СБОРНО-РАЗБОРНАЯ ТРУБОПРОВОДНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ, НЕФТЕПРОДУКТОВ, ВОДЫ

Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта, в частности к транспортировке на большие расстояния нефти, или нефтепродуктов, или воды в районах вечной мерзлоты.
Известна трубопроводная система для транспортировки жидкостей, в частности нефтепродуктов в странах с холодным климатом, содержащая трубопровод, установленный внутри закрытого линейного сооружения, имеющего опорную плиту на уровне грунта, также два опорных элемента и опирающуюся на них крышу. При этом предусмотрены средства для поддержания определенной температуры транспортируемой жидкости (см. заявку Франции 2522779 А1, МПК 7 F17D 1/08, 09.09.1983).
Данная трубопроводная система требует строительства закрытого линейного сооружения, его обогрев, что значительно удорожает процесс транспортировки жидкостей, делает его невозможным для больших расстояний, оказывает вредное экологическое воздействие, при этом не возможен демонтаж системы и перенос ее в другой район использования.
Известна также трубопроводная система для перекачивания нефти в районе вечной мерзлоты, принятая в качестве прототипа, содержащая нефтяной трубопровод, расположенный внутри трубопровода для перекачки природного газа, который изолирует трубопровод с теплой нефтью, предотвращая таяние вечной мерзлоты, (патент США 3735769, МПК 7 F17D 1/14. 29.05.1973). При этом трубопроводная система содержит насосные станции, датчики температуры и управляющее устройство, определяющее расход газа, обеспечивающий температуру наружной поверхности трубопроводной системы не выше 0°С.
Данная трубопроводная система практически не оказывает вредного экологического воздействия на слой вечной мерзлоты, но имеет сложную конструкцию трубопровода, требует наличия большого количества природного газа, что не всегда возможно осуществить. При этом и она не позволяет обеспечить демонтаж системы и перенос ее в другой район использования.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели является трубопроводная система для транспортировки нефти, нефтепродуктов, или воды, описанная в патенте Российской Федерации №29117 U1, МПК 7 F17D 1/14, 27.04.2003).
3
Трубопроводная система для транспортировки нефти, или нефтепродуктов, или воды содержит начальный пункт с первой насосной станцией, подключенной посредством начальной обвязки и трубопроводов с подпорными насосными агрегатами к, по меньшей мере, одному расходному резервуару для нефти или нефтепродуктов и к водоисточнику, причем первая насосная станция снабжена двумя или тремя насосными установками, одна из которых резервная, при этом первая насосная станция подключена посредством сборно-разборного трубопровода с промежуточными насосными станциями с обвязками к конечному пункту, в обвязке которого установлен пробоотборник, а также размещены, по меньшей мере, один резервуар для сбора нефти или нефтепродуктов объемом, соответствующим не менее полусуточной подачи, отстойный резервуар для сбора смеси нефти или нефтепродуктов с водой объемом не менее 100 м и емкость или водоем для приема чистой воды, при этом сборно-разборный трубопровод выполнен из стальных труб с внутренним диаметром от 100 до 250 мм, связанных между собой соединением типа «раструб» и установленных на земле и/или на подкладках из бревен, а также проложенных подземно или надземно при преодолении искусственных или естественных препятствий, причем в сборно-разборном трубопроводе на переходах трубопровода через водотоки, ручьи, болота, обводах озер, пересечениях дорог и проездов установлены задвижки для аварийного перекрытия, а на восходящих участках трассы
сборно-разборного трубопровода и в обвязках насосных станций установлены обратные клапаны и вставки-ловушки для приема разделителей, а через интервалы 15-20 км, что обусловлено степенью износа материала устройств, установлены промежуточные узлы приема-запуска разделителей. Система может быть дополнительно снабжена насосно-тепловыми и/или тепловыми станциями, а объем расходного резервуара для нефти, или нефтепродуктов начального пункта составляет не менее 2-х часовой гарантированной подачи.
Задачей полезной модели является снижение затрат на создание трубопроводной системы, обеспечивающей надежную без утечек транспортировку нефти, или нефтепродуктов, или воды на большие расстояния (несколько сотен километров) в естественных климатических условиях, например, вечной мерзлоты, а также обеспечение ее экономичной сборки, без применения сварочных работ в полевых условиях, и транспортировки, с возможностью демонтажа системы и перенос ее в другой район использования.
Данный технический результат достигается за счет того, что трубопроводная система для транспортировки нефти или нефтепродуктов или воды, содержит начальный пункт с первой насосной станцией, подключенной посредством начальной обвязки и трубопроводов с подпорными насосными агрегатами к источнику перекачиваемой нефти или нефтепродуктов или к водоисточнику. Первая насосная станция подключена посредством сборно-разборного трубопровода с промежуточными насосными станциями с обвязками к конечному пункту, в обвязке которого установлен пробоотборник, а также размещены, по меньшей мере, один резервуар для сбора нефти или нефтепродуктов объемом, соответствующим не менее полусуточной подачи, при этом сборно-разборный трубопровод собирается из элементов сборно-разборного трубопровода, которые выполнены из низколегированных стальных труб с длиной кратной 0,15 м и с условным диаметром от 100 мм, или 150 мм, или 200 мм, сомкнутых
между собой при помощи соединения типа «раструб» и установленных на земле и/или на подкладках из бревен, а в случае преодоления искусственных или естественных препятствий проложенных подземно в защитных футлярах, причем в сборно-разборном трубопроводе на переходах трубопровода через водотоки, ручьи, болота, обводах озер, пересечениях дорог и проездов установлены задвижки для аварийного перекрытия, а на восходящих участках трассы сборно-разборного трубопровода и в обвязках насосных станций установлены обратные клапаны и вставки-ловушки для приема разделителей. Система может быть дополнительно снабжена насосно-тепловыми и/или тепловыми станциями, при этом объем расходного резервуара для нефти или нефтепродуктов начального пункта составляет не менее 2-х часовой гарантированной подачи.
На фигуре представлена схема трубопроводной системы для транспортировки нефти или нефтепродуктов или воды.
Трубопроводная система для транспортировки нефти, нефтепродуктов, воды содержит начальный пункт с первой насосной станцией, подключенной посредством начальной обвязки 1 и трубопроводов 2 с подпорными насосными агрегатами 3 к, по меньшей мере, одному расходному резервуару 4 для нефти, или нефтепродуктов и к водоисточнику 5, в качестве которого может быть использован любой водоем или река с чистой водой.
3
Первая насосная станция снабжена двумя или тремя насосными установками 6, 7, 8, одна из которых, например, 8-резервная, при этом первая насосная станция подключена посредством сборно-разборного трубопровода 9 с промежуточными насосными станциями 10 с обвязками (на фиг. не показано) к конечному пункту, в обвязке которого установлен пробоотборник 11, а также размещены, по меньшей мере, один резервуар 12 для сбора нефти, или нефтепродуктов объемом, соответствующим не менее полусуточной подачи, отстойный резервуар 13 для сбора смеси нефти, или нефтепродуктов с водой объемом не менее 100 м и емкость или водоем 14 для приема чистой воды, при этом сборно-разборный трубопровод
9 выполнен из низколегированных стальных труб с длиной кратной 0,15 м и с условным диаметром 100 мм, 150 мм или 200 мм, сомкнутых между собой соединением типа «раструб» и установленных на земле и/или на подкладках (на фиг. не показано) из бревен длиной около 2-х метров и диаметром около 20 см, а также проложенных подземно при преодолении искусственных или естественных препятствий, причем в сборно-разборном трубопроводе 9 через приблизительно 5 км установлены задвижки для аварийного перекрытия (на фиг. не показано), а на восходящих участках трассы сборно-разборного трубопровода 9 ив обвязках насосных станций установлены обратные клапаны и вставки-ловушки для приема разделителей (на фиг. не показано), а в середине трассы установлен промежуточный узел приема-запуска разделителей (на фиг. не показано). Система может быть дополнительно снабжена насосно-тепловыми и/или тепловыми станциями (на фиг. не показано). Объем расходного резервуара 4 для нефти или нефтепродуктов начального пункта составляет не менее 2-х часовой гарантированной подачи.
Предварительно для трубопроводной системы проводится тепловой и гидравлический расчеты, позволяющие определить необходимое число и место расположение насосных станций и насосно-тепловых станций на трассе трубопровода 9. обеспечивающих оптимальные условия его эксплуатации. На «горячем» сборно-разборном трубопроводе 9 возможна установка трех видов станций: тепловых, насосных и насосно-тепловых, при этом практически возможны любые их сочетания.
Насосные установки начального пункта трубопроводной системы служат для обеспечения подачи в трубопровод 9 воды для его заполнения, перекачки и гидравлического испытания; подачу в трубопровод 9 нефти или нефтепродуктов; вытеснения нефти или нефтепродуктов водой и воды нефтью или нефтепродуктами непосредственным контактом или с использованием разделителей. На выходе насосной станции должна быть смонтирована технологическая обвязка узла удаления осадков парафина.
Разделители предназначаются для разделения двух сортов нефти при их последовательной перекачке, а также для разделения нефти и воды или нефти и воздуха при опорожнении трубопровода 9 от нефти. Для этих операций предусмотрен пенополиуретановый разделитель, а для зачистки трубопровода 9 от загрязнения после монтажа используется эластичный манжетный разделитель, состоящий из двух уплотнительных манжет, отлитых из бензомаслостойкой резины вместе с соединяющим их сердечником. Разделители снабжают радиоактивным изотопом, а их перемещение по трубопроводу 9 контролируются с помощью радиометра.
Монтаж сборно-разборного трубопровода 9 осуществляется из низколегированных стальных электросварных прямошовных труб, к концам труб приварены с одной стороны конус, а с другой стороны - раструб, или два раструба, или два конуса. Кроме того, используются элементы в виде угольников, длина которых также кратна 0,15 мм, имеющих различный угол, а по концам с одной стороны конус, а с другой - раструб. В раструбе имеются большой и малый кольцевые пазы. В большой кольцевой паз устанавливается " резиновое уплотнительное кольцо, а в малый - резиновая микропористая подкладка и стальное запорное кольцо. Микропористая подкладка устанавливается под запорным кольцом для создания соосного положения запорного кольца по отношению к раструбу и предохраняет полость малого кольцевого паза от попадания в нее грязи и других предметов.
Выполнение трубопровода из низколегированных стальных труб с длиной кратной 0.15 м позволяет исключить проведение дополнительной антикоррозийной защиты и обеспечить любую длину и схему монтажа, предварительно определив нужное количество типоразмеров труб нужной длины в соответствии с рельефом местности. При этом отпадает необходимость производить разрезку и сварку труб в полевых условиях, а производить сборку из труб, изготовленных и испытанных (проконтролированных) в заводских условиях.
При этом обеспечивается возможность осевой подвижности составных элементов трубопровода.
При внутреннем диаметре сборно-разборного трубопровода 9 меньше 100 мм значительно увеличивается гидравлическое сопротивление, что требует установки дополнительных промежуточных насосных станций 10 и ухудшает экономические показатели системы, а использование трубопровода 9 с внутренним диаметром свыше 200 мм не позволяет осуществить его монтаж и демонтаж с соединением типа «раструб», так как вес труб, длина которых, как правило, составляет 6 м не позволяет вести данные работы в условиях вечной мерзлоты.
Выполнение подкладок для труб из бревен диаметром около 20 см объясняется тем, что трубопроводная система предназначена для использования в районах вечной мерзлоты, то есть в зоне лесотундры, где диаметр деревьев редко превышает 18-20 см, поэтому использование бревен указанного диаметра экономически оправдано, так как для этого могут быть использованы деревья трассы трубопровода 9. При этом данная высота подкладок обеспечивает быстрое и значительное снежное покрытие трубопровода 9. что обеспечивает сохранение его теплового баланса, а 2-х метровая длина бревен практически не позволяет трубам утопать в землю в летнее время.
Укладка трубопровода 9 на косогорах с поперечным уклоном 8-11 осуществляется путем срезки и подсыпки грунта с целью устройства рабочей полосы (полки), при поперечном уклоне косогора 12-18° необходимого устраивать уступы для предотвращения сползания грунта, при уклоне выше 18° полки следует предусматривать только за счет срезки грунта.
В горной местности при прокладке двух и более параллельных ниток трубопровода 9 предусматриваются раздельные полки или укладка ниток на одной полке, но при этом расстояние между нитками выдерживают не менее трех метров.
Подземная прокладка трубопровода 9 допускается в исключительных случаях, при обходах населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, аэродромов, железнодорожных станций, морских и речных портов и пристаней, на пожароопасных участках местности.
На переходах трубопровода 9 через водотоки, ручьи, болота, на обходах озер, пересечениях дорог и троп устанавливаются задвижки для аварийного перекрытия, а на пересечениях с путями миграции животных и перегона оленей устанавливаются арочные переходы.
Для герметичного разобщения участков трубопровода применяются клиновые задвижки.
Обратные клапаны применяются для предотвращения движения перекачиваемой жидкости в обратном направлении при прекращении перекачки и разгрузки трубопроводов от сверхнормативного гидростатического давления на восходящих участках трассы, а также в обвязках насосных станций для автоматического разобщения напорной и всасывающей линий при пусках насосных станций и автоматического пропуска перекачиваемой жидкости мимо станции при ее внезапной остановки. Конструкция обратных клапанов обеспечивает открытие полного сечения трубопровода 9 и пропуск разделителей.
В конечном пункте трубопровода 9 оборудуется обвязка с пробоотборником, позволяющим принимать разделители, отбирать пробы из потока, разделять и направлять в резервуар 12 - чистую нефть, или нефтепродукты, в резервуар 13 - смесь нефти с водой, а также направлять на сброс в емкость или водоем 14 - чистую воду.
Вставки - ловушки для приема разделителей, а также промежуточный узел приема - запуска разделителей предназначены для приема и пуска разделителей при последовательной перекачке продуктов и опорожнения трубопровода 9.
После сборки трубопроводной системы проводится ее опресовка, испытания на прочность и герметичность.
Подачу нефти или нефтепродуктов или воды к насосным установкам 6, 7. 8 первой насосной станции от резервуара 4 или водоисточника 5 обеспечивают подпорные насосные агрегаты 3 с электроприводом по трубопроводам 2, а далее посредством промежуточных насосных станций 10 перекачиваемая жидкость по трубопроводу 9 поступает к конечному пункту, где в зависимости от характера перекачиваемой жидкости задействуют резервуары 12 или 13 или емкость или водоем 14.
Указанные объемы емкостей начального и конечного пунктов трубопроводной системы позволяют обеспечить ее надежную работу без перерывов в подаче.
При необходимости, например, при истощении нефтяной скважины трубопроводная система вместе с трубопроводом 9 может быть демонтирована и перемещена к другой действующей скважине.