УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ГАЗО-ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ИЗ МАГИСТРАЛЬНОГО НЕФТЕПРОВОДА

Заявленная полезная модель относится к области трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, в частности к устройствам для выпуска газо-воздушной среды (ГВС) при заполнении после ремонтных работ и эксплуатации магистрального нефтепровода (МН).
Известно устройство для выпуска газовоздушной смеси из магистральных нефтепроводов и продуктопроводов [патент на полезную модель RU 140087 U1, опубл. 27.04.2014, МПК: F17D 1/14], которое содержит кран шаровой, отвод стальной, трубу стальную, дополнительный кран шаровой, мановакууметр, рукав резиновый маслобензостойкий, безнапорную емкость. Мановакууметр присоединен к трубе стальной. Рукав резиновый маслобензостойкий присоединен одним концом к безнапорной емкости в нижней ее части, а другим концом к концу отвода стального. Конец отвода стального соединен с концом трубы стальной через кран шаровой. К стенке трубы стальной присоединен дополнительный кран шаровой. Труба стальная располагается вертикально. Нижний конец трубы стальной через дополнительный отрезок трубы стальной и переход присоединен к задвижке, установленной в колодце над магистральным трубопроводом. Над задвижкой установлен дренажный кран. Отвод стальной выполнен Г-образной формы.
Известна также установка для осуществления способа выпуска газовоздушной смеси из магистрального трубопровода, транспортирующего жидкий продукт [патент на изобретение RU 2432524 C1, опубл. 27.10.2011, МПК: F17D 1/14], включающая стационарную камеру приема, снабженную дренажным патрубком и расширительной камерой. Расширительная камера имеет вертикальную цилиндрическую с эллиптическим днищем, горизонтальную полуцилиндрическую с эллиптическим днищем или любую другую выпуклую форму, рассчитанную на заданное давление, полость которой соединена с корпусом камеры через круглые, продолговатые или любой другой формы отверстия, не мешающие свободному проходу через них газа и не осложняющие проход по камере очистных, разделительных или иных внутритрубных средств. Суммарная площадь отверстий больше площади проходного сечения автоматического клапана. На расширительной камере предусмотрена вантузная полнопроходная запорная арматура, на которую установлен автоматический клапан для выпуска ГВС. Сепаратор жестко установлен на пожаро- и взрывобезопасном расстоянии от камеры приема с размещенными на нем огнепреградителями в случае пожаро-взрывоопасной ГВС или свечей (не показаны) в случае пожаро-взрывобезопасной ГВС. Автоматический клапан для выпуска ГВС и дренажная емкость соединены с сепаратором трубной обвязкой. Для уменьшения возможной вибрации и колебаний при выходе газа через автоматический клапан трубная обвязка надежно закреплена.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является устройство впуска воздуха в нефтепровод или его выпуска, используемое при ремонте с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти [патент на полезную модель RU 59769 U1, опубл. 27.12.2006, МПК: F16L 55/00], содержащее клапан, включающий корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха, одно из которых герметично соединено с нефтепроводом. Между отверстиями установлен затвор. Устройство содержит рукав, один конец которого герметично присоединен к другому отверстию клапана, запорное устройство для перекрытия или открытия проходного сечения рукава, камеру для приема и разделения среды нефтепровода, герметично присоединенную своим отверстием к другому концу рукава, патрубок, установленный на камере и имеющий поворотную заслонку. Рукав снабжен манометром, спускным краном и сменным фланцем для присоединения рукава к клапану.
К недостаткам наиболее близкого аналога можно отнести отсутствие сигнализации о поступлении в клапан нефти при несрабатывании затвора.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение безопасности проведения работ по выпуску ГВС при заполнении после ремонтных работ и эксплуатации магистрально нефтепровода (МН).
Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение сигнализации о поступлении жидкости в полость крышки автоматического клапана в случае отказа срабатывания автоматического клапана.
Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство для выпуска газо-воздушной среды из магистрального нефтепровода (МН) содержит автоматический клапан, установленный через задвижку на вантузе МН и подключенный к сборно-разборному трубопроводу, соединенный с последним посредством подводящего рукава центробежный сепаратор, сообщающийся с емкостью для сбора отсепарированной жидкости, при этом автоматический клапан содержит цилиндрический корпус с входным нижним фланцем и выходным верхним фланцем, свободно перемещаемый в корпусе поплавок, установленную на верхнем фланце корпуса крышку с цилиндрическим проходным отверстием и боковым отводом, причем в верхней части крышки с ее внутренней стороны установлен датчик уровня, выполненный с возможностью передачи сигнала о наличии жидкости в устройство сигнализации.
Центробежный сепаратор снабжен огневым предохранителем.
Соединение автоматического клапана с вантузом с одной стороны и сборно-разборным трубопроводом с другой стороны, сборно-разборного трубопровода с рукавом и рукава с центробежным сепаратором осуществлено при помощи быстроразъемных соединений.
Автоматический клапан расположен выше уровня вантузной задвижки.
Датчик уровня выполнен в виде емкостного сигнализатора уровня.
Рукав выполнен маслобензостойким из резинового материала.
Между вантузной задвижкой и автоматическим клапаном установлен манометр.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1, фиг. 2), на которых изображены: на фиг. 1 - схема устройства для выпуска ГВС из МН, на фиг. 2 - автоматический клапан (разрез), и позициями обозначены:
1 - магистральный нефтепровод;
2 - вантуз;
3 - автоматический клапан;
4 - центробежный сепаратор;
5 - емкость для сбора отсепарированной жидкости;
6 - вантузная задвижка;
7 - сборно-разборный трубопровод;
8 - корпус автоматического клапана;
9 - поплавок;
10 - крышка автоматического клапана;
11 - датчик уровня;
12 - устройство сигнализации;
13 - подводящий рукав;
14 - быстроразъемное соединение.
Заявленное устройство (фиг. 1) устанавливается на вантузах 2, применяемых для выпуска ГВС при заполнении магистрального нефтепровода 1 после ремонтных работ.Устройство содержит автоматический клапан 3, центробежный сепаратор 4, емкость для сбора отсепарированной жидкости 5.
Автоматический клапан 3 (фиг. 2) установлен через вантузную задвижку 6 на вантузе 2 МН и подключен к сборно-разборному трубопроводу 7. Автоматический клапан 3 должен располагаться выше по отношению к уровню установки вантузной задвижки 6 для беспрепятственного замещения нефти во время поступления ГВС. Автоматический клапан 3 содержит цилиндрический корпус 8 с входным нижним фланцем и выходным верхним фланцем, свободно перемещаемый в корпусе поплавок 9, установленную на верхнем фланце корпуса крышку 10 с цилиндрическим проходным отверстием и боковым отводом. В верхней части крышки с ее внутренней стороны установлен датчик уровня 11, выполненный с возможностью передачи сигнала о наличии жидкости в устройство сигнализации 12. Датчик уровня 11 выполнен в виде емкостного сигнализатора уровня.
Входной патрубок центробежного сепаратора 4 соединен со сборно-разборным трубопроводом 7 посредством подводящего рукава 13, выходной патрубок для отвода жидкости центробежного сепаратора 4 сообщается с емкостью для сбора отсепарированной жидкости 5, а выходной патрубок для отвода газа центробежного сепаратора 4 служит для выравнивания давления. Центробежный сепаратор 4 снабжен огневым предохранителем. Подводящий рукав 13 выполнен маслобензостойким из резинового материала. Между вантузной задвижкой 6 и автоматическим клапаном 3 установлен манометр для осуществления контроля выпуска ГВС.
Соединение автоматического клапана 3 с вантузом 2 с одной стороны и сборно-разборным трубопроводом 7 с другой стороны, сборно-разборного трубопровода 7 с подводящим рукавом 13 и подводящего рукава 13 с центробежным сепаратором 4 осуществлено при помощи быстроразъемных соединений 14.
Заявленное устройство работает следующим образом.
На вантуз 2, применяемый для выпуска ГВС при заполнении МН 1 после ремонтных работ, устанавливают заявленное устройство в соответствии со схемой, приведенной на фиг. 1.
При монтаже обвязки устройства, устанавливаемого вне вантузных колодцев, автоматический клапан 3 располагают выше по отношению к вантузной задвижке 6 для беспрепятственного замещения нефти во время поступления ГВС. При этом не допускают образование перегибов обвязки, которые могут привести к созданию гидравлического затвора.
Перед началом заполнения МН 1 после ремонтных работ в зависимости от состояния среды, находящейся в вантузе 2, выполняют следующие переключения:
- при наличии в вантузе 2 ГВС, находящейся в свободном состоянии, а так же при наличии нефти с давлением до 0,08 МПа, переводят автоматический клапан 3 в режим выпуска ГВС с полнопроходным сечением;
- при наличии в вантузе 2 нефти с давлением более 0,08 МПа переводят автоматический клапан 3 в режим ограниченной пропускной способности.
Контроль выпуска ГВС осуществляется визуально по виду выходящей ГВС из выходного патрубка центробежного сепаратора 4 для отвода газа, а также по значению давления, измеренного манометром, установленным перед автоматическим клапаном 3.
Автоматический клапан 3 срабатывает при подходе к вантузу 2 ГВС и открывается автоматически. Поступающий объем ГВС проходит через автоматический клапан, по сборно-разборному трубопроводу и подводящему рукаву и поступает в центробежный сепаратор, где разделяется на газ и жидкость. Газ выпускают через выходной патрубок центробежного сепаратора 4 для отвода газа. Жидкость сливают посредством выходного патрубка центробежного сепаратора 4 для отвода жидкости в емкость для сбора отсепарированной жидкости 5. После начала поступления в автоматический клапан 3 нефти клапан автоматически закрывается.
При повышении в вантузе 2 давления, контролируемого по манометру, до значений более 0,3-0,4 МПа автоматический клапан 3 переводят в режим ограниченной пропускной способности. При выпуске пробок ГВС после срабатывания автоматического клапана 3, находящегося в режиме ограниченной пропускной способности, и давлении на вантузе 2 до 0,3-0,4 МПа, клапан 3 переводят в режим выпуска ГВС с полнопроходным сечением. При давлении на вантузе 2 более 2,0 МПа вантузную задвижку 6 закрывают.
В случае возникновения внештатной ситуации, при которой происходит отказ срабатывания автоматического клапана 3, что приводит к тому, что поплавок 9 не перекрывает отверстие в выходном верхнем фланце корпуса 8 и цилиндрическое проходное отверстие в крышке 10 автоматического клапана, в начале поступления нефти в крышку 10 автоматического клапана 3 срабатывает датчик уровня 11. Датчик уровня 11 передает сигнал о наличии жидкости в устройство сигнализации 12, осуществляющее световую и/или звуковую сигнализацию для оповещения работников о необходимости закрытия вантузной задвижки 6. Это позволяет организовать перекрытие вантузной задвижки 6 в течение первых 5 секунд после начала выхода нефти.
При завершении работ по выпуску ГВС из МН производят закрытие вантузной задвижки 6, освобождают автоматический клапан 3, сборно-разборный трубопровод 7 и подводящий рукав 13 от остатков нефти, которые сливают в емкость для сбора отсепарированной жидкости 5. После этого производят демонтаж заявленного устройства и установку сферической заглушки на вантуз 2.
В результате использования заявленного устройства обеспечивается сигнализации о поступлении жидкости в полость крышки автоматического клапана в случае отказа срабатывания автоматического клапана.