УСТРОЙСТВО ВПУСКА ВОЗДУХА В НЕФТЕПРОВОД И НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОД ИЛИ ЕГО ВЫПУСКА

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 или нефтепродуктов. Полезная модель может быть использована при ремонте нефтепровода или нефтепродуктопровода.
Известно устройство для выпуска газовоздушной смеси из магистральных нефтепроводов и продуктопроводов [Пат. РФ №140087 U1, МПК F17D 1/14, з. 04.10.2013, оп. 27.04.2014], содержащее трубопровод с шаровым краном, отвод стальной и безнапорную емкость, причем оно снабжено трубой, выполненной из стали, дополнительным шаровым краном и присоединенным к трубе мановакууметром, резиновым маслобензоностойким рукавом, присоединенным одним концом к безнапорной емкости, а другим концом - к концу трубы через отвод стальной и дополнительный шаровой кран.
Недостатками данного устройства для выпуска газовоздушной смеси из магистральных нефтепроводов и продуктопроводов являются:
- большие габариты и, соответственно, масса устройства, ввиду того, что для выпуска газовоздушной смеси из нефтепровода (продуктопровода) при его заполнении требуется безнапорная емкость значительного объема во избежание разлива нефти из-за ее переполнения;
- отсутствие патрубка, выводящего газовоздушную смесь на высоту, обеспечивающую безопасность обслуживающего персонала;
- отсутствие в конструкции огнепреградителя, для предотвращения попадания частиц огня, например искр, в безнапорную емкость, что может привести к воспламенению и/или взрыву газовоздушной смеси;
- отсутствие в конструкции устройства для предотвращения попадания воздуха в нефтепровод (продуктопровод) при его заполнении, например обратного клапана, может привести к попаданию воздуха в нефтепровод (продуктопровод) и образованию воздушных пробок.
Известно устройство впуска воздуха в нефтепровод (нефтепродуктопровод) или его выпуска, используемое при ремонте с освобождением внутренней полости нефтепровода (нефтепродуктопровода) от нефти [Пат. РФ №59769 U1, МПК F16L 55/00, з. 24.08.2006, оп. 27.12.2006], принятое за прототип, содержащее клапан (по сути, представляющий собой задвижку), включающий корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха, одно из которых герметично соединено с нефтепроводом, и установленный между отверстиями затвор, кроме того, 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.
Недостатками прототипа являются:
- отсутствие в конструкции клапана для автоматического удаления воздуха (вантуза) может привести к выходу значительного количества нефти, в случае если обслуживающий персонал своевременно не перекроет поток нефти при его поступлении в камеру для приема и разделения среды нефтепровода;
- большие габариты и, соответственно, масса устройства, ввиду того, что для выпуска газовоздушной смеси из нефтепровода при его заполнении требуется камера для приема и разделения среды нефтепровода значительного объема во избежание разлива нефти из-за ее переполнения, вследствие чего для монтажа данного устройства требуется применение грузоподъемной техники, для которой в местах расположения магистральных нефтепроводов не всегда имеется место подъезда, а значит снижается удобство эксплуатации;
- отсутствие в конструкции огнепреградителя, для предотвращения попадания частиц огня, например искр, в камеру для приема и разделения среды нефтепровода, что может привести к воспламенению и/или взрыву газовоздушной смеси.
Задачей полезной модели является обеспечение экологичного и безопасного впуска воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуска.
Технический результат выражается в повышении удобства эксплуатации, экологичности и безопасности работ по впуску воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуску.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство впуска воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуска, содержит последовательно соединенные задвижку, установленную на нефтепроводе или нефтепродуктопроводе, рукав, запорное устройство, камеру для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода с установленным на ней патрубком и поворотную заслонку, установленную на выходе патрубка.
Согласно предложенному техническому решению устройство содержит клапан для автоматического удаления или впуска воздуха, установленный между задвижкой и рукавом, оборудованный мановакуумметром и огнепреградитель, установленный на патрубке перед поворотной заслонкой.
В частности, клапан для автоматического удаления или впуска воздуха может быть снабжен спускным краном.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен общий вид устройства впуска воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуска.
К установленной на нефтепроводе 1 задвижке 3 присоединен клапан 4 для автоматического удаления или впуска воздуха, оборудованный мановакуумметром 5 для контроля давления (разряжения) в нефтепроводе 1. В качестве клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха может быть использован поплавковый воздушный клапан, запирающим элементом которого является тело сферической, цилиндрической или другой геометрической формы, способное всплывать при заполнении внутренней полости клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха нефтью (или нефтепродуктом в случае использования заявленного устройства на нефтепроводе) и обеспечивать герметичное перекрытие проходного сечения данного клапана, а при падении уровня нефти - обеспечивать открытие проходного сечения для беспрепятственного удаления или впуска воздуха. Примером клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха может служить устройство для выпуска газо-воздушной смеси на вантузах магистральных нефтепроводов [Пат. РФ №147352 U1, МПК F16L 55/00, з. 05.08.2014, оп. 10.11.2014]. Клапан 4 для автоматического удаления или впуска воздуха снабжен спускным краном 12 для обеспечения возможности сброса давления и дренирования остатков нефти. К выходному отверстию клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха присоединен рукав 6, выполненный для работы под давлением и при разряжении из соответствующего материала, например, из металла или полимерного материала. Для удобства размещения рукав 6 может быть выполнен гибким. Вторым концом рукав 6 через запорное устройство 7 соединен с камерой 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода. Под средой понимается воздух (или газовоздушная смесь, состоящая из воздуха, паров нефти и пр.), нефть и другие вещества, которые могут находиться в нефтепроводе 1. Запорное устройство 7 обеспечивает возможность своевременного перекрытия рукава 6 в случае выхода нефти из нефтепровода 1 в камеру 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода, например, при выходе из строя клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха. Камера 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода представляет собой емкость, внутри которой на стенках имеются средства для разделения потока среды, например, выступы или отбойники (не показаны), установленные поперек или под углом к направлению движения потока среды, поступающего в камеру 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода. В результате соударения с выступами (отбойниками) (не показаны) происходит отделение нефти от воздуха или газовоздушной среды. Отделенная от воздуха (газовоздушной среды) нефть собирается в камере 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода. Камера 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода может быть выполнена из металла, например, из дюралюминиевого сплава или полимерного материала. На камере 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода установлен, например посредством фланцевого соединения, патрубок 9 для отвода воздуха (газовоздушной среды) на высоту, обеспечивающую безопасность для обслуживающего персонала, таким образом, что воздух (газовоздушная смесь) выходит на высоту не менее двух метров от поверхности земли 2 и рассеивается в воздухе окружающей среды, не создавая опасную концентрацию вредных веществ в зоне работы обслуживающего персонала. На выходе патрубка 9 установлена поворотная заслонка 11, выполняющая роль обратного клапана, открывающаяся при выходе из патрубка 9 воздуха (газовоздушной смеси) и закрывающаяся автоматически при прекращении его выхода, например, под действием собственного веса, пружины или другого средства. В закрытом состоянии поворотная заслонка 11 не допускает попадания воздуха из окружающей среды в нефтепровод 1. Для исключения возможности воспламенения и/или взрыва газовоздушной среды в камере 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода от попадания частиц огня, например искр, на патрубке 9 перед поворотной заслонкой 11 установлен огнепреградитель 10.
Устройство впуска воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуска работает следующим образом.
Производят подключение устройства впуска воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуска к нефтепроводу 1. Обеспечивают устойчивое положение камере 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода путем крепления к земле, например металлическими стержнями (не показаны) или путем крепления к расположенным вблизи стационарным объектам, например хомутами (не показаны) к колодцу для трубопровода (не показан). Патрубок 9, через который воздух (газовоздушная смесь) из нефтепровода 1 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.
Открывают запорное устройство 7. Постепенно открывают задвижку 3 и по мановакуумметру 5 контролируют заполнение клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха нефтью до момента его срабатывания и перекрытия потока среды через данный клапан.
При откачивании нефти из нефтепровода 1, поворотную заслонку 11 открывают для обеспечения свободного прохода воздуха из окружающей среды. По мере откачивания нефти из нефтепровода 1 давление в нем падает, а в клапане 4 для автоматического удаления или впуска воздуха снижается уровень нефти, и вместе с ним опускается запирающий элемент (не показан), открывая доступ в нефтепровод 1 для воздуха из атмосферы. По мановакуумметру 5 отслеживают давление-разряжение. При уменьшении воздушного потока, поступающего в нефтепровод 1, прикрывают запорное устройство 7 и таким образом регулируют подачу воздуха в нефтепровод 1 вплоть до окончания откачивания нефти из нефтепровода 1.
При заполнении нефтепровода, например после ремонта, нефтью поворотную заслонку 11 приводят в закрытое положение для исключения впуска воздуха в нефтепровод 1 из окружающей среды. Производят удаление воздуха из нефтепровода 1, при этом процесс визуально контролируют по открытой потоком выходящего воздуха поворотной заслонке 11. Также контролируют показания мановакуумметра 5, показания роста давления на котором свидетельствуют о срабатывании клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха и прекращении удаления воздуха из нефтепровода 1.
В случае прохода нефти через клапан 4 для автоматического удаления или впуска воздуха в результате выхода его из строя, во избежание переполнения камеры 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода и разлива нефти в окружающую среду, оперативно перекрывают запорное устройство 7. После того как перекрыто запорное устройство 7 обслуживающий персонал спускается к месту расположения задвижки 3 (например, в колодец для трубопровода) и перекрывает ее.
По окончании работ закрывают задвижку 3 и сбрасывают давление в заявленном устройстве, например, через спускной кран 12. Клапан 4 для автоматического удаления или впуска воздуха и рукав 6 демонтируют с задвижки 3.
Заявленное устройство впуска воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуска благодаря наличию клапана 4 для автоматического удаления или впуска воздуха, в отличие от прототипа, позволяет исключить влияние человеческого фактора при заполнении нефтепровода и своевременно предотвратить выход нефти из нефтепровода 1, переполнение камеры 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода и разлив нефти на поверхность земли 2, т.е. обеспечивает повышение экологичности проводимых работ. Снижение количества нефти, поступающей в камеру 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода в процессе работы заявленного устройства, позволяет уменьшить габариты и массу данной камеры и, как следствие, позволяет производить монтаж устройства впуска воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуска без использования грузоподъемной техники, что, в свою очередь, повышает удобство эксплуатации. Применение в конструкции заявленного устройства огнепреградителя 10, позволяет предотвратить попадание частиц огня, например искр, в камеру 8 для приема и разделения среды нефтепровода или нефтепродуктопровода, способных привести к воспламенению и/или взрыву газовоздушной смеси, находящейся в данной камере и, как следствие, обеспечивает повышение безопасности работ по впуску воздуха в нефтепровод и нефтепродуктопровод или его выпуску.