнительных колец на поршне пневмопоршневого насоса за счет абразивного воздействия механических
примесей, находящихся в нефтесодержащем сырье. Кроме этого на внутренней поверхности цилиндра пневмопоршневого насоса, образуются канавки, в результате чего падает производительность пневмопоршневого насоса, происходит переток перекачиваемого нефтесодержащего сырья через поршень. Работа пневмопоршневого насоса непостоянна, бывают срывы подачи, при увеличении объемов перекачки может произойти перекос поршня в цилиндре или срыв уплотнительного кольца с поршня. Так как перерабатываемый грунт в амбаре неоднороден (содержит траву, ветки, и т.д), то постоянно происходит засор приемных и выкидных патрубков насоса. В результате всего этого приходиться много времени уделять проведению ремонтных работ.
Помимо этого грунт, предназначенный для переработки на УПНС, нуждается в дополнительной подготовке непосредственно в амбаре, перед его отправкой в модуль №2 для дальнейшей переработки.
Подготовка нефтесодержащего сырья осуществляется посредством механического, а также теплового и химического метода воздействия.
Механическая подготовка производится с помощью перемешивающего устройства, установленного на конце передвижной стрелы около всасывающего патрубка.
3
3
Эксплуатируемое перемешивающее устройство, предназначенное для перемешивания грунта с жидкостью, не эффективно в данном исполнении. Работа перемешивающего устройства проходит в горизонтальной плоскости, ниже точки забора грунта, и с ограниченным углом перемещения гребенки, что не образует достаточного количества грунта в смеси и не способствует интенсивному взмучиванию донного осадка в точке отбора. Кроме этого площадь воздействия данного устройства на обрабатываемую поверхность не велика. При перекачке нефтесодержащего сырья, содержание в нем механических примесей (песка, глины и т.д.) составляет не более 3% (проектное 10% - 30%), т.е. для транспортировки 1 м грунта в модуль №2, требуется пневмопоршневому насосу перекачать более 30 м очищенной
воды. В связи с тем, что основной целью работы установки по переработке нефтесодержащего сырья является очистка грунта от нефти, данные объемы забора нефтесодержащего сырья слишком малы для эффективной работы установки.
Целью полезной модели является повышение эффективности утилизации нефтесодержащего сырья, с повышенным содержанием механических примесей, а также сокращение негативного влияния на окружающую среду нефтесодержащих компонентов.
Поставленная цель достигается применением устройства по сбору, транспортировке и подготовке нефтесодержащего сырья которое состоит из центробежного насоса перекачки воды, насоса перекачки нефтесодержащего сырья, перемешивающего устройства, передвижной стрелы, подводящих и отводящих коммуникаций (трубопроводов).
Новым является то, что взамен пневмопоршневого насоса перекачки нефтесодержащего сырья применен гидродинамический элеватор.
Новым является и то, что в качестве перемешивающего устройства используется съемное крестообразное перемешивающее устройство, состоящее из соединенных между собой горизонтальных и вертикальных пластин, установленных под углом 45° к плоскости обрабатываемой поверхности. Рабочая часть пластин заточена.
Новым является также и то, что работа съемного крестообразного перемешивающего устройства производится по всему объему в точке отбора нефтесодержащего сырья.
Предлагаемое устройство по сбору, транспортировке и подготовке нефтесодержащего сырья, поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 представлена существующая схема расположения оборудования на модуле №1 "Сбора и перекачки нефтесодержащего сырья";
- на фиг.2 - Предлагаемая принципиальная схема расположения оборудования на модуле №1;
- на фиг.3 - Устройство и принцип действия гидродинамического элеватора.
Устройство по сбору, транспортировке и подготовке нефтесодержащего сырья (фиг.2) состоит из: передаточного механизма (шлицевое соединение вала гидромотора и вала перемешивающего устройства) - 1; съемного крестообразного перемешивающего устройства- 2; передвижной стрелы - 3; циркуляционной гидростанции - 4; гидродинамического элеватора - 5; центробежного насоса перекачки воды 6 для подачи очищенной воды на гидродинамический элеватор - 5; (фиг.3) вход очищенной воды - 7; выход воды с механическими примесями - 8; сопло, создающее в камере разрежение - 9; фильтр на входе всасываемой жидкости - 10; всасываемое нефтесодержащее сырье -11.
Устройство по сбору, транспортировке и подготовке нефтесодержащего сырья находиться на краю амбара, в котором происходит временное хранение нефтесодержащего сырья, нефтесодержащее сырье состоит из: грунта, нефти, воды. Для выполнения поставленной задачи необходимо довести данные компоненты до состояния пульпы. Это достигается съемным крестообразным перемешивающим устройством 2, закрепленным на конце передвижной стрелы 3, там же устанавливается передаточный механизм 1, который через систему трубопроводов (на фиг. не указаны) приводится в движение закрепленной на передвижной стреле 3 циркуляционной гидростанцией 4. Установленный на конце передвижной стрелы 3, гидромотор (на чертежах не обозначен), через передаточный механизм 1, приводит во вращение вал, на оси которого закреплено съемное крестообразное перемешивающее устройство 2. Оно состоит из соединенных между собой горизонтальных и вертикальных пластин, установленных под углом 45° к плоскости обрабатываемой поверхности. При этом рабочая часть пластин заточена. При вращении съемного крестообразного перемешивающего устройства 2, происходит размельчение грунта, его перемешивание и доведение до состояния пульпы, при этом пластины
забирают перерабатываемый грунт с нижней и боковой части точки отбора, и направляют его к центру съемного крестообразного перемешивающего устройства 2. Забор приготовленной пульпы происходит с помощью гидродинамического элеватора 5, который помещен непосредственно внутрь находящегося в амбаре, нефтесодержащего сырья, что при откачке обеспечивает хорошую концентрацию пульпы. В точку забора постоянно подается очищенная вода, с модуля №4, для создания оптимальной консистенции перекачиваемой пульпы. Для обеспечения свободного перемещения передвижной стрелы 3, циркуляционная гидростанция 4 устанавливается непосредственно на подвижной части передвижной стрелы модуля №1, а подключение эл. двигателя циркуляционной гидростанции 4, выполняется с учетом возможного поворота передвижной стрелы 3. Регулирование частоты и усилия вращения съемного крестообразного перемешивающего устройства 2 осуществляется с помощью специального регулирующего устройства (на чертежах не обозначено). Часть приемно-выкидных трубопроводов гидромотора выполняется в виде шлангов высокого давления с резьбовым соединением.
Гидродинамический элеватор 5 помещен непосредственно в пульпу, подготовленную съемным крестообразным перемешивающим устройством 2. В качестве рабочей среды гидродинамического элеватора 5 предлагается использовать подаваемую центробежным насосом перекачки воды 6, очищенную воду с модуля №4. За счет разрежения в приемной части сопла 9, происходит всасывание подготовленной пульпы и его дальнейшая транспортировка в модуль №2. После фазового разделения вода с модуля №2 поступает на окончательную очистку в модуль №4, откуда центробежным насосом перекачки воды 6, подается опять на гидродинамический элеватор 5, цикл получается замкнутым и за исключением испарения и утечек, расход воды отсутствует. На приемной части гидродинамического элеватора 5, следует установить фильтр 10, для предотвращения засорения всасывающей части гидродинамического элеватора 5. На приемной линии к
центробежному насосу перекачки воды 6 также устанавливается фильтр (на чертежах не обозначен), для предотвращения попадания в центробежный насос 6, посторонних предметов с модуля №4. Объем перекачиваемой пульпы, можно регулировать давлением на выкиде центробежного насоса перекачки воды 6.
В результате внедрения устройства сбора, транспортировки и подготовки нефтесодержащего сырья, ожидается повышение следующих рабочих характеристик:
- Увеличение поверхности и объема обрабатываемого нефтесодержащего сырья, в амбаре временного хранения.
- Обеспечение более интенсивного перемешивания грунта с водой до однородной массы, в результате вращения перемешивающего устройства.
- Доля механических примесей в перекачиваемой жидкости возрастет до проектных характеристик, что скажется на общей производительности установки.
- Простота устройства повышает его надежность, что позволяет использовать гидроэлеватор при круглосуточной работе.
- Повышение эффективности утилизации нефтесодержащего сырья, шламов с повышенным содержанием механических примесей, позволяет сократить негативное влияние на окружающую среду.
- При использовании устройства сбора, транспортировки и подготовки нефтесодержащего сырья происходит более полная утилизация нефтесодержащего сырья.
- Происходит существенная экономия воды, реагентов.
- Устройство сбора, транспортировки и подготовки нефтесодержащего сырья просто в обслуживании, не является травмоопасным, что, несомненно, повышает уровень культуры производства.