УСТРОЙСТВО ВПУСКА ВОЗДУХА В НЕФТЕПРОВОД ИЛИ ЕГО ВЫПУСКА, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ПРИ РЕМОНТЕ С ОСВОБОЖДЕНИЕМ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ НЕФТЕПРОВОДА ОТ НЕФТИ

Полезная модель относится к вспомогательным устройствам трубопроводов, в частности, к устройствам для впуска и выпуска воздуха из трубопроводов большого диаметра, предназначенных для жидкостей, например, для нефти. Полезная модель может быть использована при ремонте нефтепроводов.
Для впуска и выпуска воздуха из трубопроводов большого диаметра, предназначенных для жидкости, устанавливают аэрационные клапаны (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №52926, публ. 31.03.1938 г., класс 47 g, 44). Аэрационные клапаны представляют собой комбинацию клапана, уравновешенного пружиной, служащего для впуска воздуха, и поплавкового вантуза для выпуска воздуха. Данное техническое решение принято за наиболее близкий аналог.
В условиях трубопровода, находящегося в рабочем состоянии и содержащего жидкость, для повышения чувствительности вантуза к понижению уровня жидкости в трубопроводе или пружинного клапана стремятся сделать отверстие вантуза для выпуска или пружинного клапана для впуска воздуха возможно малым. Однако при ремонте нефтепровода, производимом с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти, чувствительность клапанов не имеет главного значения, а малые отверстия для впуска и выпуска воздуха делают клапаны низкоэффективными. Кроме того, данный клапан требует постоянной, стационарной установки, то есть его невозможно быстро демонтировать и устанавливать на любых отводах в колодцах, расположенных по всей протяженности трубопровода. Поэтому в условиях протяженного трубопровода потребовалось бы очень большое количество данных клапанов, что является затратным. Помимо этого, данный клапан неработоспособен в условиях высоких давлений, имеющих место в магистральных нефтепроводах. Отсутствие персонала и устройств, измеряющих давление, при работе данного клапана на магистральном нефтепроводе может привести к неконтролируемому
сбросу нефти в окружающую среду при выпуске воздуха из нефтепровода.
Задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства для впуска воздуха в нефтепровод и его выпуска при ремонте с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти с соблюдением требований охраны труда, промышленной и экологической безопасности.
Технический результат заключается в увеличении по сравнению с наиболее близким аналогом эффективного проходного сечения отверстия клапана и использовании всего этого сечения.
Как и наиболее близкий аналог, устройство впуска воздуха в нефтепровод или его выпуска содержит клапан, включающий корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха, одно из которых герметично соединено с нефтепроводом, и установленный между отверстиями затвор.
В отличие от наиболее близкого аналога 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, при этом рукав снабжен манометром.
Рукав устройства может быть снабжен сменным фланцем для присоединения рукава к клапану, а также спускным краном.
Камера устройства может иметь внутренний объем, равный, по меньшей мере, внутреннему объему рукава. Камера может быть снабжена смотровым окном.
Устройство изображено на фигуре со следующими обозначениями: 1 - клапан; 2 - нефтепровод; 3 - рукав; 4 - запорное устройство рукава; 5 - камера; 6 - патрубок; 7 - заслонка; 8 - манометр; 9 - сменный фланец; 10 - спускной кран; 11 - смотровое окно камеры; 12 - опора на струбцине; 13 - съемные хомуты; 14 - колодец клапана 1; 15 - средство для разделения потока среды в нефтепроводе; 16 - поверхность земли, 17 - проушины.
Клапан 1 включает корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха (на фигуре позициями не обозначены). Между отверстиями установлен затвор (на фигуре позицией не обозначен). Одно из отверстий герметично соединено с нефтепроводом 2.
Заявленное устройство содержит рукав 3. Один конец рукава 3 герметично присоединен к другому отверстию клапана 1. Рукав 3 выполнен для работы под давлением и при разряжении из соответствующего материала, например, из металла или полимерного материала. Для удобства размещения рукава 3 в стесненных условиях колодца 14 любой конструкций, в котором находится клапан 1, рукав 3 может быть гибким. При наличии рукава 3 нет необходимости в демонтаже колодца 14 и сигнализации, установленной на крышке колодца 14, а также в затратных земляных работах. Длина рукава 3 позволяет вынести запорное устройство 4, предназначенное для перекрытия проходного сечения рукава 3, на поверхность земли 16. При этом исключается нахождение персонала в колодце 14 клапана 1 во время освобождения нефтепровода 2 от нефти или заполнения его нефтью, что повышает безопасность работы персонала. Кроме того, обеспечивается лучший доступ к запорному устройству 4 и, следовательно, оперативное перекрытие рукава 3. При необходимости часть рукава 3 может быть закреплена с помощью опоры 12 на струбцине. Рукав 3 может быть соединен с отверстием клапана 1 и с запорным устройством 4 с помощью съемных хомутов 13.
Запорное устройство 4 служит для оперативного перекрытия или открытия проходного сечения рукава 3. Запорное устройство 4 может быть выполнено любого вида, который позволяет осуществить эти действия, например, в виде шарового крана, поворотной заслонки, шибера и т.п. В наилучшем варианте исполнения заявленного устройства запорное устройство 4 устанавливают у другого (дальнего от клапана 1) конца рукава 3.
Устройство содержит также камеру 5 приема и разделения среды, находящейся в нефтепроводе 2. Под средой понимается воздух (или газо-воздушная смесь, состоящая из воздуха, паров нефти и пр.), нефть и другие вещества, которые могут находиться в нефтепроводе. Камера 5 присоединена своим отверстием (на фигуре позицией не обозначено) к другому от клапана 1 концу рукава 3. Камера 5 представляет собой емкость, внутри которой на стенках имеются средства для разделения в камере 5 потока среды, например, выступы или отбойники 15. Они установлены поперек направления движения потока среды, поступающего в камеру 5. В результате соударения с выступами (отбойниками) 15 происходит отделение нефти от воздуха или газовоздушной среды. Отделенная от воздуха (газо-воздушной среды) нефть
собирается в камере 5. Камера 5 может быть выполнена из металла, например, из дюралюминиевого сплава или полимерного материала.
На камере 5 установлен патрубок 6, имеющий поворотную заслонку 7.
Рукав 3 снабжен манометром 8. Манометр 8 устанавливают в пределах видимости оператора при нахождении оператора у запорного устройства 4. С помощью манометра 8 контролируют давление в нефтепроводе 2 для определения своевременности открытия или закрытия запорного устройства 4. Манометр 8 должен быть предназначен как для измерений избыточного давления, так и для измерения давления, близкого к нулю (типа вакуумметра).
Рукав 3 может быть снабжен сменным фланцем 9 для присоединения к клапану 1. Сменные фланцы 9 дают возможность использовать заявляемое устройство для клапанов 1 с различными диаметрами отверстий клапанов 1.
Рукав 3 может быть снабжен спускным краном 10, который упрощает сброс давления из заявленного устройства по окончании работ с ним.
Камера 5 может иметь внутренний объем, равный, по меньшей мере, внутреннему объему рукава 3. В этом случае можно слить из рукава 3 нефть, попавшую в него при заполнении нефтепровода 2, в камеру 5, и непосредственно в камере 5 транспортировать эту нефть к месту утилизации.
Камера 5 может быть снабжена смотровым окном 1, которое позволяет визуально контролировать процесс выпуска воздуха из нефтепровода 2 при заполнении нефтепровода 2 нефтью.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работ по освобождению участка нефтепровода 2 от нефти клапан 1 одним отверстием герметично соединен с нефтепроводом 2. Другое отверстие клапана 1 соединяют с концом рукава 3, например, с помощью сменного фланца 9 необходимого диаметра. Поворотную заслонку 7 закрепляют в крайнем открытом положении. Закрывают запорное устройство 4. Закрывают спускной кран 10, если он установлен на рукаве 3. Постепенно открывая клапан 1, производят заполнение заявленного устройства средой нефтепровода 2 до давления, равного давлению в нефтепроводе 2. При этом постоянно контролируют герметичность разъемного соединения клапана 1 и рукава
3. По мере откачивания нефти из нефтепровода 2 давление в нем падает. По манометру 8 отслеживают давление. При отрицательных показаниях манометра 8 открывают запорное устройство 4 для запуска воздуха в нефтепровод 2. При уменьшении воздушного потока, поступающего в нефтепровод 2, прикрывают запорное устройство 4 и таким образом регулируют подачу воздуха в нефтепровод 2 вплоть до окончания откачивания нефти из нефтепровода 2.
При заполнении нефтепровода 2 нефтью после ремонта заявленное устройство работает следующим образом. Камеру 5 закрепляют на местности, например, проушинами 17 для якорения в качестве защиты от смещения при возникновении реактивной тяги. Патрубок 6, через который воздух (газо-воздушная смесь) из нефтепровода 2 будет выходить в окружающую среду, ориентируют в зависимости от направления ветра так, чтобы исключить возможное попадание смеси воздуха и паров нефти на строения, места присутствия людей, коммуникации и другие подобные объекты на местности. Заслонку 7 переводят в закрытое положение. Открывают клапан 1 и запорное устройство 4, приступив к выпуску воздуха (газо-воздушной смеси). Процесс выпуска можно контролировать через смотровое окно 11
камеры 5, а также по звуку. При появлении признаков приближения нефти в камеру 5 (нефтяной туман, который видим в смотровое окно 11, и характерный звук), что является нежелательным, закрывают запорное устройство 4. Выдержав паузу, приоткрывают запорное устройство 4 вновь для выпуска воздуха. Если в камеру 5 поступает нефть, а не воздух, то вновь закрывают запорное устройство 4. Если в камеру 6, как и полагается, поступает воздух, то держат запорное устройство 4 открытым вплоть до окончания работ по заполнению нефтепровода 2. Воздух (газо-воздушная смесь) под давлением в нефтепроводе 2 проходит через камеру 5 в патрубок 6, давит на заслонку 7, приоткрывает ее и выходит в окружающую среду. Выпустив воздух, заслонка 7 автоматически закрывается, например, под действием собственного веса, пружины или другого средства. То есть заслонка 7 служит обратным клапаном, выпускающим воздух при заполнении нефтепровода 2 после ремонта и предотвращающим запуск воздуха в нефтепровод 2.
По окончании работ закрывают клапан 1 и сбрасывают давление в заявленном устройстве, например, через спускной кран 10. В течение приблизительно 15 минут контролируют герметичность клапана 1 по
манометру 8, после чего сливают оставшуюся в рукаве 3 нефть в камеру 5 и закрывают заслонку 7 транспортной заглушкой. Рукав 3 демонтируют с клапана 1.
Заявленное устройство по сравнению с его наиболее близким аналогом позволяет максимально увеличить эффективное проходное сечение отверстия клапана 1 и использовать все это сечение во время впуска воздуха в нефтепровод за счет возможности максимального открытия клапана 1.
Так как запорное устройство 4 может быть вынесено на поверхность земли 16, то, во-первых, исключается нахождение обслуживающего персонала в колодце 14 во время откачивания нефти из нефтепровода 2 или во время его заполнения (соблюдение требований охраны труда). Во-вторых, обеспечивается оперативное закрытие или открытие запорного устройства 4, следовательно, регулирование с его помощью потока среды, проходящего через заявленное устройство, и дополнительная защита от негерметичности клапана 1 (соблюдение требования промышленной и экологической безопасности). Камера 5 позволяет избежать случайного попадания нефти в окружающую среду через патрубок 6 при заполнении нефтепровода 2 нефтью после ремонта.
С помощью манометра 8 удобно контролировать давление в нефтепроводе 2 для определения момента открытия или закрытия запорного устройства 4.