Узел ввода реагента в магистральный трубопровод и способ замены форсунки ввода реагента в магистральный трубопровод с использованием узла ввода реагента
REAGENT INJECTION UNIT INTO MAIN PIPELINE AND METHOD FOR REPLACING REAGENT INJECTION NOZZLE INTO MAIN PIPELINE USING REAGENT INJECTION UNIT

Изобретение относится к области транспортировки углеводородов по трубопроводам и может быть использовано как на магистральных трубопроводах, так и на трубопроводах малой протяженности.
Известно (RU, патент 2532822, опубл. 10.11.2014) устройство введения реагента в трубопровод с использованием эжектора, содержащее эжектор и магистрали подвода газа и реагента, а также дополнительно содержит пневмоцилиндр, внутри которого установлена с возможностью перемещения по пневмоцилиндру ось, на одном конце которой установлены два разнесенных по длине оси поршня, на другом конце оси установлен затвор эжектора, на наружной поверхности пневмоцилиндра со стороны затвора прикреплен эжектор, который содержит средство подключения низконапорного газа, на боковой поверхности пневмоцилиндра установлены средства подвода высоконапорного газа, а также подключенное через пневмоклапан средство подвода реагента, при этом средство подвода высоконапорного газа через проходной клапан и четырехходовой кран подключено по первому трубопроводу к пространству пневмоцилиндра между поршнями, а также через дополнительный проходной кран к дренажной магистрали, по второму трубопроводу - к средству подвода реагента после пневмоклапана, а также к объему пневмоцилиндра между затвором и ближнему к нему поршнем, а по третьему трубопроводу - к пневмоклапану и объему пневмоцилиндра между его торцевой стенкой и наиболее удаленным от затвора поршнем.
Недостатком известного устройства следует признать невозможность замены эжектора без остановки прокачивания углеводорода по трубопроводу.
Известно также (RU, патент2559383, опубл. 10.08.2015) устройство для подачи ингибитора гидратообразования в трубопровод природного газа. Оно содержит корпус, входной и выходной патрубки подачи ингибитора, фильтр, установленный в линии подачи ингибитора, предпочтительно, после входного патрубка, расходомер ингибитора, устройство регулирования расхода ингибитора, соединенное с расходомером ингибитора и содержащее корпус с входным и выходным штуцерами и рабочим органом, размещенным внутри корпуса, при этом рабочий орган устройства регулирования расхода ингибитора выполнен в виде плунжерной пары с электроприводом, причем на внешней поверхности плунжера выполнены радиальные канавки и, как минимум, одна продольная канавка переменного сечения, предпочтительно треугольного, проходная площадь которой уменьшается от периферийной части плунжера к его центральной части, при этом полости указанных канавок соединены между собой.
Недостатком известного устройства следует признать его сложность, а также невозможность замены патрубка подачи без остановки прокачки углеводорода по трубопроводу.
Известно также (RU, патент 2528462, опубл. 20.09.2014) устройство подачи ингибитора парафиноотложения в трубопровод транспортировки углеводородов, также оно содержит магистраль - источник низшего спирта, на которой установлен первый регулирующий вентиль, магистраль источник ингибитора парафиноотложений, на которой установлен второй регулирующий вентиль, тройник, к входам которого подключены указанные магистрали, выход тройника подключен, по меньшей мере, к входу одной форсунки, сопло которой выведено в трубопровод транспортировки углеводородов.
Недостатком известного устройства следует признать невозможность замены форсунок без остановки прокачки углеводорода по трубопроводу.
Наиболее близким аналогом разработанного устройства можно признать (RU, патент 111246, опубл. 10.12.2011) устройство для впрыска жидкости в газопровод, включающее цилиндрический патрубок, жестко закрепленный на трубе газопровода перпендикулярно его оси, внутри цилиндрического патрубка концентрично размещен полый шток с установленной на нижнем торце сменной форсункой, при этом полый шток центрируется внутри цилиндрического патрубка посредством втулки, на верхнем торце цилиндрического патрубка размещен фланец, на котором последовательно установлены запорная арматура и механизм вертикального перемещения полого штока, состоящий из цилиндрического корпуса с двумя симметрично выполненными щелевыми окнами, на торцах цилиндрического корпуса размещены крышки, в верхней крышке установлен ходовой узел, включающий подшипник скольжения, снабженный внутренней резьбой, маховик, шпонку, контргайку, в нижней крышке установлен сальниковый узел, включающий фланец, втулку нажимную, шпильки с гайками, набивку сальниковую, внутри цилиндрического корпуса размещен выдвижной шпиндель, снабженный резьбой, взаимодействующей с резьбой подшипника скольжения ходового узла, на нижней части выдвижного шпинделя закреплен съемный ограничитель хода, между выдвижным шпинделем и полым штоком размещен трубный угольник, жестко соединенный с ними, причем с полым штоком трубный угольник сообщается гидравлически, в боковое отверстие трубного угольника установлен цилиндрический патрубок, соединенный с узлом подвода жидкости, состоящим из двух последовательно соединенных запорных клапанов и разъемным соединением между ними.
Недостатком известной конструкции следует признать ее сложность.
Это техническое решение принято в качестве ближайшего аналога разработанного технического решения.
Техническая проблема, решаемая использованием разработанного технического средства, состоит в расширении ассортимента средства введения реагентов в магистральные трубопроводы.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного средства, состоит в упрощении конструкции при одновременном сохранении возможности замены форсунки без остановки прокачивания углеводорода по трубопроводу.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать узел ввода реагента разработанной конструкции. Он содержит прижимной фланец, привариваемый к внешней поверхности магистрального трубопровода, и опорный фланец, фланцы образуют сквозное отверстие, совмещенное с отверстием в магистральном трубопроводе, в отверстии, образованном фланцами, установлено седло клапана и державка клапана, на выходе державки установлена форсунка, за которой внутри магистрального трубопровода установлены закрепленный на державке клапан или закрепленный на седле обратный клапан, управляемый форсункой, державка клапана уплотнена с использованием сальников, кольца прижимного и контргайки, на внешней поверхности державки клапана и внутренней поверхности седла выполнена резьба, обеспечивающая перемещение державки в седле, при этом на конце державки, противоположной расположению клапана, выполнено средство перемещения державки по седлу.
Также для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ замены форсунки. Согласно разработанному способу к сквозному отверстию узла со стороны, противоположной размещению клапана подключают последовательно установленные первый и второй краны, причем выход второго крана подключен к трубопроводу подачи реагента, к промежутку между первым и вторым кранами подключают третий кран, все три крана закрыты, узел совместно со вторым и третьим кранами отключают от первого крана, подключенного к трубопроводу подачи реагента, выворачивают державку клапана до момента, пока клапан не сядет на седло или не закроется обратный клапан с герметизацией трубопровода подачи реагента, открывают третий кран и сбрасывают давление из полости державки клапана через второй и третий краны, второй кран отсоединяют от державки клапана и удаляют старую форсунку и заменяют ее новой.
Разработанное техническое решение проиллюстрировано чертежами, при этом на фиг. 1 приведена конструкция разработанного узла, на фиг. 2 - иллюстрирован способ замены форсунки, на фиг. 3 штанга для смены форсунки. На чертежах использованы следующие обозначения: опорный фланец 1, прижимной фланец 2, сальник 3, кольцо прижимное 4, контргайка 5, гайка 6 сальника 3, ворот 7, седло 8, клапан 9, державка 10 клапана 9, форсунка 11, уплотнение между форсункой и державкой 12, магистральный трубопровод 13, первый кран 14, второй кран 15, третий кран 16, штанга 17.
Узел ввода реагента разработанной конструкции содержит опорный фланец 1, привариваемый к внешней поверхности магистрального трубопровода 13, прижимной фланец 2, фланцы образуют сквозное отверстие, совмещенное с отверстием в магистральном трубопроводе 13, в отверстии, образованном фланцами, установлено седло 8 клапана 9 и державка 10 клапана 9, на выходе державки 10 установлена форсунка 11, за которой внутри магистрального трубопровода установлены закрепленный на державке 10 клапан 9 или закрепленный на седле 8 обратный клапан, управляемый форсункой 11, державка 10 клапана 9 уплотнена от давления со стороны магистральной трубы 13 сальником 3, прижимным кольцом 4 и контргайкой 5, на внешней поверхности державки клапана и внутренней поверхности седла выполнена резьба, обеспечивающая перемещение державки в седле, при этом на конце державки, противоположной расположению клапана, выполнено средство перемещения державки по седлу (ворот 7). Во избежание протекания реагента между державкой 10 и форсункой 11 установлено уплотнение 12.
Разработанный способ осуществляют следующим образом. К сквозному отверстию узла со стороны, противоположной размещению клапана 9 подключают последовательно установленные первый 14 и второй 15 краны, причем выход второго крана 15 подключен к трубопроводу подачи реагента (не показан), к промежутку между первым 14 и вторым 15 кранами подключают третий 16 кран, все три крана закрыты, узел совместно со вторым 14 и третьим 16 кранами отключают от первого 15 крана, подключенного к трубопроводу подачи реагента, выворачивают державку 10 клапана 9 до момента, пока клапан 9 не сядет на седло 8 или не закроется обратный клапан с герметизацией трубопровода подачи реагента, открывают третий кран 16 и сбрасывают давление из полости державки 10 клапана через второй 14 и третий 16 краны, второй кран 14 отсоединяют от державки 10 клапана 9 и удаляют старую форсунку 11 с использованием штанги 17 и заменяют ее новой.
Конструкции разработанного узла значительно проще конструкции ближайшего аналога, при этом разработанная конструкция обеспечивает замену форсунки без остановки прокачивания среды по трубопроводу.