Устройство впуска воздуха в магтсьральном нефтепроводе или его выпуска, используемое при ремонте с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти

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. Полезная модель может быть использована при ремонте нефтепровода.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства для впуска воздуха в нефтепровод и его выпуска при ремонте с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти с соблюдением требований охраны труда, промышленной и экологической безопасности.

Технический результат заключается в увеличении по сравнению с наиболее близким аналогом эффективного проходного сечения отверстия клапана и использовании всего этого сечения.

Устройство впуска воздуха в нефтепровод или его выпуска содержит клапан 1, включающий корпус с двумя отверстиями для

прохода воздуха, одно из которых герметично соединено с нефтепроводом 2, и установленный между отверстиями затвор, рукав 3, один конец которого герметично присоединен к другому отверстию клапана 1, запорное устройство 4 для перекрытия или открытия проходного сечения рукава 3, камеру 5 для приема и разделения среды нефтепровода 2, герметично присоединенную своим отверстием к другому концу рукава 3, патрубок 6, установленный на камере 5 и имеющий поворотную заслонку 7, при этом рукав 3 снабжен манометром 8.

Полезная модель изображена на одной фигуре чертежей. Формула полезной модели имеет четыре зависимых пункта.

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. Полезная модель может быть использована при ремонте нефтепроводов.

Для впуска и выпуска воздуха из трубопроводов большого диаметра, предназначенных для жидкости, устанавливают аэрационные клапаны (описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №52926, публ. 31.03.1938 г., класс 47 g, 44). Аэрационные клапаны представляют собой комбинацию клапана, уравновешенного пружиной, служащего для впуска воздуха, и поплавкового вантуза для выпуска воздуха. Данное техническое решение принято за наиболее близкий аналог.

В условиях трубопровода, находящегося в рабочем состоянии и содержащего жидкость, для повышения чувствительности вантуза к понижению уровня жидкости в трубопроводе или пружинного клапана стремятся сделать отверстие вантуза для выпуска или пружинного клапана для впуска воздуха возможно малым. Однако при ремонте нефтепровода, производимом с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти, чувствительность клапанов не имеет главного значения, а малые отверстия для впуска и выпуска воздуха делают клапаны низкоэффективными. Кроме того, данный клапан требует постоянной, стационарной установки, то есть его невозможно быстро демонтировать и устанавливать на любых отводах в колодцах, расположенных по всей протяженности трубопровода. Поэтому в условиях протяженного трубопровода потребовалось бы очень большое количество данных клапанов, что является затратным. Помимо этого, данный клапан неработоспособен в условиях высоких давлений, имеющих место в магистральных нефтепроводах. Отсутствие персонала и устройств, измеряющих давление, при работе данного клапана на магистральном нефтепроводе может привести к неконтролируемому

сбросу нефти в окружающую среду при выпуске воздуха из нефтепровода.

Задачей полезной модели является повышение эффективности работы устройства для впуска воздуха в нефтепровод и его выпуска при ремонте с освобождением внутренней полости нефтепровода от нефти с соблюдением требований охраны труда, промышленной и экологической безопасности.

Технический результат заключается в увеличении по сравнению с наиболее близким аналогом эффективного проходного сечения отверстия клапана и использовании всего этого сечения.

Как и наиболее близкий аналог, устройство впуска воздуха в нефтепровод или его выпуска содержит клапан, включающий корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха, одно из которых герметично соединено с нефтепроводом, и установленный между отверстиями затвор.

В отличие от наиболее близкого аналога 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.

Рукав устройства может быть снабжен сменным фланцем для присоединения рукава к клапану, а также спускным краном.

Камера устройства может иметь внутренний объем, равный, по меньшей мере, внутреннему объему рукава. Камера может быть снабжена смотровым окном.

Устройство изображено на фигуре со следующими обозначениями: 1 - клапан; 2 - нефтепровод; 3 - рукав; 4 - запорное устройство рукава; 5 - камера; 6 - патрубок; 7 - заслонка; 8 - манометр; 9 - сменный фланец; 10 - спускной кран; 11 - смотровое окно камеры; 12 - опора на струбцине; 13 - съемные хомуты; 14 - колодец клапана 1; 15 - средство для разделения потока среды в нефтепроводе; 16 - поверхность земли, 17 - проушины.

Клапан 1 включает корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха (на фигуре позициями не обозначены). Между отверстиями установлен затвор (на фигуре позицией не обозначен). Одно из отверстий герметично соединено с нефтепроводом 2.

Заявленное устройство содержит рукав 3. Один конец рукава 3 герметично присоединен к другому отверстию клапана 1. Рукав 3 выполнен для работы под давлением и при разряжении из соответствующего материала, например, из металла или полимерного материала. Для удобства размещения рукава 3 в стесненных условиях колодца 14 любой конструкций, в котором находится клапан 1, рукав 3 может быть гибким. При наличии рукава 3 нет необходимости в демонтаже колодца 14 и сигнализации, установленной на крышке колодца 14, а также в затратных земляных работах. Длина рукава 3 позволяет вынести запорное устройство 4, предназначенное для перекрытия проходного сечения рукава 3, на поверхность земли 16. При этом исключается нахождение персонала в колодце 14 клапана 1 во время освобождения нефтепровода 2 от нефти или заполнения его нефтью, что повышает безопасность работы персонала. Кроме того, обеспечивается лучший доступ к запорному устройству 4 и, следовательно, оперативное перекрытие рукава 3. При необходимости часть рукава 3 может быть закреплена с помощью опоры 12 на струбцине. Рукав 3 может быть соединен с отверстием клапана 1 и с запорным устройством 4 с помощью съемных хомутов 13.

Запорное устройство 4 служит для оперативного перекрытия или открытия проходного сечения рукава 3. Запорное устройство 4 может быть выполнено любого вида, который позволяет осуществить эти действия, например, в виде шарового крана, поворотной заслонки, шибера и т.п. В наилучшем варианте исполнения заявленного устройства запорное устройство 4 устанавливают у другого (дальнего от клапана 1) конца рукава 3.

Устройство содержит также камеру 5 приема и разделения среды, находящейся в нефтепроводе 2. Под средой понимается воздух (или газо-воздушная смесь, состоящая из воздуха, паров нефти и пр.), нефть и другие вещества, которые могут находиться в нефтепроводе. Камера 5 присоединена своим отверстием (на фигуре позицией не обозначено) к другому от клапана 1 концу рукава 3. Камера 5 представляет собой емкость, внутри которой на стенках имеются средства для разделения в камере 5 потока среды, например, выступы или отбойники 15. Они установлены поперек направления движения потока среды, поступающего в камеру 5. В результате соударения с выступами (отбойниками) 15 происходит отделение нефти от воздуха или газовоздушной среды. Отделенная от воздуха (газо-воздушной среды) нефть

собирается в камере 5. Камера 5 может быть выполнена из металла, например, из дюралюминиевого сплава или полимерного материала.

На камере 5 установлен патрубок 6, имеющий поворотную заслонку 7.

Рукав 3 снабжен манометром 8. Манометр 8 устанавливают в пределах видимости оператора при нахождении оператора у запорного устройства 4. С помощью манометра 8 контролируют давление в нефтепроводе 2 для определения своевременности открытия или закрытия запорного устройства 4. Манометр 8 должен быть предназначен как для измерений избыточного давления, так и для измерения давления, близкого к нулю (типа вакуумметра).

Рукав 3 может быть снабжен сменным фланцем 9 для присоединения к клапану 1. Сменные фланцы 9 дают возможность использовать заявляемое устройство для клапанов 1 с различными диаметрами отверстий клапанов 1.

Рукав 3 может быть снабжен спускным краном 10, который упрощает сброс давления из заявленного устройства по окончании работ с ним.

Камера 5 может иметь внутренний объем, равный, по меньшей мере, внутреннему объему рукава 3. В этом случае можно слить из рукава 3 нефть, попавшую в него при заполнении нефтепровода 2, в камеру 5, и непосредственно в камере 5 транспортировать эту нефть к месту утилизации.

Камера 5 может быть снабжена смотровым окном 1, которое позволяет визуально контролировать процесс выпуска воздуха из нефтепровода 2 при заполнении нефтепровода 2 нефтью.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работ по освобождению участка нефтепровода 2 от нефти клапан 1 одним отверстием герметично соединен с нефтепроводом 2. Другое отверстие клапана 1 соединяют с концом рукава 3, например, с помощью сменного фланца 9 необходимого диаметра. Поворотную заслонку 7 закрепляют в крайнем открытом положении. Закрывают запорное устройство 4. Закрывают спускной кран 10, если он установлен на рукаве 3. Постепенно открывая клапан 1, производят заполнение заявленного устройства средой нефтепровода 2 до давления, равного давлению в нефтепроводе 2. При этом постоянно контролируют герметичность разъемного соединения клапана 1 и рукава

3. По мере откачивания нефти из нефтепровода 2 давление в нем падает. По манометру 8 отслеживают давление. При отрицательных показаниях манометра 8 открывают запорное устройство 4 для запуска воздуха в нефтепровод 2. При уменьшении воздушного потока, поступающего в нефтепровод 2, прикрывают запорное устройство 4 и таким образом регулируют подачу воздуха в нефтепровод 2 вплоть до окончания откачивания нефти из нефтепровода 2.

При заполнении нефтепровода 2 нефтью после ремонта заявленное устройство работает следующим образом. Камеру 5 закрепляют на местности, например, проушинами 17 для якорения в качестве защиты от смещения при возникновении реактивной тяги. Патрубок 6, через который воздух (газо-воздушная смесь) из нефтепровода 2 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. Заслонку 7 переводят в закрытое положение. Открывают клапан 1 и запорное устройство 4, приступив к выпуску воздуха (газо-воздушной смеси). Процесс выпуска можно контролировать через смотровое окно 11

камеры 5, а также по звуку. При появлении признаков приближения нефти в камеру 5 (нефтяной туман, который видим в смотровое окно 11, и характерный звук), что является нежелательным, закрывают запорное устройство 4. Выдержав паузу, приоткрывают запорное устройство 4 вновь для выпуска воздуха. Если в камеру 5 поступает нефть, а не воздух, то вновь закрывают запорное устройство 4. Если в камеру 6, как и полагается, поступает воздух, то держат запорное устройство 4 открытым вплоть до окончания работ по заполнению нефтепровода 2. Воздух (газо-воздушная смесь) под давлением в нефтепроводе 2 проходит через камеру 5 в патрубок 6, давит на заслонку 7, приоткрывает ее и выходит в окружающую среду. Выпустив воздух, заслонка 7 автоматически закрывается, например, под действием собственного веса, пружины или другого средства. То есть заслонка 7 служит обратным клапаном, выпускающим воздух при заполнении нефтепровода 2 после ремонта и предотвращающим запуск воздуха в нефтепровод 2.

По окончании работ закрывают клапан 1 и сбрасывают давление в заявленном устройстве, например, через спускной кран 10. В течение приблизительно 15 минут контролируют герметичность клапана 1 по

манометру 8, после чего сливают оставшуюся в рукаве 3 нефть в камеру 5 и закрывают заслонку 7 транспортной заглушкой. Рукав 3 демонтируют с клапана 1.

Заявленное устройство по сравнению с его наиболее близким аналогом позволяет максимально увеличить эффективное проходное сечение отверстия клапана 1 и использовать все это сечение во время впуска воздуха в нефтепровод за счет возможности максимального открытия клапана 1.

Так как запорное устройство 4 может быть вынесено на поверхность земли 16, то, во-первых, исключается нахождение обслуживающего персонала в колодце 14 во время откачивания нефти из нефтепровода 2 или во время его заполнения (соблюдение требований охраны труда). Во-вторых, обеспечивается оперативное закрытие или открытие запорного устройства 4, следовательно, регулирование с его помощью потока среды, проходящего через заявленное устройство, и дополнительная защита от негерметичности клапана 1 (соблюдение требования промышленной и экологической безопасности). Камера 5 позволяет избежать случайного попадания нефти в окружающую среду через патрубок 6 при заполнении нефтепровода 2 нефтью после ремонта.

С помощью манометра 8 удобно контролировать давление в нефтепроводе 2 для определения момента открытия или закрытия запорного устройства 4.

1. Устройство впуска воздуха в нефтепровод или его выпуска, содержащее клапан, включающий корпус с двумя отверстиями для прохода воздуха, одно из которых герметично соединено с нефтепроводом, и установленный между отверстиями затвор, отличающееся тем, что 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.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рукав снабжен сменным фланцем для присоединения рукава к клапану.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что рукав снабжен спускным краном.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера имеет внутренний объем, равный, по меньшей мере, внутреннему объему рукава.

5. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что камера снабжена смотровым окном.