Устройство для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре
DEVICE FOR WASHING OUT BOTTOM SEDIMENTS OF LIQUID HYDROCARBONS IN A VERTICAL STEEL TANK

Изобретение относится к области хранения жидких углеводородов, в частности - нефти и нефтепродуктов, и может быть использовано при осуществлении транспортно-складских операций на объектах добычи, перекачки и переработки жидких углеводородов.
Одной из проблем, возникающих при хранении жидких углеводородов, особенно, с длительными сроками содержания их запасов в вертикальных стальных резервуарах большой вместимости, является образование в придонной части резервуаров отложений, которые, по мере их накопления, оказывают агрессивное воздействие на строительные конструкции и оборудование резервуаров и затрудняют их нормальную эксплуатацию. Это предопределяет необходимость применения специальных устройств, предотвращающих образование таких отложений и их удаление.
При рассмотрении технической литературы выявлен ряд технических решений, относящихся к указанной проблематике.
Известно устройство для размыва донных отложений в резервуаре с нефтью и нефтепродуктами, содержащие опорный корпус с элементом присоединения устройства к стенке резервуара, вал, один конец которого соединен посредством передачи с двигателем, а другой с закрепленным на нем гребным винтом проходит в резервуар, элементы опоры и уплотнения вала относительно опорного корпуса, герметизирующую часть между опорным корпусом и полостью резервуара, редуктор, надетый на вал внутри опорного корпуса и обеспечивающий угловой поворот вала в горизонтальной плоскости (патент на изобретение RU 2220766, кл. B01F 15/00, B01F 7/00, опубл. 10.01.2004 г., бюл. №1).
Недостатками данного устройства являются:
низкая эффективность воздействия на донные отложения, находящиеся на противоположной стороне стенки резервуара по оси вала от места установки гребного винта;
сложность конструкции, которая затрудняет обслуживание и ремонт устройства в процессе эксплуатации резервуара;
отсутствие в устройстве возможности для удаления донных отложений из резервуара.
Известен способ очистки резервуара от донных отложений и устройство для его осуществления, включающий подачу размывающей жидкости через управляемый ствол с соплом на поверхность донных отложений, размыв донных отложений струей размывающей жидкости из управляемого ствола с соплом и удаление размытых взвешенных отложений одновременно с процессом размыва, разделения донных отложений на отдельные участки струей размывающей жидкости, управление стволом с соплом в зависимости от состояния донных отложений по площади днища резервуара, регулярный контроль состава смеси донных отложений с размывающей жидкостью во время очистки и расширение зоны размыва при уменьшении взвеси донных отложений в смеси, содержащий напорный и зачистной трубопроводы, управляемый ствол с соплом, монтируемые на одном из нижних боковых люков с возможностью перестановки зачистного трубопровода в другой люк, сальниковое уплотнение ввода напорного трубопровода и зачистного трубопровода (патент на изобретение RU 2196062, кл. B60S 3/00, В08В 9/08, опубл. 10.01.2003 г., бюл. №1).
Недостатками данного способа и устройства являются:
отсутствие возможности для размыва донных отложений без опорожнения резервуара от хранящихся в нем нефтепродуктов;
сложность конструкции, вызванная необходимостью оснащения нижних боковых люков резервуара устройствами для монтажа напорного и зачистного трубопроводов с обеспечением надежной герметичности соединений;
сложность эксплуатации, обусловленная необходимостью перестановок напорного и зачистного трубопроводов из одного бокового люка резервуара в другой и их размещения во внутренней полости резервуара.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ размыва донных отложений в резервуаре, включающий воздействие струей нефти, через устройства размыва, расположенные на днище резервуара, изменение размывающей струей нефти направления за счет вращения устройства размыва подаваемой нефтью, регулирование подачи нефти к каждому устройству размыва в зависимости от скоростей вращения устройств размыва, забор нефти из зоны без донных осадков и подача ее насосом по трубопроводам, расположенным вне стенки резервуара (патент на изобретение RU 2443483 В08В 9/093, опубл. 27.02.2012 г., бюл. №6).
Недостатками данного способа являются:
сложность конструкции ввиду использования большого количества трубопроводов для подачи нефти к каждому устройству размыва, что требует использования специального блока управление их синхронной работой;
недостаточная эффективность размыва донных отложений, образуемых по периметру стенки резервуара ввиду образования встречных направлений подачи струй нефти через устройства размыва, расположенных с внешней стороны стенки резервуара большой вместимости;
отсутствие в устройстве возможности для удаления донных отложений из резервуара.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем разработки упрощенной конструкции устройства для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре, обеспечивающей возможность его применения при размыве донных отложений, образуемых по периметру стенок резервуара, промывке днища и стенки резервуара на уровне образования донных отложений и удалении размытых донных отложений из резервуара.
Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается в результате того, что, согласно изобретению, устройство для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре содержит размещенные на днище резервуара и соединенные между собой в центре резервуара перпендикулярно друг другу продольную и поперечную напорные трубы с установленными по их боковым сторонам параллельно днищу резервуара на равном удалении друг от друга соплами, всасывающий патрубок, установленный над уровнем образования донных осадков, насос, подключенный к продольной напорной трубе и всасывающему патрубку, входной промывочный патрубок, соединенный с всасывающим патрубком на участке между установленной на нем отсекающей задвижкой и местом его подключения к насосу, выходной промывочный патрубок, соединенный с продольной напорной трубой на участке между установленной на ней отсекающей задвижкой и местом подключения ее к насосу, заборный промывочный патрубок, присоединенный с внутренней стороны стенки резервуара к неподвижно установленному на всасывающем патрубке глухому кожуху, выполненному с обеспечением герметичности его внутренней полости, промежуточный промывочный патрубок, присоединенный одним своим концом к всасывающему патрубку на участке между установленной на нем отсекающей задвижкой и местом его подключения к насосу, а другим своим концом присоединенный к глухому кожуху с внешней стороны стенки резервуара.
Изобретение поясняется фиг. 1 и 2.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре, вид в разрезе сверху.
На фиг. 2 схематично изображено устройство для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре, вид в разрезе сбоку.
На фиг. фиг. 1 и 2 применены следующие обозначения:
1 - стенка резервуара;
2 - продольная напорная труба;
3 - поперечная напорная труба;
4 - сопло;
5 - всасывающий патрубок;
6 - глухой кожух;
7 - насос;
8 - входной промывочный патрубок;
9 - выходной промывочный патрубок;
10 - отсекающая задвижка;
11 - заборный промывочный патрубок;
12 - промежуточный промывочный патрубок;
13 - днище резервуара.
Устройство для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре работает следующим образом.
На днище резервуара 13 размещают продольную напорную трубу 2 с установленными по ее боковым сторонам параллельно днищу резервуара 13 на равном удалении друг от друга соплами 4, пропускают ее через стенку резервуара 1 и подключают к напорной линии насоса 7. При этом насос 7 выбирают с обеспечением выполнения им функции самовсасывания (например, по патенту РФ №2624420). Между насосом 7 и стенкой резервуара 1 на продольной напорной трубе 2 устанавливают отсекающую задвижку 10. В центре резервуара к продольной напорной трубе 2 перпендикулярно ей присоединяют поперечную напорную трубу 3, также оснащенную установленными по ее боковым сторонам параллельно днищу резервуара 13 на равном удалении друг от друга соплами 4. На всасывающем патрубке 5 неподвижно устанавливают глухой кожух 6 с обеспечением герметичности его внутренней полости и разности между площадью его поперечного сечения и площадью поперечного сечения всасывающего патрубка 5, примерно равной площади поперечного сечения заборного промывочного патрубка 11. Глухой кожух 6 пропускают через стенку резервуара 1, а конец размещаемого в нем всасывающего патрубка 5 с внешней стороны стенки резервуара 1 присоединяют к всасывающей линии насоса 7. Между насосом 7 и глухим защитным кожухом 6 на всасывающем патрубке 5 устанавливают отсекающую задвижку 10. К глухому кожуху 6 с внутренней стороны стенки резервуара 1 присоединяют конец заборного промывочного патрубка 11, имеющего г-образную форму, а его противоположный конец устанавливают над днищем резервуара 13. С внешней стороны стенки резервуара 1 к глухому кожуху 6 присоединяют конец промежуточного промывочного патрубка 12, имеющего с u-образную форму, второй конец которого присоединяют к всасывающему патрубку 6 на участке между установленной на нем отсекающей задвижкой 10 и местом его подключения к насосу 7. На промежуточном промывочном патрубке 12 устанавливают отсекающую задвижку 10. К всасывающему патрубку 5 на участке между установленной на нем отсекающей задвижкой 10 и местом его подключения к насосу 7 присоединяют входной промывочный патрубок 8 с установленной на нем отсекающей задвижкой 10, а к продольной напорной трубе 2 на участке между установленной на нем отсекающей задвижкой 10 и местом его подключения к насосу 7 присоединяют выходной промывочный патрубок 9 и устанавливают на нем отсекающую задвижку 10.
В стадии размыва донных отложений закрывают отсекающие задвижки 10 на входном 8 и выходном 9 промывочных патрубках, а также на промежуточном промывочном патрубке 12, открывают отсекающие задвижки 10 на продольной напорной трубе 2 и всасывающем патрубке 5. Включают насос 7 и осуществляют подачу жидкого углеводорода, находящегося в резервуаре над уровнем образования донных осадков, по всасывающему патрубку 5 через насос 7 по продольной 2 и поперечной 3 напорным трубам в сопла 4. В результате выполняют размыв донных отложений в направлении подачи струй жидкого углеводорода от центральной части резервуара по днищу резервуара 13 и периметру стенки резервуара 1. После окончания стадии размыва донных отложений отключают насос 7 и закрывают отсекающие задвижки 10 на продольной напорной трубе 2 и всасывающем патрубке 5.
В стадии промывки днища 13 и стенки 1 резервуара после опорожнения резервуара до уровня образования донных отложений входной промывочный патрубок 8 присоединяют к емкости с промывочной жидкостью (не показана). Закрывают отсекающие задвижки 10 на всасывающем патрубке 5, промежуточном промывочном патрубке 12 и выходном промывочном патрубке 9, открывают отсекающие задвижки 10 на входном промывочном патрубке 8 и продольной напорной трубе 2. Включают насос 7 и осуществляют подачу промывочной жидкости из емкости для приема промывочной жидкости (не показана) через входной промывочный патрубок 8 и насос 7 по продольной 2 и поперечной 3 напорным трубам в сопла 4. После окончания стадии промывки днища 13 и стенки 1 резервуара отключают насос 7 и закрывают отсекающие задвижки 10 на входном промывочном патрубке 8 и продольной напорной трубе 2.
В стадии удаления размытых донных отложений выходной промывочный патрубок 9 присоединяют к емкости для приема промывочной жидкости (не показана), закрывают отсекающие задвижки 10 на продольной напорной трубе 2, всасывающем патрубке 5 и входном промывочном патрубке 8, открывают отсекающие задвижки 10 на выходном промывочном патрубке 9 и промежуточном промывочном патрубке 12. Включают насос 7 и осуществляют подачу размытых донных отложений через заборный промывочный патрубок 11, глухой кожух 6, промежуточный промывочный патрубок 12, насос 7 и выходной промывочный патрубок 9 в емкость для приема промывочной жидкости (не показана). После окончания стадии удаления размытых донных отложений отключают насос 7 и закрывают отсекающие задвижки 10 на выходном промывочном патрубке 9 и промежуточном промывочном патрубке 12.
Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается повышение эффективности размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре за счет обеспечения возможности применения устройства для размыва донных отложений жидких углеводородов в вертикальном стальном резервуаре как при размыве донных отложений, образуемых по периметру стенок резервуара, так и при промывке днища и стенки резервуара на уровне образования донных отложений и удалении размытых донных отложений из резервуара.