Установка для термической очистки труб нефтяного сортамента

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть применена для термической очистки труб, используемых в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, преимущественно, от асфальтосмолопарафиновых отложений. Технический результат - повышение экологической безопасности и увеличение срока службы установки. Установка содержит генератор на базе турбореактивного авиационного двигателя, камеру очистки труб и выходной блок. Технический результат достигается за счет того, что установка дополнительно включает блок редуцирования давления газа и автоматического поддержания выходного давления газа, газораздающий коллектор, пусковой и основной электромагнитные клапаны, регулирующий клапан, газовые форсунки, резиновые газостойкие рукава, соединяющие каждую газовую форсунку с газораздающим коллектором и трубопроводы подачи газа, снабженные дроссельной шайбой пускового режима диаметром 3,5-6,5 мм и дроссельной шайбой самоходного режима диаметром 6,0-10,0 мм. 1 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть применена для термической очистки труб, используемых в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, преимущественно, от асфальтосмолопарафиновых отложений.

Известны установки для термической очистки труб нефтяного сортамента, содержащие теплогазогенератор, камеру очистки труб и выходной блок (SU 311088, RU 71082, RU 71083, RU 71084, RU 2226129, RU 79457 и многие другие). В качестве теплогазогенератора используется генератор на базе авиационного двигателя, что является результатом значительного многолетнего опыта применения турбореактивных двигателей, отработавших летный ресурс, в наземных установках. Расчеты и практика применения газотурбинных двигателей показывают, что при очистке труб, используемых в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, от асфальтосмолопарафиновых отложений в парогазотурбинных установках могут быть использованы различные авиационные двигатели, в том числе, предпочтительные с экономической точки зрения, турбореактивные двигатели первых поколений с максимальным расходом воздуха на земле 15-45 кг/с, например, ВК-1, М701, РД-9БКР.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является известная установка для термической очистки труб нефтяного сортамента, содержащая генератор на базе турбореактивного авиационного двигателя, камеру очистки труб и выходной блок (RU 2022675 - прототип).

Использован генератор на основе авиационного турбореактивного двигателя ВК-1, работающий на авиационном керосине или дизельном топливе, т.е. на нефтяном топливе, приводящем к токсическому загрязнению окружающей среды. Низкая экологичность установок по прототипу и другим вышеприведенным аналогам является их серьезным недостатком. Сокращение расхода быстро истощающихся нефтяных ресурсов, значительные выбросы в воздух загрязняющих веществ и «тепличных» газов двигателями, использующими нефтяные топлива, определяют объективную необходимость перехода на новые виды более чистых и желательно более дешевых топлив и соответственного изменения конструкции двигателей и сопряженного оборудования, что и является технической задачей создания предлагаемой полезной модели.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в повышении экологической безопасности и увеличении срока службы установки.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для термической очистки труб нефтяного сортамента, содержащая генератор на базе турбореактивного авиационного двигателя, камеру очистки труб и выходной блок, дополнительно включает блок редуцирования давления газа и автоматического поддержания выходного давления газа, газораздающий коллектор, пусковой и основной электромагнитные клапаны, регулирующий клапан, газовые форсунки, резиновые газостойкие рукава, соединяющие каждую газовую форсунку с газораздающим коллектором и трубопроводы подачи газа, снабженные дроссельной шайбой пускового режима диаметром 3,5-6,5 мм и дроссельной шайбой самоходного режима диаметром 6,0-10,0 мм.

Указанные выше диаметры дроссельных шайб, соответственно, 3,5-6,5 мм и 6,0-10,0 мм обеспечивают надежное зажигание топлива и пламяпереброс на соседние камеры сгорания. Предпочтительно трубопроводы подачи газа снабжают дроссельной шайбой пускового режима диаметром 5,5 мм и дроссельной шайбой самоходного режима диаметром 6,5 мм. В этом случае, наряду с надежным обеспечением зажигания топлива и пламяпереброса на соседние камеры сгорания, достигается наиболее быстрый запуск и разгон турбины двигателя: выход на режим «малого газа» осуществляется за 1-2 минуты.

Предлагаемая конструкция установки позволяет заменить жидкое нефтяное топливо для авиационного двигателя на газовое - низкокипящие углеводороды. Указанное газовое топливо является эксплуатационно допустимой заменой авиационному керосину и дизельному топливу, которые используются в установке по прототипу, поскольку по своим теплофизическим характеристикам близко к ним. Газовое топливо по сравнению с керосином и дизельным топливом обладает более высокой термостабильностью и менее агрессивно по отношению к конструкционным, резинотехническим и уплотнительным материалам, так как в нем отсутствуют сернистые соединения, ароматические и непредельные углеводороды, смолы и другие вредные вещества, практически отсутствует свободная вода и механические примеси, имеющиеся в жидких топливах, вырабатываемых из нефти.

Таким образом, долговечность двигателя, работающего на газовом топливе, а следовательно, и длительность работы всей парогазотурбинной установки без останова на ремонт значительно выше, чем при работе на жидком нефтяном топливе. Работа предлагаемой установки значительно улучшает экологическую ситуацию, уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу, т.к. по чистоте продуктов сгорания газовое топливо стоит на одном из первых мест. Экологическая безопасность предлагаемой установки определяется сокращением расхода быстро истощающихся нефтяных ресурсов, значительно меньшими выбросами в воздух загрязняющих веществ и снижением выброса «тепличных» газов.

Частные формы выполнения конструкции и способа использования предлагаемой установки могут быть аналогичными конструкции и способам по любому из вышеперечисленных патентов (RU 71082, RU 71083, RU 71084, RU 2226129. RU 79457). В качестве блока редуцирования давления газа и автоматического поддержания выходного давления газа могут быть использованы промышленно выпускаемые газорегуляторные установки, например, типа ГРУ-50, в частности, ГРУ-50/25-12.

Достижение технического результата по сравнению с прототипом, состоящего в повышении экологической безопасности установки, в связи с отказом от использования жидкого топлива является очевидным. Для доказательства достижения технического результата в отношении увеличения срока службы установки были смонтированы: установка по RU 2022675 и установка, содержащая генератор на базе турбореактивного авиационного двигателя, камеру очистки труб, выходной блок, блок редуцирования давления газа и автоматического поддержания выходного давления газа, газораздающий коллектор, пусковой и основной электромагнитные клапаны, регулирующий клапан, газовые форсунки, резиновые газостойкие рукава, соединяющие каждую газовую форсунку с газораздающим коллектором и трубопроводы подачи газа, снабженные дроссельной шайбой пускового режима диаметром 5,5 мм и дроссельной шайбой самоходного режима диаметром 8,0 мм (установка по предлагаемой полезной модели).

Регулирующий клапан (заслонка) устанавливается за клапаном перед газораздающим коллектором для плавного изменения подачи газа, с целью обеспечения необходимой частоты вращения двигателя. В режиме запуска двигателя газ из магистрали поступает в трубопровод и через дроссельную шайбу пускового режима и пусковой электромагнитный клапан подается к газовым форсункам из газораздающего коллектора. Основной электромагнитный клапан открывается и подает газ через дроссельную шайбу самоходного режима после зажигания.

Газовые форсунки, заменяющие форсунки жидкого топлива в авиационном двигателе (например, в турбореактивном двигателе М701) в установке по предлагаемой полезной модели были соединены с газораздающим коллектором резиновыми газостойкими рукавами при помощи хомутов. В связи с неиспользованием в предлагаемой установке жидкого топлива, охлаждение масла двигателя осуществлялось в газо-масляном теплообменнике, впрыск воды осуществлялся в смесители каждой камеры сгорания. В установке по предлагаемой полезной модели в качестве газового топлива был использован природный газ, оснащение газопровода к двигателю необходимыми контрольно-измерительными приборами и средствами автоматизации осуществлялось в соответствии с требованиями СНиП 11-35-76 и Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления ПБ 12-529-03.

Обе установки были испытаны в условиях, приведенных в примере 3 описания изобретения по RU 2022675. В камеру очистки подавалось по 100 насосно-компрессорных труб, бывших в употреблении и имеющих отложения асфальтосмолопарафинов. Под воздействием парогазового потока происходило отслаивание от стенок очищаемых труб асфальтосмолопарафинов, которые далее под воздействием аэродинамического напора выносились в выходной блок. В результате проведенных испытаний было установлено одинаковое качество термической очистки труб на обеих установках. Отсутствие сажистых отложений в двигателе было установлено только в установке по предлагаемой полезной модели. Длительность работы установки по предлагаемой полезной модели до останова на ремонт на 35% превысила длительность работы установки по прототипу.

Диаметры дроссельных шайб пускового и самоходного режимов, соответственно, 3,5-6,5 мм и 6,0-10,0 мм обеспечивают надежное зажигание топлива и пламяпереброс на соседние камеры сгорания. При снабжении трубопроводов подачи газа дроссельной шайбой пускового режима диаметром 5,5 мм и дроссельной шайбой самоходного режима диаметром 6,5 мм, наряду с надежным обеспечением зажигания топлива и пламяпереброса на соседние камеры сгорания, достигается наиболее быстрый запуск и разгон турбины двигателя: выход на режим «малого газа» осуществляется за 1-2 минуты.

1. Установка для термической очистки труб нефтяного сортамента, содержащая генератор на базе турбореактивного авиационного двигателя, камеру очистки труб и выходной блок, отличающаяся тем, что она дополнительно включает блок редуцирования давления газа и автоматического поддержания выходного давления газа, газораздающий коллектор, пусковой и основной электромагнитные клапаны, регулирующий клапан, газовые форсунки, резиновые газостойкие рукава, соединяющие каждую газовую форсунку с газораздающим коллектором и трубопроводы подачи газа, снабженные дроссельной шайбой пускового режима диаметром 3,5-6,5 мм и дроссельной шайбой самоходного режима диаметром 6,0-10,0 мм.

2. Установка для термической очистки труб нефтяного сортамента по п.1, отличающаяся тем, что включает трубопроводы подачи газа, снабженные дроссельной шайбой пускового режима диаметром 5,5 мм и дроссельной шайбой самоходного режима диаметром 6,5 мм.