УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ВОЗДУХА ИЗ НЕФТЕПРОВОДА
DEVICE FOR AIR BLEED FROM OIL PIPELINE

Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов.
Известно принятое за прототип устройство для впуска и выпуска воздуха из нефтепровода, содержащее оборудование для отвода воздуха и возврата в трубопровод удаляемой с воздухом нефти, включающее клапан, который с помощью патрубка герметически соединен с нефтепроводом, запорное устройство для перекрытия или открытия отводящего рукава (Патент РФ на полезную модель №59769, МПК F16L 55/00, опубл. 27.12.2006 г., бюл. №36).
Однако недостатками известного устройства при его использовании только для выпуска сжатого воздуха из нефтепровода являются сложность конструкции и ее обслуживания в процессе эксплуатации нефтепровода, невозможность автоматического его включения и выключения после выпуска сжатого воздуха, увеличенное количество нефти, выходящей из нефтепровода в процессе выпуска из него сжатого воздуха, что снижает надежность функционирования устройства и связано со значительными эксплуатационными затратами.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства при выпуске из нефтепровода сжатого воздуха за счет упрощения конструкции устройства, упрощения схемы возврата нефти, выходящей из нефтепровода при выпуске сжатого воздуха, и возможности автоматического включения и выключения устройства при удалении сжатого воздуха из нефтепровода.
2
3
2
Технический результат достигается тем, что в устройстве для выпуска воздуха из нефтепровода, содержащем оборудование для отвода воздуха и возврата в трубопровод удаляемой с воздухом нефти, включающем клапан, который с помощью патрубка герметически соединен с нефтепроводом, указанное оборудование выполнено в виде сочетания соединенной с клапаном вертикальной трубы, которая соединена с наклонной трубой, ориентированной в сторону движения нефти и связанной с нефтепроводом с помощью задвижки, размещенной на соединенном с нижним концом наклонной трубой вертикальным патрубком, верхняя кромка вертикальной трубы размещена с превышением h над верхней частью наклонной трубы и снабжена задвижкой, высота превышения верхней кромки наклонной трубы над нефтепроводом определяется по формуле Н=4р/(πγgd)K, где Н - высота превышения верхней части наклонной трубы над нефтепроводом; р - давление нефти в нефтепроводе, Па; γ - плотность нефти, кг/м; g - ускорение свободного падения, м/с; d - внутренний диаметр вертикальной трубы, м, K - коэффициент, величина которого принимается в пределах 0,8÷0,9, при этом устройство для выпуска воздуха размещено на конечном участке нефтепровода.
Устройство для выпуска воздуха из нефтепровода представлено на чертеже, вид сбоку.
2
3
2
2
Устройство для выпуска воздуха из нефтепровода 1 выполнено в виде вертикальной трубы 2, которая с помощью патрубка 3 с клапаном 4 соединена с нефтепроводом 1, а верхняя часть вертикальной трубы 2 соединена с наклонной трубой 5, ориентированной в сторону 6 движения нефти по нефтепроводу 1 и связанной с нефтепроводом 1 с помощью задвижки 7, размещенной на соединенном с нижним концом наклонной трубы 5 вертикальным патрубком 8. Верхняя кромка вертикальной трубы 2 размещена с превышением h над верхней частью наклонной трубы 5 и выполнена с задвижкой 9. Высота превышения верхней кромки наклонной трубы 5, соединенной с вертикальной трубой 2, над нефтепроводом 1 определяется по формуле Н=4р/(πγgd)K, где Н - высота превышения верхней части наклонной трубы 5 над нефтепроводом 1; р - давление нефти в нефтепроводе 1, Па; γ - плотность нефти, кг/м; g - ускорение свободного падения, м/с; d - внутренний диаметр вертикальной трубы 2, м, K - коэффициент, величина которого принимается в пределах K=0,8÷0,9 или К>1. Расчетная формула выведена из уравнения, определяющего равенство величины давления р нефти в нефтепроводе 1 максимально возможной величине давления нефти на участке высотой Н вертикальной трубы 2 при выпуске воздуха из нефтепровода 1: gHγπd/4=р. А величина коэффициента K (меньше или больше 1) принимается в зависимости от условий прокладки нефтепровода 1 и технических возможностей при монтаже устройства.
Устройство для выпуска воздуха из нефтепровода 1 рекомендуется размещать на конечном участке нефтепровода 1 с пониженным давлением нефти внутри него.
Устройство действует следующим образом. При транспортировании нефти по нефтепроводу 1 клапан 4 и задвижка 9, размещенные в нижней и верхней части вертикальной трубы 2, и задвижка 7, размещенная в нижней части наклонной трубы 5, закрыты. При необходимости выпуска воздуха из нефтепровода 1 по сигналу соответствующего датчика открываются клапан 4 и задвижка 9 на вертикальной трубе 2. Благодаря этому воздух, находящийся в верхней части нефтепровода 1, за счет давления р нефти, движущейся по нефтепроводу 1 в направлении 6, выдавливается в вертикальную трубу 2, а из нее через отверстие в ее верхней части выбрасывается наружу. При этом при выборе высоты Н участка вертикальной трубы 2 с определением ее величины при значении коэффициента K>1 удаляемая из нефтепровода 1 часть нефти размещается в вертикальной трубе 2 с верхним уровнем нефти, размещенным ниже верхней кромки наклонной трубы 5. А при выборе высоты Н с определением ее величины при значении коэффициента K<1 излишек нефти сбрасывается в наклонную трубу 5 с аккумулированием в ней нефти. После заполнения наклонной трубы 5 нефтью по сигналу соответствующего датчика периодически закрывается задвижка 9 на верхней части вертикальной трубы 2 и открывается задвижка 7 в нижней части наклонной трубы 5. Благодаря этому размещенная в наклонной трубе 5 нефть, вся или ее часть, сбрасывается в нефтепровод 1. Аналогичным образом часть размещенной в вертикальной трубе 2 нефти после закрытия задвижки 9 может быть сброшена в нефтепровод 1. После завершения процесса удаления воздуха из нефтепровода клапан 4 и задвижки 7 и 9 закрываются до очередного цикла выпуска воздуха из нефтепровода 1. Размещение устройства на концевом участке нефтепровода 1 позволяет уменьшить высоту вертикальной трубы 2 и ее габариты. Высота Н участка вертикальной трубы 2, определяемая величиной коэффициента K, выбирается в зависимости от принятой длины наклонной трубы 5, выбираемой в зависимости от условий размещения нефтепровода 1 в зоне размещения на нем устройства для выпуска воздуха.
Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение надежности работы устройства при выпуске из нефтепровода сжатого воздуха за счет упрощения конструкции устройства, упрощения схемы возврата нефти, выходящей из нефтепровода при выпуске сжатого воздуха, и возможности автоматического включения и выключения устройства для выпуска сжатого воздуха из нефтепровода.