ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК F16L55/04 

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для гашения колебаний давления (гидроударов) в магистральных трубопроводах.

Известна конструкция гасителя пульсаций давления, разработанного в Грозненском нефтяном институте.

Недостатком данной конструкции является громоздкость гасителя и большая металлоемкость.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гаситель колебаний давления, в котором частично устранен указанный недостаток громоздкость конструкции.

Недостатком данного гасителя является сложность конструкции и большой расход материала при использовании гасителя в магистральных трубопроводах большого диаметра.

Целью изобретения является упрощение конструкции при обеспечении эффективности гашения колебаний давления.

Указанная цель достигается тем, что в гасителе колебаний давления, имеющем спиралеобразный канал для прохода рабочей среды, выполненный с перфорированными стенками, спиралеобразный канал образован скрученной лентой, размещенной внутри трубопровода (вдоль его продольной оси). Этим достигается упрощение конструкции и снижение расхода металла по сравнению с прототипом. Перфорационные отверстия на скрученной ленте снабжены направляющими козырьками, которые отклоняют часть потока рабочей среды от поверхности ленты. В зоне перфорационного отверстия возникает разрежение, и поток нефти (воды) приобретает колебательное движение, т.е. поток начинает двигаться по синусоиде от перфорационного отверстия к другому отверстию под влиянием направляющих козырьков. Этим обеспечивается эффективность гашения колебаний давления (гидроударов), так как часть энергии потока нефти (воды) преобразуется в энергию колебательного движения. Направляющие козырьки вырезают (вырубают) из ленты заодно с перфорационными отверстиями, что также упрощает конструкцию гасителя. При скручивании ленты внутри трубопровода направляющие козырьки приобретают поочередно разные направления относительно друг друга, что обеспечивает собственную частоту колебаний части потока нефти. Причем эта частота превышает частоту колебаний давления (гидроударов), определяемых перепадом высоты, т. е. неровностями рельефа местности, по которой проходит трубопровод.

Таким образом, предлагаемое техническое решение содержит дополнительное свойство преобразование энергии поступательного движения потока жидкости в энергию колебательного движения с частотой, превышающей частоту колебаний давления (гидроударов) в магистральном трубопроводе. При этом сечение трубопровода практически не уменьшается, что достигается размещением внутри трубопровода скрученной по спирали ленты. Это позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен гаситель колебаний давления при рассечении трубопровода вдоль продольной оси.

Гаситель содержит скрученную по спирали ленту 1, размещенную внутри трубопровода 2. Перфорационные отверстия 3, вырубленные (вырезанные) на ленте 1, снабжены направляющими козырьками 4, которые отогнуты поочередно в противоположные стороны относительно плоскости ленты 1. Направляющие козырьки 4 при скручивании ленты 1 по спирали получают поочередно разные направления: 1-й козырек 0^о; 2-й козырек 150^о; 3-й козырек 60^о; 4-й козырек 210^о; 5-й козырек 120^о; 6-й козырек 270^о; 7-й козырек 180^о и т.д. Угол наклона направляющего козырька 4 к плоскости ленты 1 составляет 25-30^о для нефти и 30-35^о для воды. Ширина ленты 1 выбрана таким образом, чтобы она свободно проходила внутрь трубопровода 2. Длина ленты 1 на 5-7% превышает длину трубопровода 2, внутри которого производится скручивание ленты 1. Один конец ленты 1 закрепляют (сваркой) внутри трубопровода 2, второй конец поворачивают на 1-2 оборота на каждые 5-10 м длины, после чего второй конец ленты закрепляют (сваркой) внутри трубопровода 2.

Гаситель колебаний давления работает следующим образом. Рабочая среда в гасителе закручивается по спирали скрученной лентой 1. При этом часть энергии поступательного движения (главная составляющая энергии гидроудара) превращается в энергию вращательного движения, т.е. рассеивается. Одновременно рабочая среда получает колебательное движение по синусоиде, проходя по системе перфорационных отверстий 3 и разнонаправленных козырьков 4, благодаря чему обеспечивается дополнительное гашение энергии гидроудара. Кроме этого, взаимодействие потока жидкости с системой отверстий и направляющих козырьков способствует дроблению газового (воздушного) пузыря до отдельных мелких пузырьков за счет большей частоты колебательного движения, определяемой числом перфорационных отверстий 3 и направляющих козырьков 4 на ленте 1, скрученной по спирали с шагом 5-7 м. Гаситель колебаний давления (гидроударов) устанавливают в трубопроводах, которые работают с неполной нагрузкой по жидкости, т.е. если не исключена возможность образования газовых (воздушных) пузырей. Гаситель устанавливают в местах с перепадом высот в низшей точке перед очередным подъемом трубопровода.

Экономия от применения гасителя колебаний давления складывается из экономии металла и трудозатрат на изготовление. Простота конструкции позволяет изготавливать гаситель в полевых условиях из стальной ленты с применением газоэлектросварки, не требует особой точности и особых материалов.

Использование: в нефтеперерабатывающей отрасли. Сущность изобретения: спиралеобразный канал для прохода рабочей среды образован перфорированной скрученной лентой. Отверстия на ленте снабжены направляющими козырьками, размещенными поочередно в разных направлениях относительно друг друга. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ, имеющий спиралеобразный канал для прохода рабочей среды, образованный перфорированной скрученной лентой, отличающийся тем, что перфорационные отверстия на скрученной ленте снабжены направляющими козырьками. 2. Гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что направляющие козырьки на ленте размещены поочередно в разных направлениях относительно друг друга.