Мобильная насосная установка для дозированной подачи химических реагентов
MOBILE PUMPING UNIT FOR METERED SUPPLY OF CHEMICALS

Изобретение относится к области установок, устройств насосных для дозированной подачи химических реагентов, применяемых при добыче, комплексной подготовке, транспорте и переработке нефти и газа.
Из уровня техники известна передвижная установка дозирования ингибитора, содержащая установленное внутри кузова автомобиля технологическое оборудование, состоящее из двух баков, плунжерного насоса, привода, всасывающей и напорной магистрали с запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами, при этом она снабжена дополнительным технологическим оборудованием, состоящим из бака, плунжерного насоса, привода, всасывающей и напорной магистрали с запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами (RU 89600 U1 10.12.2009).
Известна также дозировочная насосная установка включающая насос-дозатор, привод насоса-дозатора, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, автоматизированную систему управления, систему энергообеспечения, бак для реагента. Система энергообеспечения включает аккумулятор, к которому подключены солнечная (световая) батарея, ветрогенератор, электрокабель, электрогенератор с приводом от крыльчатки, работающей от потока перекачиваемых жидкости или газа, блок управления источниками питания встроен в автоматизированную систему управления. На выкидной линии нефтяной или газовой скважины, нефтесборном или газосборном коллекторе, водоводе системы поддержания пластового давления, газо-, нефте- и продуктопроводах установлен электрогенератор с приводом от крыльчатки и коррозиметр. Установка выполнена либо в виде моноблока, либо состоящей из секции системы энергообеспечения, секции с баком для реагента, секции с насосом-дозатором, приводом насоса-дозатора, автоматизированной системой управления, и моноблок, и секции выполнены невскрываемыми в эксплуатационных условиях, а на внешней стороне оснащены разъемами для подключения электрокабелей и гидролиний (RU 119019 U1 10.08.2012).
Техническая проблема заключается в повышении эффективности мобильной насосной установки.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет расширения областей применения, повышении точности измеряемых параметров и снижении расхода реагента.
Указанный технический результат достигается в мобильной насосной установке для дозированной подачи химических реагентов (НУД), представляющей собой контейнер, закрепленный на раме прицепа с колесным шасси, выполненный во взрывозащищенном корпусе и содержащий расходную емкость для хранения реагента с визуальным и сигнализирующим уровнемерами, дозирующим насосом, выполненным с возможностью плавного дозирования подачи реагента, шкаф управления НУД, расходомер, интеллектуальные датчики, пожарную сигнализацию и сигнализацию загазованности, систему электрического отопления, выполненную с возможностью  раздельного нагрева контейнера и реагента в емкости, а также осевой вентилятор, выполненный с возможностью удаления из контейнера избытков тепла и взрывоопасных газов.
При этом в контейнере выполнено рабочее и аварийное освещение, выполненное с возможностью включения при потере напряжения в сети 380 В.
При этом насосная установка дополнительно содержит систему продувки технологических трубопроводов.
При этом насосная установка содержит рукава высокого давления для подключения технологических трубопроводов закачки ингибитора в емкость и подачи ингибитора в трубопровод.
При этом интеллектуальные датчики, выполнены с возможностью осуществлять процессы измерения технологических параметров, преобразования полученных данных, самодиагностики, контроля и управления технологическим процессом.
Отличия от прототипа заключаются в том, что:
НУД выполнена мобильной с установкой на прицепе с колесным шасси.
Имеет взрывозащищенное исполнение, позволяющее применение на нефтегазовых месторождениях, установках подготовки, транспорта, резервуарных парках нефти и газа.
Плавное регулирование дозирования подачи реагента при помощи частотного регулятора привода дозирующего насоса.
Измерение всех необходимых технологических параметров интеллектуальными цифровыми датчиками-приборами, поддерживающими HART- протокол, дистанционный контроль и управление.
Наличие взрывозащищенного шкафа цифрового управления и передачи информации на верхний уровень АСУТП.
Мобильная насосная установка для дозированной подачи химических реагентов представляет из себя установку на шасси, в которой установлен насос дозировочный с емкостью, оборудование контрольно-измерительных приборов и автоматики, системы автоматического управления, отопления и вентиляции.
Система автоматизации предусматривает контроль температуры в помещении, контроль несанкционированного доступа, технологических параметров, контроль и предупреждение аварийных режимов работы, управление насосными агрегатами в ручном и автоматическом режимах, световую и звуковую сигнализацию при пожаре, загазованности, отключение всех токоприемников при пожаре, включение аварийной вентиляции.
Конструкция укрытия НУД представляет утепленный контейнер, смонтированный на прицепе с колесным шасси. Основание контейнера - сварной металлический каркас из стального горячекатаного профиля, покрытый листовым металлом и теплоизолированный базальтовым утеплителем. В технологическом отсеке размещены расходная емкость для хранения реагента, например ингибитора/метанола с визуальным и сигнализирующим уровнемером, мембранно-плунжерный дозирующий насос, трубопроводная обвязка с запорной арматурой, шкаф управления НУД, расходомер, электрооборудование, интеллектуальные датчики, пожарная сигнализация и сигнализация загазованности. В отсеке для хранения металлорукавов размещены кабели для подключения к внешнему питанию, для заземления, металлорукава для подключения к трубопроводам.
В НУД предусмотрена система электрического отопления, с раздельным нагревом контейнера и ингибитора/метанола в емкости. Для удаления из контейнера теплоизбытков и взрывоопасных газов предусмотрен осевой вентилятор.
В контейнере предусмотрено рабочее и аварийное освещение. Аварийное освещение включается при потере напряжения в сети 380 В и оснащено встроенным аккумулятором. Длительность работы аварийного освещения 1 час.
Для продувки технологических трубопроводов по окончанию работы предусмотрена система продувки азотом.
НУД оснащается рукавами высокого давления для подключения технологических трубопроводов закачки ингибитора в емкость и подачи ингибитора в трубопровод.
Все элементы насосного устройства смонтированы на станине закрепленной сварным соединением к каркасу (утепленного контейнера) из стального горячекатанного профиля, покрытого листовым металлом и теплоизолированный базальтовым утеплителем. Каркас является основанием контейнера. Контейнер крепится к раме прицепа с колесным шасси, болтовым и сварным соединениями.
Взрывозащищенное исполнение обеспечивает нормальную эксплуатацию оборудования в местах, в которых существует опасность взрыва газа или пыли, предотвращающих воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва, обеспечивающих сохранность материальных ценностей.
Плавное дозирование подачи реагента осуществляется при помощи дозировочного насоса, с возможностью плавного регулирования количества подачи реагента насосом с частотным преобразователем. Количество закачанного в трубопровод реагента определяет расходомер.
Интеллектуальные датчики-приборы, производят процессы измерения технологических параметров, преобразуют полученные данные в сигналы, в аналоговые и цифровые значения, производят самоанализ работы, это позволяет дистанционно настраивать и управлять диапазоном измерений, пропускают первичную полученную информацию и обрабатывают ее, а так же выполняют множество простых, типовых алгоритмов организации, контроля и управления технологическим процессом.
Осуществляется измерение следующих технологических параметров:
Контроль загазованности в блок-боксе;
Давление на выкиде дозировочного насоса;
Давление реагента;
Положение электромагнитных клапанов (открыт/закрыт) на входе и выходе технологического трубопровода реагента;
Уровень реагента в емкости;
Температура подаваемого реагента;
Расход реагента.
Все параметры отображаются на экране ПЛК.
Взрывозащиту шкафа цифрового управления и передачи информации обеспечивает конструкция шкафа, а именно:
Герметичность корпуса шкафа;
Герметичность кабельных вводов;
Герметичность органов управления.
Передача информации может осуществлятся по цифровым и аналоговым, оптическим, радио, кабельным каналам связи с ПЖ шкафа управления на АСУТП.
Вся информация о технологическом процессе передается на АСУТП и отображаются на экране ПЛК:
Загазованность в блок-боксе;
Верхний/нижний уровень в емкости хранения реагента;
Насос включен/выключен;
Клапан открыт/закрыт;
Температура реагента;
Давление реагента;
Данные о расходе реагента;
Насосная установка работает следующим образом
Технологическую емкость заполняют реагентом, например ингибитором/метанолом. Для контроля количества реагента предусмотрен визуальный, радарный и сигнализирующий уровнемер. НУД подключается к технологическому трубопроводу через рукава высокого давления. Реагент подается при помощи дозировочного насоса с возможностью регулирования расхода при помощи частотного регулятора. Количество закаченного в трубопровод реагента определяет расходомер, давление контролируется при помощи датчиков давления и манометров, уровень жидкости в емкости контролируется радарным уровнемером, сигнализаторами уровня и визуальным уровнемером. По окончанию дозирования, перед сворачиванием УНД, трубопроводная обвязка продувается азотом.