УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ ХИМРЕАГЕНТА Российский патент 1997 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для дозированной подачи жидкостных реагентов в нефте- или газопроводы или скважины.

Известны устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину, содержащее емкость для реагента со сливным трубопроводом, трубопровод для соединения верхней части емкости для реагента со скважиной и поплавок для определения уровня жидкости в емкости [1]
Недостатком известного устройства является низкая надежность в работе и опасность нарушения равномерности подачи реагента. Объясняется это тем, что в случаях вынужденной остановки насоса или фонтанирования скважинная жидкость, попадая через трубопровод, соединяющий верхнюю часть емкости для реагента со скважиной, разбавляет жидкий реагент, нарушает ритм работы дозатора.

Известно также устьевое дозировочное устройство, содержащее емкость для реагента со сливным реагентопроводом, газопровод и гидравлическое сопротивление [2]
Указанное техническое решение более близко к предлагаемому и может быть принято в качестве прототипа.

Его недостатками являются возможность попадания нефти в емкость и его смешение с реагентом при скачкообразном увеличении давления в нефтепроводе, неравномерность подачи жидкостного реагента, поскольку работа устройства связана с изменением уровня реагента в емкости, а также от проницаемости гидравлического сопротивления, что связано с определенными трудностями их подборки.

Целью изобретения является бесперебойная равномерная подача реагента и, следовательно, повышение надежности устройства в работе.

Поставленная цель достигается описываемым устройством для дозированной подачи реагента, содержащим емкость для реагента со сливным реагентопроводом и газопровод, сообщающий нефтепровод с емкостью.

Новым является то, что оно снабжено камерой для накопления газа, установленной под емкостью и сообщенной с ней через обратный клапан, а сливной реагентопровод пропущен через упомянутую камеру и сообщен с нефтепроводом с помощью колена с установленным в нем обратным клапаном, работающим на закрытие со стороны нефтепровода.

По нашему мнению, заявляемый объект является новым, поскольку на дату подачи заявки он не известен авторам из доступной научно-технической и патентной документации, а также удовлетворяет критерию "изобретательский уровень".

На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез.

Устройство содержит емкость 1 для химреагента со сливным реагентопроводом 2 и поплавковым уровнемером 3. Под емкость 1 установлена камера 4 для накопления газа, поступающего из нефтепровода 5. Камера 4 сообщена с емкостью 1 через калиброванное отверстие 6 с диаметром d₂ и обратный клапан 7, работающий на закрытие со стороны емкости. Реагентопровод 2 выполнен виде колена, внутри которого размещен обратный клапан 8, работающий на закрытие со стороны нефтепровода. Выходное отверстие 9 с диаметром d₁ реагентопровода калибровано на соответствующий расход химреагента.

Для заправки химреагентом емкость снабжена задвижкой 10, для отвода газа из емкости при этом линией 11 с вентилями 12 и 13, а также манометром 14 для замера давления внутри емкости.

Устройство работает следующим образом.

При открытых вентилях 12 и 13 через задвижку 10 полость емкости 1 заполняют химреагентом 15, после чего их закрывают до следующей заправки. Реагент под воздействием собственного веса начинает перетекать по реагентопроводу 2 и, преодолевая сопротивление клапана 8, направляется к его выходному калиброванному отверстию 9 и поступает в нефтепровод 5 в поток технологической жидкости. При этом убыль реагента 15 в емкости компенсируется поступающим газом через калиброванное отверстие 6 из камеры 4, предварительно осуществлялось очищение его от влаги. Последняя, конденсируясь на стенках камеры, стекает снова в нефтепровод и увлекается потоком жидкости. Над химреагентом в емкости создается газовая шапка, оказывающая давление на него с величиной давление Р₁. Дозатор устойчиво работает при давлении Р_A=const, что достигается размещением выходного отверстия реагентопровода в центральной части нефтепровода.

Расход реагента, т. е. его дозировку регулируют изменением входного и выходного отверстий 6 и 9 соответственно поступления газа и реагента, однако ввиду того, что сопротивления, создаваемое газом при прохождении через отверстие 6, намного меньше гидравлического сопротивления реагента через отверстие 9, то его определяют по следующему математическому выражению:
,
где Q расход реагента, мл;
h расстояние от выходного отверстия 9 реагентопровода до входного отверстия 6 газа, мм;
g_p уд. вес реагента, г/см³;
ΔP_A потери давления на преодоление местного сопротивления отверстия 9 диаметром d₁, Па;
π = 3,14;
d₁ диаметр калиброванного отверстия (выходного отверстия 9), мм;
V вязкость жидкости, с;
ρ плотность жидкости, г/см³.

Ввиду сложности гидравлических расчетов определение производительности целесообразно производить на основании экспериментальных лабораторных исследований зависимости Q= f(h₁, d₁ с учетом реологических свойств различных реагентов.

Хотя в технологической трубе и должно быть постоянное давление (условия работы дозатора), однако незначительные изменения давления возможны. В этом случае, если давление в технологической трубе возрастет на некоторую величину DP₁, то поступление газа в емкость будет продолжаться через верхнее отверстие 6, но при этом технологическая жидкость не попадает в емкость через выходное отверстие 9 из-за срабатывания обратного клапана 8. Кроме этого, для выравнивания давления в емкости 1 на трубопроводе 11 может установлен уравнительный клапан.

За период выравнивания давления в емкости (увеличение на ΔP₁) дозирующий узел находится в режиме "пауза", после чего вновь возобновляется равномерная подача реагента. В случае снижения давления в технологической трубе возникает перепад давления ΔP_н между емкостью и технологической трубой, вследствие чего запирается обратный клапан 7, предотвращающий выход реагента через отверстие 6 для поступления газа в емкость. Через отверстие 9 расход реагента увеличится до момента восстановления давления в технологической трубе, после чего дозирующий узел восстанавливает равномерную расчетную производительность реагента.

Поскольку изменения давления в трубопроводе небольшие и кратковременные, они практически почти не влияют на качество обработки водонефтяной эмульсии, особенно при подаче ингибиторов коррозии, ибо образованный защитный слой на внутренней поверхности трубопровода сохраняется значительно дольше.

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в следующем.

Использование устройства обеспечивает более равномерную подачу реагента, его безотказность в работе, благодаря повышению его надежности достигается бесперебойная подача реагента. Оно просто по конструктивному исполнению и компактно.

За счет наличия камеры для накопления газа исключается разбавление влагой, поступающей с газом, что положительно отражается на качестве подаваемого реагента и снижении погрешности работы устройства.

Дозатор позволяет подачу любых жидких химических реагентов (водомаслорастворимые и др.) различной плотности.

Использование: в нефтегазодобывающей промышленности для дозированной подачи жидкостных реагентов. Сущность изобретения: дозатор содержит емкость для химреагента с полым сливным реагентопроводом и средство для подачи газа из полости нефтепровода в емкость химреагента в виде размещенной под емкостью камеры накопления газа с обратным клапаном. Реагентопровод выполнен в виде колена и пропущен через камеру накопления газа. 1 ил.

Устройство для дозированной подачи химреагента, включающее емкость для химреагента с полым сливным реагентопроводом для подачи химреагента в полость нефтепровода и средство для подачи газа из полости нефтепровода в емкость для химреагента, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в полости реагентопровода обратным клапаном, средство для подачи газа из полости нефтепровода в емкость для химреагента выполнено в виде размещенной под емкостью камеры накопления газа с обратным клапаном, а реагентопровод выполнен в виде колена и пропущен через камеру накопления газа.