СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ РЕАГЕНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
REAGENT DOSING METHOD AND EQUIPMENT FOR IMPLEMENTATION

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и устройствам для дозирования реагентов - деэмульгаторов и ингибиторов коррозии - при сборе и подготовке нефти на промыслах, и может быть использовано на установках подготовки нефти и предварительного сброса воды, т.е. при совместном транспорте добываемой нефти и газа.
Известен способ дозирования химреагентов (деэмульгаторов) при сборе и подготовке нефти, заключающийся в том, что продукция скважин поступает в емкость с расположенным внутри нее бачком с деэмульгатором, омывает этот бачок. Затем дозировочным насосом деэмульгатор подают в распределитель, через отверстия которого он равномерно по всему сечению емкости вводится в объем перекачиваемой продукции скважин. Перемешанная с деэмульгатором продукция скважин снова попадает в трубопровод с продукцией скважин [Патент РФ №2049519, кл. В01D 17/04, опубл. 1995.12.10].
Недостатком способа является сложность его проведения.
Известна установка для дозирования химреагентов (деэмульгаторов) при сборе и подготовке нефти, включающая трубопровод системы сбора продукции скважин, бачок для химреагента с патрубками для ввода и вывода химреагента и выпуска воздуха, дозировочный насос, соединенный с бачком, при этом установка снабжена емкостью с вводным и выводным патрубками, соединенными с трубопроводом системы сбора продукции скважин, и кольцевым перфорированным распределителем, соединенным с дозировочным насосом, причем бачок для химреагента и распределитель установлены внутри емкости [Патент РФ №2049519, кл. В01D 17/04, опубл. 1995.12.10].
Недостатком установки является сложность компоновки установки, а также невозможность точного дозирования химреагента.
Известен также способ дозирования реагентов, заключающийся в том, что в технологическую емкость, предназначенную для подготовки и хранения реагента, закачивается реагент. Уровень реагента измеряют датчиками. Далее из технологической емкости реагент поступает на прием дозировочного насоса. Поочередное дозирование реагента в трубопровод с перекачиваемой средой или технологическую емкость осуществляется прерывателем [Патент РФ №2171790, кл. С02F 11/14, опубл. 2001.08.10].
Недостатком способа является сложность регулирования прерывателем периодического дозирования реагента, а также то, что не обеспечивается интенсивное перемешивание реагента с перекачиваемой средой, т.к. после прерывателя поток приобретает ламинарный характер.
Известно устройство для дозирования реагентов - блок приготовления химреагентов блочных установок, включающий технологическую емкость химического реагента, трубопровод с перекачиваемой средой, насос-дозатор, выход которого соединен через прерыватель, обеспечивающий поочередное подключение выхода насоса-дозатора через трубопровод обвязки, к технологической емкости реагента. Прерыватель периодического дозирования химического реагента в трубопровод с перекачиваемой средой [Патент РФ №2171790, кл. С02F 11/14, опубл. 2001.08.10].
Недостатком известного блока приготовления химических реагентов является наличие насоса-дозатора, который не обеспечивает регулирования потока, сложность регулирования прерывателем периодического дозирования химического реагента в трубопровод с перекачиваемой средой, поскольку прерыватель, выполненный в виде клапанного устройства или вращающегося ротора со щелями и отверстиями, не обеспечивает четкой бесперебойной работы блока.
Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому способу в группе изобретений по совокупности признаков является способ дозирования реагентов, заключающийся в том, что реагент самотеком через фильтр поступает на прием насоса-дозатора, который регулирует расход реагента, и далее подается в трубопровод с перекачиваемой средой. [Рекламный проспект «ОЗНА ДОЗАТОР» акционерной компании «ОЗНА», «Модификация БДР в исполнении с двумя насосами-дозаторами, без расходной емкости, без смесителя», с.12-13 - Республика Башкортостан, г.Октябрьский, ул. Северная, 60, см. приложение].
Недостатком способа является сложность дозирования реагента регулированием его расхода насосом-дозатором, который не обеспечивает изменение дозирования реагента при изменении расхода перекачиваемой среды. Кроме того, насосом-дозатором реагент подается в перекачиваемый поток в пульсирующем режиме, что приводит к взаимодействию реагента с определенной порцией реагента. При этом часть реагента оказывается вне поля взаимодействия с реагентом, т.е. не происходит интенсивного перемешивания реагента с перекачиваемой средой.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому устройству в группе изобретений по совокупности признаков является устройство - блок дозирования реагентов, включающий технологическую емкость, предназначенную для хранения реагента. Блок содержит датчик уровня, датчик температуры и указатель уровня, а также фильтр и насос - дозатор, осуществляющий непрерывное объемное дозирование реагентов - жидких деэмульгаторов и ингибиторов коррозии - в трубопровод с перекачиваемой средой. Описываемый блок дозирования реагента выполнен в блочном исполнении. Оборудование блока смонтировано на сварной раме и находится в теплоизолированном помещении [Рекламный проспект «ОЗНА ДОЗАТОР» акционерной компании «ОЗНА», «Модификация БДР в исполнении с двумя насосами-дозаторами, без расходной емкости, без смесителя», с.12-13 - Республика Башкортостан, г.Октябрьский, ул.Северная, 60, см. приложение].
Недостатком блока дозирования реагентов является сложность конструктивного исполнения, использование нескольких дорогостоящих насосов-дозаторов, различных приборов, в частности датчика уровня, датчика температуры и т.д., наличие которых создает сложность регулирования при дозировании реагента, а также значительный расход электроэнергии. Кроме того, блок дозирования имеет громоздкое исполнение, размещенное на сварной раме, и должно находиться в теплоизолированном помещении.
Технический результат - упрощение дозирования реагента в трубопровод с перекачиваемой средой за счет автоматического регулирования его расхода, упрощение конструкции, снижение металлоемкости и энергозатрат за счет исключения насосов-дозаторов, корпуса и оборудования блока, смонтированного на сварной раме, а также обеспечение интенсивного перемешивания реагента со всем объемом перекачиваемой среды за счет создания турбулентного потока при прохождении перекачиваемой жидкости через участок сужения.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту - способ достигается тем, что в известном способе дозирования реагентов в трубопровод с перекачиваемой средой путем регулирования его расхода, особенность заключается в том, что предварительно выравнивают давление в емкости с реагентом и газопроводе попутного нефтяного газа, затем регулируют расход реагента, сравнивая измеренное датчиком расхода реагента значение расхода реагента в регуляторе с заданным значением расхода реагента, и по разности этих значений формируется управляющий сигнал на регулирующий клапан, установленный на трубопроводе соединения сопла с емкостью.
Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что в известном устройстве дозирования реагентов, содержащем емкость с реагентом, особенность заключается в том, что емкость выполнена герметичной и расположена выше верхней образующей трубопровода с перекачиваемой средой, в этот трубопровод вмонтирован участок трубопровода меньшего диаметра, в котором размещено сопло, соединенное трубопроводом с емкостью, на трубопроводе соединения сопла с емкостью установлен датчик расхода реагента, соединенный с регулятором, на второй конец которого подается сигнал заданного значения расхода реагента, а выход соединен с регулирующим клапаном на трубопроводе соединения сопла с емкостью, кроме того, емкость уравнительной линией соединена с газопроводом попутного нефтяного газа.
Наличие в трубопроводе с перекачиваемой средой участка трубопровода меньшего диаметра обеспечивает большую скорость прохождения перекачиваемой среды и турбулентный гидродинамический режим течения среды.
Размещение сопла на участке трубопровода меньшего диаметра создает разрежение, за счет которого реагент засасывается в трубопровод с перекачиваемой средой и далее интенсивно перемешивается с ней.
Автоматизированная система дозирования реагента обеспечивает мгновенную оценку расхода и точное дозирование расхода реагента.
Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа изобретений образует единый изобретательский замысел, причем оба объекта группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.
Способ дозирования реагента осуществляют следующим образом.
Предварительно выравнивают давление в емкости 1 с реагентом и в газопроводе 14 попутного нефтяного газа. Для этого открывают краны 12 и 13, затем открывают краны 9 и 10. Реагент из емкости 1 под давлением газа из газопровода 14 попутного нефтяного газа подается в трубопровод 2 с перекачиваемой средой - газожидкостной смесью (ГЖС). При этом включается в работу сопло 4. При движении перекачиваемой среды по зауженному участку трубопровода в месте установки сопла 4 создается разрежение, которое увеличивает разность давлений между соплом 4 и емкостью 1, вследствие чего подаваемый реагент засасывается в трубопровод 2 с перекачиваемой средой и интенсивно перемешивается с ней. Точность расхода реагента обеспечивается автоматическим регулированием дозирования реагента, которое осуществляют следующим образом. После предварительного выравнивания давления в емкости 1 с реагентом и газопроводом 14 с попутным нефтяным газом, измеряют расход реагента датчиком расхода 6. Измеренное датчиком расхода 6 значение расхода реагента в регуляторе 7 сравнивается с заданным значением расхода реагента и по разности этих значений формируется управляющий сигнал на регулирующий клапан 8.
На чертеже показано устройство для дозирования реагента.
Установка для дозирования реагента содержит емкость 1 с реагентом и трубопровод 2 с перекачиваемой средой, при этом емкость 1 расположена выше верхней образующей трубопровода. В этот трубопровод 2 вмонтирован участок трубопровода 3 меньшего диаметра, в котором размещено сопло 4, соединенное трубопроводом 5 с емкостью 1, выполненной герметичной. На трубопроводе 5 соединения сопла 4 с емкостью установлен датчик расхода реагента 6, соединенный с регулятором 7, на второй конец которого подается сигнал заданного значения расхода реагента, а выход соединен с регулирующим клапаном 8, установленным на трубопроводе 5. На трубопроводе 5 размещены краны 9 и 10. Кроме того, емкость 1 уравнительной линией 11, на которой размещены краны 12 и 13, соединена с газопроводом 14 попутного нефтяного газа.
Устройство для дозирования реагентов работает следующим образом.
Предварительно выравнивают давление в емкости 1 и газопроводе 14, для чего открывают краны 12 и 13. Затем открывают краны 9 и 10. Измеренное датчиком расхода реагента 6 значение расхода реагента в регуляторе 7 сравнивается с заданным значением расхода реагента и по разности этих значений на выходе регулятора 7 формируется управляющий сигнал на регулирующий клапан 8, установленный на трубопроводе 5 соединения сопла 4 с емкостью 1.
Предлагаемые способ и устройство для дозирования реагента находят применение при объемном дозировании реагентов на установках подготовки нефти и предварительного сброса воды на различных месторождениях нефти.