Устройство для дозирования подачи жидкого реагента в нефтепровод

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована при транспортировании нефти по трубопроводам, в частности, при защите нефтепроводов от коррозии и в борьбе с асфальтосмолопарафиновыми отложениями. Устройство представляет собой две емкости, соединенные между собой и нефтепроводом системой трубок с расположенными на них задвижками. Дозированная подача жидкого реагента в нефтепровод осуществляется за счет создания перепада давления с использованием скорости потока перекачиваемого нефтепродукта, при этом, в качестве разделительного элемента используется буферная жидкость с плотностью, большей чем реагент и нефтепродукт, например, соленая вода. Технический результат заключается в обеспечении подачи реагента в нефтепровод пропорционально объему перекачиваемого в данный момент нефтепродукта, при этом исключается нерегламентированное попадание реагента в нефтепровод под действием силы тяжести столба жидкости реагента.

Полезная модель относится к устройствам для ввода реагента в поток и может быть использована в нефтедобывающей промышленности, в частности, в системе сбора и транспортировки нефти для защиты трубопроводов от асфальтосмолопарафиновых отложений и коррозии.

Для повышения эффективности транспортировки нефти используют специальные жидкие химические реагенты и вводят их на различных участках системы перекачки нефти.

Известно устройство для дозировки подачи реагента в нефтепровод (патент №2133913, кл. F 17 D 3/12, опубл. 27.07.99), содержащее контейнер для реагента, патрубки для дозировки и заправки реагента, при этом контейнер соединен с газосборником на нефтепроводе. Однако устройство эффективно работает только тогда, когда в транспортируемой

нефти содержится свободный газ. С учетом того, что в тяжелых и подготовленных нефтях свободный газ может отсутствовать, в контейнер для реагента поступает нефть и дозировка реагента нарушается.

Известны также способы дозирования реагентов (патент РФ 2176356 2001, кл. F 17 D 3/12, опубл. 27.11.2001) и специальных жидкостей (патент РФ 2103563, кл. F 04 F 5/48, опубл. 27.01.1998). Недостатками данных способов является необходимость использования насосных установок для подачи реагента.

Известны также устройства для периодической подачи ингибитора коррозии в промысловый нефтепровод (Патент SU 1408902 A₁, 1994, МПК F 17 D 3/00) и для дозировки реагента в трубопровод (Патент SU 1789827 A₁, 1993, МПК F 17 D 3/00). Недостатками данных устройств является то, что в первом случае необходимо использование дозировочного насоса, а во втором устройстве необходимо наличие механического поршня, выдавливающего реагент через калибровочный штуцер за счет собственного веса, без учета расхода транспортируемой жидкости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство для дозировки реагента в трубопровод (патент РФ №2163701, кл. F 17 D 3/00, опубл. 27.02.2001), содержащее контейнер для реагента с размещенным в нем разделителем, снабженный трубками для ввода и вывода реагента, а также трубкой для подачи жидкости из трубопровода в верхнюю полость контейнера, и регулировочный клапан, в котором, согласно изобретению, разделитель выполнен в виде гибкой мембраны, а открытый конец трубки для подачи жидкости из трубопровода изогнут и размещен по оси трубопровода против потока жидкости.

Недостатком этого устройства является то, что при открытой нижней заглушке реагент подается в нефтепровод под действием силы тяжести

даже в том случае, когда перекачивание потока жидкости по нефтепроводу прекращено, т.е. расход подаваемого реагента не зависит от объема перекачиваемого по нефтепроводу в данный момент нефтепродукта. Кроме того, емкость с реагентом, подаваемым в нефтепровод, должна всегда находиться выше уровня жидкости в нефтепроводе.

Задачей данной полезной модели является повышение точности дозирования жидкого реагента путем регулирования расхода реагента в зависимости от объема нефтепродукта, перекачиваемого по нефтепроводу в данный момент.

Предлагаемое устройство для дозирования подачи реагента в нефтепровод отличается тем, что буферная жидкость с большей чем нефть и реагент плотностью, например, соленая вода, находится в емкости под давлением подаваемой из трубопровода через систему трубок нефти, скапливается в нижней ее части, перетекает в нижнюю часть емкости с реагентом, и в соответствии с перепадом давления на узле регулировки и расходом нефти в трубопроводе, вытесняет соответствующий объем реагента из второй емкости через верхнюю часть системы трубок в нефтепровод. Изменение уровня жидкости в емкостях регистрируется датчиками уровня, работающими по принципу сообщающихся сосудов.

Устройство для дозирования подачи жидкого реагента в нефтепровод состоит из емкости 1, содержащей буферную жидкость, например, соленую воду с плотностью большей плотности сырой нефти, емкости 2, содержащей жидкий реагент, имеющий плотность примерно равную плотности сырой нефти, системы трубок 3 с задвижкой 4 на входе в устройство из трубопровода, секущей задвижкой 5 и задвижкой 6 на входе в емкость 1 с буферной жидкостью. Верхний конец системы трубок

3 выходит в верхнюю полость емкости 1, при этом нижние концы датчиков уровня 20 соединены с магистралью, связывающей емкости 1 и 2, а верхние - связаны с впускными клапанами 8 и 19. Заполненная реагентом емкость 2 соединена с нефтепроводом системой трубок 9 с расположенными на ней в районе выхода реагента из емкости 2 секущей задвижкой 10 и секущими задвижками 11 и 12, при этом секущая задвижка 12 расположена перед эжектором 13 на входе в нефтепровод. Узел регулирования проходного сечения нефтепровода 7 установлен между входом в устройство из нефтепровода системы трубок 3 и эжектором 13 для создания дополнительного перепада давления. Секущие задвижки 14, 15 расположены на соединительной магистрали между емкостями 1 и 2, и служат для перекрытия утечек во время наполнения емкостей реагентом и буферной жидкостью, а также для слива нефти в нефтепровод после заполнения ею емкостей. Секущие задвижки 16 и 17 расположены на боковых ответвлениях двухосновных веток системы трубок 3 и 9, и предотвращают переток нефти из нефтепровода в соседнюю емкость во время подачи реагента. Для слива нефти из емкостей 1 и 2 после их заполнения установлена сливная задвижка 18. Заполнение емкостей реагентом и буферной жидкостью производится через впускной клапан 8 и 19. Давление в емкостях 1 и 2 контролируется манометрами 21.

Устройство работает следующим образом. Емкость 1 через впускной клапан 8 заполняется буферной жидкостью с плотностью более плотности нефти и реагента, например, соленой водой с плотностью не менее 1170 кг/м³. При этом все задвижки закрыты. Затем емкость 2 через впускной клапан 19 заполняется реагентом, имеющим плотность 600-900 г/м³. При открытии задвижек 4, 5, 6 и закрытой задвижке 16 нефть из нефтепровода под давлением потока жидкости и дополнительного давления, создаваемого узлом регулирования 7 проходного сечения

нефтепровода, поступает по основной ветке системы трубок 3 в верхнюю часть емкости 1 и выдавливает при этом в емкость 2 более тяжелую буферную жидкость через открытые заглушки 14 и 15. Буферная жидкость, поступая в емкость 2, вытесняет реагент в нефтепровод через верхний конец системы трубок 9 пропорционально объемному расходу нефтепродукта, поступающему в емкость 1 по системе трубок 3. Задвижки 10, 11, 12 открыты, при этом расход эжектируемого реагента дополнительно регулируется задвижкой 12 на выходе в нефтепровод. Задвижки 16, 17 на боковых ответвлениях основных веток системы трубок 3 и 9 закрыты. Реагент, поступающий в транспортируемый поток нефти через эжектор 13, дополнительно создает зону пониженного давления. Расход реагента зависит от расхода транспортируемой нефти, степени открытия узла регулирования 7 проходного сечения нефтепровода, и степени открытия регулирующей задвижки 12.

После полного вытеснения буферной жидкости в емкость 2 и заполнения емкости 1 нефтью, о чем свидетельствуют показания датчиков уровня 20, перекрывается задвижка 6. Через открытый клапан 14 и сливную задвижку 18 емкость 1 освобождается от нефти. После опустошения, емкость 1 через впускной клапан 8 заполняется реагентом. Через открытые задвижки 4, 17 и 10, нефть под давлением поступает в верхнюю полость емкости 2, вытесняя при этом поступившую из емкости 1 буферную жидкость обратно в нижнюю часть емкости 1. Открытые при этом задвижки 6, 16 и 12 пропускают дозируемый реагент через эжектор 13 в поток транспортируемой нефти. Заглушка 5 при этом закрыта. Полное расходование реагента из емкости 1 контролируется датчиком уровня 20. Давление в емкостях контролируется манометрами 21.

Между входом системы трубок 3 и 9 в нефтепровод установлен узел регулирования проходного сечения 7 нефтепровода, выполненный в виде регулируемой диафрагмы или клиновой задвижки. Узел

регулирования проходного сечения нефтепровода может быть использован, при необходимости, для создания дополнительного давления в нефтепроводе с целью снижения влияния внешних воздействий на текучесть используемых жидких сред (например, влияния температуры окружающей среды на вязкость реагента в зимний период).

Предлагаемое устройство позволяет без использования насоса или оборудования, создающего дополнительное давление, дозировать подачу жидкого химического реагента с целью защиты трубопроводов от коррозии или для ликвидации отложений АСПО, в соответствии с расходом и давлением транспортируемого нефтепродукта, используя энергию потока.

1. Устройство для дозирования подачи жидкого реагента в нефтепровод, содержащее трубопровод, емкость с разделительным элементом, емкость с реагентом, систему подачи жидкости в емкости с расположенными на ней задвижками, манометрами, датчиками уровня, эжектором, отличающееся тем, что верхние концы системы трубок, идущих от нефтепровода, введены в емкости с реагентом и разделительным элементом и выведены под крышку в верхнюю полость емкостей, при этом в качестве разделительного элемента между нефтью, поступающей из трубопровода в первую емкость, и реагентом, содержащимся во второй емкости, используется буферная жидкость с большей чем нефть и реагент плотностью, например, соленая вода.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система подачи жидкости в емкости включает в себя две симметрично расположенные системы трубок, при этом каждая система имеет одну основную ветку, на которой установлены: задвижка для входа нефти из нефтепровода в левую (правую) емкость, задвижка для направления подачи в правую (левую) емкость и задвижка перед входом в емкость, а также система подачи жидкости в емкости имеет по одному боковому ответвлению от каждой основной ветки, соединяющему две основные ветки системы трубок, на которых симметрично размещены отсечные задвижки для перепуска нефти из нефтепровода в правую (левую) емкость и для подачи реагента из левой (правой) емкости, а также в систему подачи жидкости в емкости входит трубопровод, соединяющий емкости на уровне днища, с симметрично размещенными на нем двумя клапанами, и отходящей перпендикулярно вниз от него трубой с отсечной задвижкой для слива нефти в основной нефтепровод из емкостей после их полного заполнения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед эжектором, имеющим вид трубки, изогнутой по направлению движения потока, установлен узел регулировки проходного сечения трубопровода, выполненный, например, в виде клиновой задвижки или регулируемой диафрагмы.