УСТРОЙСТВО ВВОДА ПРИСАДКИ В ТРУБОПРОВОД

Настоящее устройство относится к трубопроводному транспорту нефти и нефтепродуктов.
Известна схема установки для подготовки депрессорной присадки к вводу ее в магистральный нефтепровод, которая включает в себя два резервуара-смесителя с устройствами для подъема бочек на крыши и их опорожнения, секционные подогреватели, насосные агрегаты, емкость для хранения концентрата, насосы-дозаторы, распыляющее устройство. Процесс приготовления раствора начинается с перемешивания в резервуарах-смесителях, куда нефть поступает через сопла, установленные на дне резервуаров. Резервуары работают поочередно: в одном готовится раствор, в другом совершается его дозировка и ввод в поток нефти через распыляющее устройство. Если активная часть присадки (сополимер) представляет собой не пасту, а гранулы, то установка будет включать в себя аппараты с рамными перемешивающими устройствами и терморубашками, насосные агрегаты, обогреваемые емкости с растворителем, склад для хранения сополимера, насосы-дозаторы, распыляющее устройство. Раствор готовится в смесителе, нагретом до необходимой температуры при помощи терморубашки. Технология ввода готовой присадки осуществляется с помощью насоса-дозатора и форсунок, через которые присадка поступает в трубопровод [Вайншток С.М. Трубопроводный транспорт нефти: Справ. изд. В 2-х томах, т. 1 - М.: Недра, 2002, 266 с.].
Известна установка для введения присадки в нефтепровод, имеющая типичную структуру: узел подачи растворителя, узел смешивания присадки с растворителем, насосный узел и узел нагрева. Насосный узел включает в себя дозировочные электронасосы для закачивания растворенной присадки из смесительных емкостей в нефтепровод [патент RU 125882 U1, опубл. 20.03.2013].
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является установка для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод, которая включает в себя, по меньшей мере, два дозировочных насоса разной производительности [патент RU 89883 U1, опубл. 20.12.2009]. Установка для ввода противотурбулентной присадки в трубопровод, содержащая утепленный контейнер, соединенные трубопроводами с запорной арматурой накопительную емкость и оборудование для подачи реагента, в том числе, по меньшей мере, два установленных параллельно дозировочных насоса, сигнальную, контрольную, измерительную и управляющую аппаратуру, отличающаяся тем, что установлены дозировочные насосы разной производительности, в контейнере размещена, по меньшей мере, одна расходная емкость, связанная с накопительной емкостью и с всасывающим патрубком каждого дозировочного насоса и выполненная с возможностью создания в ней избыточного давления посредством компрессора.
Таким образом, известны различные схемы для введения присадки в перекачиваемый продукт в трубопровод, однако большинство из них обладает следующим свойством - процедура ввода реагента осуществляется при помощи электронасоса-дозатора и инжектора. Недостатками известных устройств являются высокие энергозатраты, большая металлоемкость, а также технологическая сложность конструкции устройства насоса-дозатора и трудность содержания его в рабочем состоянии, а именно трудности в очищении и ремонте насосов. Более того, при вводе противотурбулентных присадок с помощью известных устройств может нарушиться структура полимеров при их прохождении через электронасосы.
Наиболее близким по конструкции к заявляемому техническому решению является устройство для дозировки реагента в трубопровод [патент RU 2300697 C1, опубл. 10.06.2007]. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для дозированной подачи жидкостных реагентов в нефте- или газопроводы, или скважины. Устройство для дозировки реагента в трубопровод содержит трубопровод, контейнер, изогнутую трубку для подачи жидкости из трубопровода в контейнер, причем открытый конец изогнутой трубки размещен в трубопроводе против потока жидкости, трубку для подачи реагента, соединяющую контейнер с трубопроводом. Контейнер размещен горизонтально, а внутри него, со стороны изогнутой трубки, герметично размещен поршень. С противоположной стороны контейнера располагается колено, соединяющее контейнер с трубкой для подачи реагента. Трубопровод за изогнутой трубкой по потоку жидкости оснащен сужением, а нижний конец трубки для подачи реагента соединен с трубопроводом за его сужением в зоне пониженного давления, причем контейнер снизу перед поршнем со стороны изогнутой трубки снабжен стравливающим каналом, соединенным с атмосферой, а сверху за поршнем - загрузочным каналом, соединенным с емкостью, служащей для дозированной подачи реагентов в контейнер. Изогнутая трубка на входе в контейнер перед поршнем и трубка для подачи реагента на входе в трубопровод оснащены штуцерами с тарированным отверстием.
Данное изобретение в условиях применения его для дозированной подачи жидкостных реагентов в нефтепроводы обладает рядом недостатков:
дозированную подачу некоторых жидкостных реагентов совершают на магистральных трубопроводах, рабочее давление в которых достигает 5-6 МПа, что повышает риск разрушения внутритрубного сужения, что, в свою очередь, может привести к появлению дефектов стенки трубопровода и повреждению различных узлов магистрального трубопровода (линейных задвижек, камер пуска-приема средств очистки и диагностики (КППСОД), фильтров-грязеуловителей (ФГУ) на последующих нефтеперекачивающих станциях (НПС) и др.);
расход присадки, дозируемой в трубопровод, зависит от диаметра тарированных отверстий штуцеров и конструктивных размеров сужения, что не позволяет оперативно менять расход вводимой присадки.
Техническая задача полезной модели заключается в создании более надежного и безопасного устройства для ввода присадки, которое будет позволять с минимальными затратами вводить присадку в поток перекачиваемой жидкости, а также быстро и удобно регулировать концентрацию вводимой присадки.
Данный технический результат достигается тем, что предлагается устройство ввода присадки в трубопровод (далее устройство), содержащее контейнер с присадкой, резервуар с поршнем-разделителем, трубку для подачи присадки из контейнера с присадкой в резервуар с поршнем-разделителем, трубку для подачи нефти/нефтепродукта из трубопровода в резервуар с поршнем-разделителем, трубку для подачи присадки из резервуара с поршнем-разделителем в трубопровод, трубку для отвода нефти/нефтепродукта, подсоединенную к резервуару с поршнем-разделителем, выполняющую роль дренажа. Контейнер с присадкой расположен над резервуаром для обеспечения поступления посадки в резервуар с поршнем-разделителем самотеком (под действием силы тяжести). Кроме того, устройство снабжено запорной арматурой, а именно все трубки оборудованы задвижками, на трубке для подачи присадки из резервуара с поршнем-разделителем в трубопровод установлены обратный клапан и дроссельная заслонка, а на трубопроводе между двумя подсоединенными к нему трубками имеется дроссельная заслонка. На трубке для подачи присадки из резервуара с поршнем-разделителем в трубопровод установлен расходомер.
На фиг. 1 представлена схема заявляемого устройства.
Устройство, подсоединенное к трубопроводу 1, содержит контейнер 2 с присадкой, резервуар 3 с поршнем-разделителем, трубку 4, один конец которой присоединен к резервуару 3 с поршнем-разделителем, а другой - к участку трубопровода до дроссельной заслонки 12 (сечение А-А), трубку 5, соединяющую контейнер 2 с присадкой и резервуар 3 с поршнем-разделителем, трубку 6, один конец которой присоединен к резервуару 3 с поршнем-разделителем, а другой - к участку трубопровода после дроссельной заслонки 12 (сечение Б-Б), трубку 7, один конец которой подсоединен к резервуару 3 с поршнем-разделителем, а второй - к дренажной системе (на черт. не показана). Трубки 4, 5, 6, 7 оборудованы задвижками 8, 9, 10, 11 соответственно. Контейнер 2 с присадкой расположен выше резервуара 3 с поршнем-разделителем для поступления присадки в резервуар 3 с поршнем-разделителем под действием силы тяжести.
На трубопроводе 1 между подсоединенными к нему трубками 4 и 6 расположена дроссельная заслонка 12.
На трубке 6 размещены дроссельная заслонка 13, расходомер 14 и обратный клапан 15.
Дроссельная заслонка 13 предназначена для регулирования подачи присадки в полость трубопровода 1 по трубке 6 из резервуара 3 с поршнем-разделителем, если расход, показываемый расходомером 14, отличается от требуемого расчетного значения.
Показания расходомера 14 позволяют отслеживать количество присадки, поступающее в полость трубопровода 1 по трубке 6 из резервуара 3 с поршнем-разделителем.
Обратный клапан 15 предназначен для недопущения изменения направления потока в трубке 6.
Принцип работы устройства заключается в следующем.
Задвижки 8, 10 закрыты, а задвижки 9, 11 открыты. Присадка из контейнера 2 под действием силы тяжести поступает в резервуар 3 с поршнем-разделителем и отодвигает поршень-разделитель до упора влево. При завершении полного заполнения присадкой резервуара 3 с поршнем-разделителем задвижки 9, 11 закрывают и открывают задвижки 8, 10, и часть потока нефти/нефтепродукта из области трубопровода 1 до дроссельной заслонки 12 (сечение А-А) по трубке 4 попадает в резервуар 3 с поршнем-разделителем и начинает двигать поршень-разделитель вправо, за счет этого присадка по трубке 6 попадает в область трубопровода 1 после дроссельной заслонки 12 (сечение Б-Б). Далее задвижки 8, 10 снова закрывают, открывают задвижки 9, 11, присадка попадает в резервуар 3 с поршнем-разделителем и отодвигает поршень-разделитель до упора влево, при этом вытесняя нефть/нефтепродукт из резервуара 3 с поршнем-разделителем через трубку 7 через задвижку 11 в дренажную систему (на черт, не показана).
Устройство осуществляет ее введение присадки без применения электронасосов, а посредством ее нагнетания в трубопровод 1 за счет перепада давления, который создает работающая дроссельная заслонка 12, установленная на трубопроводе 1. Дроссельная заслонка 12 создает местное сопротивление потоку, поэтому давление в сечение А-А всегда больше, чем в сечении Б-Б. Расход присадки, дозируемой в трубопровод 1, позволяет регулировать дроссельная заслонка 13.
Предложенное устройство ввода присадки в трубопровод позволяет осуществлять ввод присадки в полость трубопровода и регулировать количество вводимой присадки. Устройство характеризуется отсутствием дополнительных элементов в трубопроводе, которые не рассчитаны на высокие рабочие давления магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, поломка которых может привести к повреждению трубопровода.
Преимущества предложенного устройства состоят в том, что оно позволяет вводить присадку в полость трубопровода без применения электронасосов и дает возможность оперативного регулирования расхода вводимой присадки за счет наличия в устройстве дроссельных заслонок.
Предлагаемая полезная модель может быть использована в системе транспорта нефти и нефтепродуктов, нефтедобывающей промышленности.