УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПЛАМЕННОГО ПОДОГРЕВА ПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
DEVICE FOR FIELD PIPELINES FLAMELESS HEATING

Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано в качестве подогревателей трубопроводов, предназначенных для транспортировки высоковязких продуктов, в частности для транспортировки нефти и нефтепродуктов.
Из уровня техники известны устройства, предназначенные для подогрева трубопроводов для транспортировки нефти.
Так, из патента СССР №343483 (МПК Н05В 3/10, опубликован 22.06.1972) известно устройство, предназначенное для нагрева трубопроводов для транспортировки нефти и нефтепродуктов, которое содержит нагревательный элемент, выполненный в виде трубы из ферромагнитного материала, расположенный с наружной стороны трубопровода параллельно его оси и соединенный по концам с проводниками с источником тока.
Из описания к патенту на полезную модель РФ №38214 (МПК 7 F16L 53/00, опубликован 27.05.2003) известен нагреватель, предназначенный для нагрева трубопровода для транспортировки нефти, который содержит греющие блоки, каждый из которых расположен вокруг обогреваемого трубопровода и включает теплоизоляционный слой с вмонтированным в него электронагревательным элементом.
Кроме этого в публикации США №Н2139 (МПК F28D 7/10, опубликовано 03.01.2006) раскрыта система, представляющая собой трубопровод, в частности для транспортировки нефти, с размещенным внутри него трубчатым элементом удлиненной формы, по которому осуществляется подача теплоносителя. Трубчатый элемент может быть выполнен также в виде спирали.
В настоящее время на нефтяных месторождениях при строительстве промысловых трубопроводов применяются трубы с внутренним покрытием, которые достаточно быстро изнашиваются. В связи с этой проблемой проведенный анализ износа таких трубопроводов показал, что главной причиной является повреждение слоя внутренней изоляции при строительстве, а именно при антикоррозийной изоляции в зимнее время в процессе подогрева труб. Строительные организации для подогрева труб используют установки с открытым нерегулируемым пламенем. При этом подогрев производится одной форсункой, местоположение которой находится в одной точке, и для того, чтобы подогреть трубу до нужной температуры сверху, надо ее перегреть снизу.
Недостатками всех известных подогревателей являются преждевременный износ трубопроводов, что влечет за собой затрату средств на постоянный контроль за состоянием трубопроводов и их ремонт, недостаточная эффективность известных подогревателей.
Техническим результатом патентуемого изобретения является создание дешевого устройства для подогрева трубопроводов, повышение технологических показателей устройства, в частности интенсификация теплообмена, снижение износа трубопровода и затрат на его ремонт и контроль за состоянием, а также снижение пожарной безопасности устройства. Устройство простое в изготовлении и может быть изготовлено силами строительной организации без применения специального оборудования.
Заявленный технический результат достигается за счет использования устройства для беспламенного подогрева трубопровода, представляющего собой цилиндрический корпус, соединенный посредством патрубков с, по меньшей мере, двумя коллекторами и выполненный с возможностью его размещения концентрично на трубопроводе с образованием между корпусом и трубопроводом кольцевого пространства для циркуляции теплоносителя, при этом коллекторы содержат входной патрубок с размещенным в нем горелочным устройством и вентилятор, а корпус выполнен с возможностью его осевого перемещения относительно трубопровода.
При этом для увеличения скорости теплоносителя за счет создания вихревого движения потока в кольцевом пространстве, а следовательно, интенсификации теплообмена, патрубки одного из коллекторов предпочтительно должны быть выполнены под углом 10°-12°, а патрубки другого коллектора - под углом 170°-168° относительно горизонтальной оси симметрии поперечного сечения корпуса.
Равномерность обогрева трубопровода по всему периметру позволяет интенсифицировать теплообмен и снизить износ трубопроводов. Это достигается за счет выполнения устройства в виде корпуса, соединенного посредством патрубков с, по меньшей мере, двумя коллекторами, а также расположением на входе каждого коллектора вентилятора и горелочного устройства. Так, горячий воздух от горелки вентилятором распределяется вдоль каждого коллектора и через патрубки попадает в кольцевое пространство между трубопроводом и кожухом, что позволит равномерно нагреть участок трубопровода по всему периметру.
Кроме этого расположение вентиляторов на входе коллектора способствует полному сгоранию газа и подаче горячего воздуха через патрубки в кольцевое пространство.
Далее изобретение поясняется ссылками на фигуры.
На фиг.1 изображен общий вид устройства для подогрева трубопроводов (вид сбоку).
На фиг.2 - устройство (вид спереди).
На фиг.3 - устройство (вид сверху).
Опытный образец установки был испытан в полевых условиях на нефтяном месторождении «ЛУКОЙЛ» в Западной Сибири.
Устройство представляет собой корпус, выполненный из трубы диаметром 630×8 мм, длиной 4000 мм, который надевается на строящийся трубопровод 7 и с помощью трубоукладчика передвигается вдоль трубопровода на катках 4. По обе стороны корпуса расположены два коллектора 2 диаметром 219×6 мм, в которые снизу подводится факел от газовой горелки. Поток горячего воздуха поступает через патрубки в кольцевое пространство, образованное корпусом нагревательного устройства и нефтегазовым трубопроводом. За счет кольцевого движения горячий воздух закручивается и равномерно нагревает трубопровод по всей длине нагревательного устройства.
Патрубки 3 коллекторов на испытываемом устройстве были расположены под углом в 10 градусов относительно горизонтальной оси.
В качестве горелки может использоваться как газовая горелка, так и горелка на жидком топливе.
Как показали проведенные испытания, себестоимость работ при применении установки снижена на 10-15% за счет экономного расхода топлива. Но главным преимуществом установки является качество строительства, ремонта трубопроводов и безопасность работ.