Устройство для опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики

Полезная модель относится к техническим средствам для опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики магистральных нефтепроводов.
Нефтепроводы подлежат периодической очистке внутренней полости от парафинистых отложений, а также техническому диагностированию внутритрубными приборами. Данные операции требуют многократного заполнения и опорожнения камер приема и пуска средств очистки и диагностики (КППСОД) с последующим сбросом нефти в дренажные емкости и дальнейшей закачкой в магистральный нефтепровод (МН), как правило, в два этапа:
- откачка погружным насосом артезианского типа;
- последующая перекачка центробежным насосом в технологический нефтепровод станции или в МН.
На каждой емкости КППСОД имеется два насоса и два электродвигателя, требующие периодического обслуживания. Данный технологический процесс является продолжительным по времени и энергозатратным. Заполнение и опорожнение КППСОД возможно также с помощью стандартного гидроэлеватора с трубопроводной обвязкой на емкости КПП СОД, подключенного к работающей нефтеперекачивающей станции (НПС). Технологические операции на НПС по закачке нефти с КППСОД соответственно исключаются со всеми необходимыми для этого затратами. Все это позволит упростить процесс опорожнения емкостей, снизить затраты на электроэнергию и обслуживание оборудования.
Известно устройство (патент РФ №69061), содержащее центробежный насос перекачки воды, перемешивающее устройство, насос перекачки нефтесодержащего сырья, передвижную стрелу, подводящие и отводящие коммуникации - трубопроводы, отличающееся тем, что в качестве насоса перекачки нефтесодержащего сырья применен гидродинамический элеватор, а перемешивающее устройство выполнено крестообразным, из соединенных между собой горизонтальных и вертикальных пластин, установленных под углом 45° к плоскости обрабатываемой поверхности, при этом рабочая часть пластин заточена, причем перемешивающее устройство изготовлено съемным и с возможностью производства перемешивания и отбора нефтесодержащего сырья по всему объему в точке отбора.
Недостатком данного устройства является невозможность надежного стационарного технологичного опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностик без просадки давления при подключении к магистральному нефтепроводу.
Известно устройство установка подготовки нефти (патент РФ №44062), содержащая соединенные последовательно трубопроводами сепаратор, отстойник и буферную емкость и соединенную дренажным трубопроводом с сепаратором, отстойником и буферной емкостью подземную емкость, снабженную откачивающим устройством, выполненным в виде вертикальной трубы, верхний конец которой размещен за пределами подземной емкости и соединен с камерой смешения гидроэлеватора, выход которого соединен трубопроводом с входом сепаратора, а вход сопла гидроэлеватора соединен трубопроводом с выходом насоса, в подземной емкости установлены две вертикальные перегородки, разделяющие подземную емкость на нефтяной, водонефтяной и водяной отсеки, при этом вертикальная труба откачивающего устройства и выходной конец дренажного трубопровода вмонтированы в нефтяной отсек, в водонефтяном отсеке установлены в вертикальном положении переточная труба, верхний конец которой выполнен с перфорациями, выведен за пределы подземной емкости и соединен трубопроводом со штуцером выпуска пластовой воды отстойника, и в наклонном положении пеносъемная труба с расширителем в верхней части, нижний конец которой вмонтирован в нефтяной отсек, а водяной отсек снабжен штуцером выпуска пластовой воды и наклонно установленным патрубком, нижний конец которого вмонтирован в водонефтяной отсек.
Недостатком данного устройства является невозможность надежного стационарного технологичного опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностик без просадки давления при подключении к магистральному нефтепроводу.
Технической проблемой заявляемого решения является опорожнение емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики надежным стационарным технологичным устройством.
Технический результат полезной модели заключается в устранении недопустимой просадки давления при подключении устройства к магистральному нефтепроводу.
Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики включает стационарно подключенный к выходу магистрального насосного агрегата трубопровод, который на подаче содержит первую и вторую задвижки до входа гидроэлеватора, гидроэлеватор, выход которого через трубопровод, содержащий четвертую и пятую задвижки, стационарно подключен к входу магистрального насосного агрегата, а всасывающая часть гидроэлеватора через третью задвижку подключена к емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики, при этом между первой и второй, четвертой и пятой задвижками установлены соответственно первый и третий манометры, а в верхней части камеры гидроэлеватора установлено устройство сброса воздуха и второй манометр.
Кроме того, указанный технический результат достигается в частных случаях реализации полезной модели за счет того, что:
- в качестве гидроэлеватора применен пожарный гидроэлеватор Г-600А;
- в качестве задвижек использованы шаровые краны, рассчитанные на рабочее давление 7,5 МПа;
- в качестве первого и третьего манометров использованы манометры, рассчитанные на рабочее давление до 10 МПа;
- в качестве второго манометра использован мановакуумметр, рассчитанный на рабочее давление до 10 МПа;
- в качестве устройства сброса воздуха применен воздушник;
- для стационарного подключения трубопроводов к магистральному насосному агрегату использованы вантузы;
- диаметр трубопроводов составляет не менее DN 80;
- длина трубопроводов от первой до четвертой задвижки составляет не более 20 м;
- длина трубопроводов от четвертой до пятой задвижки составляет не более 5 м;
- длина трубопроводов от емкости КПП СОД до третьей задвижки составляет не более 3 м;
3
- емкость камеры приема и пуска средства очистки и диагностики составляет 40 м.
Осуществление полезной модели раскрывается с помощью фигуры. На фигуре показана схема устройства для опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики. На фигуре обозначено:
1 - первая задвижка;
2 - вторая задвижка;
3 - первый манометр;
4 - гидроэлеватор;
5 - второй манометр;
6 - третья задвижка;
7 - емкость КПП СОД;
8 - четвертая задвижка;
9 - пятая задвижка;
10 - третий манометр;
11 - устройство сброса воздуха;
12 - выход магистрального насосного агрегата;
13 - вход магистрального насосного агрегата.
В предлагаемой полезной модели для опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки используется гидроэлеватор с технологической трубопроводной обвязкой (трубопроводы), работающий за счет перепада давления на входе и выходе магистрального насосного агрегата работающей НПС. Устройство для опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики включает гидроэлеватор, задвижки, трубопроводы, манометры и устройство сброса воздуха. В качестве гидроэлеватора может быть применен пожарный гидроэлеватор Г-600А. Достоинства гидроэлеватора по сравнению с насосами других типов заключаются в простоте конструкции, надежности, простоте изготовления, позволяющей изготовлять их силами ремонтных мастерских, причем размеры гидроэлеватора могут быть оптимально подобраны применительно к конкретным условиям эксплуатации, возможности засасывания и транспортирования очень густой смеси, отсутствии подвижных деталей. В качестве задвижек 1, 2, 6, 8, 9 использованы шаровые краны, рассчитанные на рабочее давление 7,5 МПа. Первый 3, третий 10 манометры рассчитаны на рабочее давление на 10 МПа. Второй 5 манометр, имеющий функции мановакуумметра, также рассчитаны на рабочее давление 10 МПа. В верхней части камеры гидроэлеватора 4 установлено устройство сброса воздуха 11, в качестве которого применен воздушник. Вход гидроэлеватора 4 через трубопровод стационарно подключен выходу магистрального насосного агрегата 12 через вантуз (на фигуре не показан) и трубопровод. Подключенный трубопровод на подаче содержит первую 1 и вторую 2 задвижки до входа гидроэлеватора. Выход гидроэлеватора 4 через трубопровод, содержащий четвертую 8 и пятую 9 задвижки, стационарно подключен через вантуз (на фигуре не показан) к входу магистрального насосного агрегата 13. Всасывающая часть гидроэлеватора 4 через третью 6 задвижку подключена к емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики 7. Между первой 1 и второй 2, четвертой 8 и пятой 9 задвижками установлены соответственно первый 3 и третий 10 манометры, а в верхней части камеры гидроэлеватора 4 установлено устройство сброса воздуха 11 и второй манометр 5.
Разработке устройства для опорожнения емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики с использованием гидроэлеватора, подключаемого к магистральному нефтепроводу, предшествовал расчет внутреннего объема заполняемых трубопроводов стационарной линии откачки с учетом объема емкости КПП СОД, для обеспечения падения давления, не превышающего заданных нормативов уменьшения давления в магистральном трубопроводе.
Расчет процесса опорожнения емкости КПП СОД 7 был проведен по этапам:
- открытие первой 1 и второй 2 задвижки и опрессовка трубопроводов установки до третьей 6 и четвертой 8 задвижек давлением с выхода магистрального насосного агрегата 12;
- открытие пятой 9 задвижки и опрессовка трубопроводов установки до четвертой 6 задвижки со входа магистрального насосного агрегата 13;
- открытие четвертой 6 задвижки и выход на квазистационарный режим с байпасированием;
- открытие третьей задвижки 6 и выход на квазистационарный режим с байпасированием и подкачкой нефти на вход магистрального насосного агрегата 13
3
Приведенные расчеты и испытания показали, что процесс опорожнения емкости КПП СОД 7, имеющей объем 40 м, с помощью заявляемой полезной модели не приведет к недопустимой просадке давления (критическому снижению давления на выходе магистрального насосного агрегата 12 и критическому повышению давления на вход магистрального насосного агрегата 13) при следующих параметрах трубопроводной обвязки (трубопроводов):
- диаметр трубопроводов составляет не менее DN 80;
- длина трубопроводов от первой 1 до четвертой 8 задвижки составляет не более 20 м;
- длина трубопроводов от четвертой 8 до пятой 9 задвижки составляет не более 5 м;
- длина трубопроводов от емкости КПП СОД 7 до третьей 6 задвижки составляет не более 3 м.
Возможны и другие сочетания параметров трубопроводной обвязки и объема емкости КПП СОД, которые определяются расчетным или экспериментальным путем для конкретных НПС МН.
Устройство работает следующим образом: через вантузы стационарно подключают параллельно к входу 13 и выходу 12 магистрального насосного агрегата работающей НПС. Открывают первую 1 задвижку, рабочее давление подается на вторую 2 задвижку, проводят измерение давления первым 3 манометром до момента установления стационарного давления между первой 1 и второй 2 задвижками. После этого открывают вторую 2 задвижку, затем производят измерение давления вторым 5 манометром, установленным в верхней части камеры гидроэлеватора 4, до установления стационарного давления между второй 2, третьей 6 и четвертой 8 задвижками. Затем открывают пятую 9 задвижку и производят измерения давления третьим 10 манометром до момента установления стационарного давления между четвертой 8 и пятой 9 задвижками. После этого открывают четвертую 8 задвижку до момента установления стационарного давления на всех трех манометрах 3, 10, 11. После установления стационарного давления открывают третью 6 задвижку, соединяющую емкость КПП СОД 7 с всасывающей частью гидроэлеватора 4. Начинается процесс откачки нефти из емкости КПП СОД 7 в магистральный трубопровод. Все задвижки должны открываться плавно, для обеспечения постепенного заполнения трубопроводов и гидроэлеватора. После завершения процесса откачки осуществляют слив остатка нефти, находящейся в трубопроводах откачки в емкость КПП СОД 7. Для этого сначала закрывают пятую 9 и первую 1 задвижки, контролируют падение давления по всем трем манометрам, открывают устройство сброса воздуха 11 на гидроэлеваторе 4 и проводят процесс слива остатков нефти. После слива остатков нефти, находящейся в трубопроводах линии откачки, в емкость КПП СОД 7, следующее переход на квазистационарный режим с байпассированием и откачкой нефти из емкости КПП СОД 7 осуществляют после установления нормативного давления в магистральном трубопроводе.
Разработанная полезная модель обеспечивает опорожнение емкости камеры приема и пуска средства очистки и диагностики без недопустимой просадки давления при подключении к магистральному нефтепроводу.