УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗМЫВА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В РЕЗЕРВУАРАХ С НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использована для очистки резервуаров от донных осадков.
На днищах резервуаров с течением времени при длительной эксплуатации накапливается осадок, сокращающий полезную емкость и затрудняющий эксплуатацию резервуаров. Осадок по площади распределяется неравномерно, наибольшая его толщина создается в участках, удаленных от приемо-раздаточных патрубков (ПРП), что не позволяет точно замерять фактическое количество нефти в резервуаре. Со временем осадок уплотняется и в отдельных зонах трудно поддается размыву. Для надежной эксплуатации резервуаров их необходимо периодически очищать от накопившегося осадка.
Известно устройство, для размыва донных отложений в резервуаре, описанное в опубликованной заявке на выдачу патента RU 94040444, (класс МПК B65D 88/06, B63B 57/02, опубликованной 20.10.1996). Устройство для размыва донных отложений в резервуаре, содержит ствол с соплом, напорный трубопровод и органы управления, напорный трубопровод выполнен со скользящей посадкой с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно горизонтальной оси люка резервуара и вращения в вертикальной плоскости, при этом для фиксации напорного трубопровода он снабжен замковым устройством.
Недостатком данного изобретения является то, что тяжелые парафинистые осадки и механические примеси под действием напорной струи плохо перемешиваются в общей массе нефти в объеме нефти, которая откачивается в это время из резервуара. Отсутствует автоматическое изменение направления струи нефти в горизонтальной плоскости. Управление работой данного устройства возможно только с местного пульта управления.
Устройствами, способными лучше перемешивать объем нефти в резервуаре, являются мешалки или миксеры, устанавливаемые через люки-лазы на стенке резервуара в его первом нижнем поясе. Для эффективного размыва уже образовавшихся отложений необходимо создание лопастными винтами мешалок направленной затопленной струи нефти, а для охвата всего дна резервуара струю следует перемещать, например, совершая ее угловой поворот. При нахождении струи в крайних угловых положениях масса жидкости в резервуаре приходит во вращение, что дополнительно способствует размыву отложений.
Из патента на изобретение RU 2220766, опубликованного 10.01.2004 по классу B01F 15/00, известно устройство, типа «Диоген», для размыва донных отложений, образовавшихся на дне вертикальных резервуаров с нефтью и нефтепродуктами.
Устройство содержит опорный корпус с элементом присоединения устройства к стенке резервуара, вал, один конец которого соединен посредством передачи с двигателем, а другой с закрепленным на нем гребным винтом проходит в резервуар. Устройство содержит элементы опоры и уплотнения вала относительно опорного корпуса, герметизирующую часть между опорным корпусом и полостью резервуара. Устройство может совершать автоматический, циклический угловой поворот вала в горизонтальной плоскости. Для этого оно содержит надетый на вал внутри опорного корпуса редуктор, входное звено которого соединено с валом, наружное звено зафиксировано от вращения вокруг оси вала, а на выходном звене установлена подшипниковая опора под углом к оси вала, равным максимальному углу поворота вала в горизонтальной плоскости. Из наружной обоймы подшипниковой опоры выступает палец, проходящий через паз в опорном корпусе. С пальцем шарнирно соединен стержень и элемент присоединения устройства к стенке резервуара. Устройство обладает широкой зоной охвата резервуара при длительном непрерывным воздействием на донные отложения и на всю массу нефти. Указанное устройство является наиболее близким аналогом заявленной полезной модели.
Разработка заявленной полезной модели направлена на решение задачи дистанционного контроля за работой устройства, типа «Диоген», например, с отдаленного диспетчерского пункта с возможностью контроля основных параметров данного устройства для обеспечения эффективного размыва накопившихся донных осадков, их перемешивания, при котором тяжелые парафинистые осадки и механические примеси взвешиваются в общей массе нефти, то есть переходят в объем нефти, которая откачивается из резервуара.
Техническим результатом полезной модели является повышение безопасности и эффективности эксплуатации установки размыва донных отложений в резервуарах с нефтью и нефтепродуктами.
Технический результат достигается следующим образом.
Установка для размыва донных отложений в резервуарах с нефтью и нефтепродуктами содержит в своем составе стационарную систему размыва донных отложений, включающую по меньшей мере одну электромеханическую мешалку, снабженную средствами управления и подключенную к сети электропитания. Причем, средства управления системой размыва дополнительно содержат дистанционный уровнемер для контроля за уровнем взлива нефти в резервуаре, а также систему контрольной сигнализации, которые выведены на дистанционный пульт управления, выполненный с возможностью отключения или блокировки включения системы размыва по их показаниям. Пульт управления системой размыва может быть установлен, например, на диспетчерском пункте с возможностью дистанционного контроля параметров работы установки, в частности, с возможностью контроля состояния электропривода системы размыва и его дистанционного отключения, контроля силы потребляемого тока электропривода, виброскорости и скорости вращения вала электромеханической мешалки, а также контроля измерений уровней жидкостей в резервуаре.
В соответствии с полезной моделью электромеханическая мешалка снабжена автоматическим приводом возвратного углового перемещения вала.
Электромеханическая мешалка снабжена пропеллером (или гребным винтом с лопастями), установленным на валу и введенным в резервуар через люк нижнего (первого) яруса (пояса) резервуара для образования направленной затопленной струи нефти.
В настоящее время промышленностью выпускаются различные виды электромеханических мешалок, которые могут быть успешно применены в конструкции заявленной установки. Среди них выделим: «Jensen 620VA 25/29» (США), «Plenty 28Р-8ТМ25» (США), «Prematechnic 177520» (Германия), «Тайфун» (Россия), «Диоген» (Россия) и т.д.
ОАО «Центросибнефтепровод» разработало устройство «Диоген», который установлен на многих резервуарах ОАО «АК «Транснефть». Указанная электромеханическая мешалка, типа «Диоген» наилучшим образом подходит для использования в конструкции заявленной установки.
Установка дополнительно снабжена дистанционным уровнемером для контроля за уровнем взлива нефти в резервуаре, то есть для определения уровня границы раздела фаз смеси нефть (нефтепродукт)/вода.
Установка дополнительно содержит систему контрольной сигнализации.
Следует отметить, что средства управления системой размыва заявленной установки автоматизированы, при этом автоматика обеспечивает отключение или блокировку включения системы размыва донных отложений, если уровень нефти в резервуаре выше верхнего нормативного уровня или ниже минимального допустимого уровня или если получен сигнал о пожаре в резервуаре.
Средства управления системой размыва выполнены с возможностью отключения или блокировки включения системы размыва донных отложений с дистанционного пульта управления по показаниям дистанционного уровнемера, если уровень нефти в резервуаре выше верхнего нормативного уровня или ниже минимального допустимого уровня.
Также средства управления системой размыва выполнены с возможностью отключения или блокировки включения системы размыва донных отложений, если через систему контрольной сигнализации получен сигнал о пожаре в резервуаре.
На фиг.1 схематично показано взаимное размещение основных компонентов заявленной установки для размыва донных отложений в резервуарах с нефтью или нефтепродуктами с использованием устройства, типа «Диоген».
На фиг.2 показан вид сбоку использованной в заявленной установке электромеханической мешалки.
Как показано на фиг.1 установка содержит следующие оборудование: стационарную систему для размыва донных отложений 1, связанную с ней систему контроля измерений уровней 2 (СИУ), данные которой выведены на дистанционный пульт управления 3, размещенный, например, на диспетчерском пункте, обеспечивающем бесперебойную и безопасную работу всей системы размыва донных отложений в резервуаре 4.
Электромеханическая мешалка, типа «Диоген», как показано на фиг 2., содержит опорный корпус 5, связанный с элементом 6 для присоединения к стенке резервуара 4, вал 7, один конец которого соединен посредством передачи 8 с двигателем 9, а другой с закрепленным на нем гребным винтом 10, который проходит в резервуар 4. Устройство содержит элементы 11 для опоры и уплотнения вала 7 относительно опорного корпуса 5, герметизирующие средства для изоляции опорного корпуса 5 от полости резервуара 4. Устройство может совершать автоматический, циклический угловой поворот вала 7 в горизонтальной плоскости. Для этого оно содержит надетый на вал 7 внутри опорного корпуса 5 редуктор 12, входное звено которого соединено с валом, наружное звено зафиксировано от вращения вокруг оси вала, а на выходном звене установлена подшипниковая опора под углом к оси вала, равным максимальному углу поворота вала в горизонтальной плоскости. Благодаря тому, что электромеханическая мешалка снабжена автоматическим приводом возвратного углового перемещения вала, устройство обладает широкой зоной охвата резервуара направленной затопленной струей нефти, созданной лопастным гребным винтом 10 мешалки при длительном непрерывным воздействием на донные отложения и на всю массу нефти.
Установка работает следующим образом.
При величине остатка донных отложений не более 20 мм резервуар 4 выводится из эксплуатации. Контроль за уровнем взлива (уровень раздела фаз нефть-вода) нефти в резервуаре осуществляется по показаниям дистанционного уровнемера (на чертеже не показан). После закрытия задвижек на приемно-раздаточном патрубке (ПРП), устройство 1, типа «Диоген», стационарно установленное в люке первого пояса резервуара 4 включается в работу и проводит размыв отложений. Отметим, что резервуар может быть оснащен несколькими подобными электромеханическими мешалками. Параметры работы устройств, типа «Диоген», оснащенных системой контроля и сигнализации, контролируются дежурным оперативным персоналом дистанционно из помещения диспетчерского пункта. Пульт управления 3, расположенный на диспетчерском пункте, позволяет осуществлять контроль уровня нефти и донных отложений до начала размыва; процесс размыва донных отложений (не менее 10 ч); откачку нефти с взвешенными отложениями до нижнего аварийного уровня; контроль уровня нефти и донных отложений после размыва, контроль эффективности процесса размыва и удаления донных отложений из резервуаров с нефтью. Работы выполняются за несколько циклов для обеспечения нормативного уровня донных отложений. При использовании оборудования диспетчерского пункта контролируется качество нефти по показателям содержания массовой доли воды, хлористых солей, механических примесей, серы и другим показателям.
Повышение эффективность применяемой технологии достигается за счет применения автоматизации процесса размыва накопившихся осадков, автоматизации контроля их перемешивания, при котором тяжелые парафинистые осадки и механические примеси взвешиваются в общей массе нефти, которая откачивается в это время из резервуара.
Использование заявленной установки с дистанционным пультом управления обеспечивает повышение безопасности работы персонала, за счет исключения необходимости присутствия сотрудников в непосредственной близости к резервуарам с нефтепродуктами, а также обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик оборудования, за счет дистанционного отключения или блокировки включения системы размыва донных отложений с использованием автоматического дистанционного уровнемера.
При использовании заявленной полезной модели облегчается контроль за размывом и перемешиванием донных отложений в резервуаре струей нефти, формируемой электромеханической мешалкой.
Система контроля и сигнализации (СКС), соединенная с дистанционным пультом управления диспетчерского пункта, обеспечивает включение и отключение установки с дистанционно, а также высокую надежность работы устройства.
При использовании в составе заявленной установки дистанционного пульта управления, размещенного удаленно от резервуара с нефтепродуктами на диспетчерском пункте, удалось обеспечить минимальный уровень донных осадков и безопасную работу системы размыва донных отложений.