СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РАЗДЕЛИТЕЛЯ Российский патент 1998 года по МПК F17D3/08 B08B9/04 

Изобретение относится у трубопроводному транспорту нефтей и нефтепродуктов, в частности для очистки трубопроводов, разделения сред. При вытеснении одной среды с помощью другой (нефть - вода, нефть - воздух, вода - воздух) и очистке на границе раздела в зоне их соприкосновения образуется некоторое количество смеси, что снижает эффективность способа.

Известен способ разделения сред при последовательной перекачке или вытеснении очистки трубопровода с помощью герметизирующей студенистой массы на основе смеси компонентов: полиакриламида, хромовой смеси, пресной воды, песка или полиизобутелена, сульфата хрома, нефти, магнетика [1, 2].

Известен способ очистки трубопровода с помощью саморазрушающегося поршня, изготовленного с заданным деформационным состоянием [3]. Способы [1,2,3] выбраны в качестве аналога.

Известен способ повышения герметизирующей способности разделителя для уменьшения смесеобразования при последовательной перекачке жидких нефтей и нефтепродуктов путем разделения перекачиваемых жидкостей с помощью герметизирующей студенистой массы с заданной плотностью, образуемой в результате взаимодействия композиции веществ, вводимой в трубопровод между последовательно перекачиваемыми жидкостями [4].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу повышения герметизирующей способности разделителя является способ [4], выбранный в качестве прототипа.

Способы [1,2,3,4] обладают низкой эффективностью разделительной и герметизирующей способностей и недостаточными технологическими возможностями для очистки и вытеснения.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа.

Указанная цель достигается тем, что в способе повышения герметизирующей способности разделителя для уменьшения смесеобразования при последовательной перекачке жидких нефтепродуктов путем разделения перекачиваемых жидкостей с помощью герметизирующей студенистой массы с заданной плотностью, образуемой в результате взаимодействия композиции веществ, вводимой в трубопровод между последовательно перекачиваемыми жидкостями, в отличие от прототипа, формируют разделитель в процессе взаимодействия веществ в виде резинообразной студенистой массы эквидистантно поверхности камеры приема-пуска диаметром d_p большем, чем внутренний диаметр трубопровода d_тр, и длиной = (2 - 10) d_тр, создают упругое деформационное состояние при изготовлении разделителя с заданным коэффициентом K относительной деформации по диаметру
,
в интервале 0,01 - 0,5.

Указанная цель достигается и тем, что формируют разделитель с переменной упругодеформационной характеристикой по длине, при этом максимальные упругодеформационные свойства обеспечивают в головной и хвостовой частях, в средней - минимальные, а формовку хвостовой части осуществляют в виде вогнутого контура плавной кривой второго порядка, например в виде сегмента d_тр/8≤h≤d_тр/2.

Указанная цель достигается и тем, что дополнительно уменьшают коэффициент трения по крайней мере в 2-3 раза между поверхностями трубопровода и упругим разделителем.

Повышение эффективности предлагаемого способа достигается за счет повышения герметизирующей способности и значительного уменьшения смесеобразования на границе раздела. Положительный эффект достигается путем формирования разделителя диаметром большим, чем внутренний диаметр трубопровода d_тр и созданием упругого деформационного состояния. При этом увеличение герметизирующей способности обеспечивается упругими свойствами разделителя за счет запасенной потенциальной энергии упругих сил. Величину занесенной потенциальной энергии задают коэффициентом относительной деформации по диаметру в интервале 0,01≤K≤0,5. Заданный интервал обеспечивает повышение функциональной возможности.

На чертеже представлена технологическая схема изготовления и применения упругого разделителя.

Схема содержит разделитель 1, расположенный в камере пуска 2 и представленный в виде головной части 1.1, хвостовой - 1.3, средней - 1.2, комплекс технологического оборудования 3 для изготовления разделителя, задвижки 4 и 5, систему 7 механического распределения потока массы и отвода вытесняемого воздуха, датчик уровня 8, приемный вход 9, комплект технологического оборудования 10 для пропуска упругого разделителя, трубопровод 11, элемент 12 для формовки хвостовой части.

Способ осуществляется следующим образом
Сначала определяют путем вычисления по формуле M_p= ρ•V = ρ•L•S потребную массу разделителя, где ρ - плотность, L - длина, S - торцевая его площадь. Причем потребную массу определяют с учетом упругого деформационного состояния по диаметру из условия
.

Рассчитывают навески каждого компонента, подготавливают и изготавливают разделитель 1 в соответствии с технологическим процессом. В качестве состава разделителя используют структуроформирующий состав на основе каучука, битума, растворителя, монохлористой серы, взятых в соответствующих соотношениях. Последние смешивают и получают студенистую массу с заданной упругостью эластичностью и пространственной структурой после заливки в камеру пуска 2, выполненной в виде цилиндра с внутренним диаметром большим, чем диаметр трубопровода. В процессе полимеризации студенистой массы разделитель 1 приобретает упругое деформационное состояние.

Для расширения функциональных возможностей придают разделителю 1 переменные упругие деформационные свойства. Например, максимальные упругие деформационные свойства обеспечивают в головной 1.1, хвостовой 1.3 части, в средней 1.2 - минимальные. Формовку хвостовой части осуществляют в виде вогнутого контура плавной кривой второго порядка в виде сегмента толщиной n. Разделитель 1 изготавливают с помощью комплекса технологического оборудования 3. Переменные упругодеформационные свойства по длине разделителя 1 можно получить путем изменения концентрации навески одного из компонентов, входящих в состав, в ручном или автоматическом режиме работы комплекса 3. Наиболее эффективное направление получения переменной упругодеформационной характеристики достигается путем изменения расхода раствора монохлористой серы, например в пределах 10 - 30% от нормального раствора или изменением концентрации наполнителя.

Перед изготовлением массы разделителя 1 подготавливают камеру пуска 2. Очищают от пыли и грязи, шламов, зачищают от заусенцев, рваного шва, механических элементов. Внутреннюю поверхность камеры 2 смазывают вазелиновым маслом, вакуумным газойлем или солидолом ровным слоем. Подготовка внутренней поверхности камеры 2 обеспечивает получение разделителя с заданными физико-механическими параметрами, исключается возможность повреждения его поверхности. Смазка поверхности уменьшает адгезионную способность к металлу.

При заливке студенистой массы разделителя 1 в камеру 2 задвижки 4 и 5 закрыты. Для исключения выброса студенистой массы при заполнении камеры 2 выход комплекса технологического оборудования 3 снабжен системой 7 механического распределения потока массы и отвода вытесняемого воздуха. На входе камеры пуска 2 установлен датчик уровня 8. При заполнении камеры 2 студенистой массы 1 датчик 8 вырабатывает сигнал "Прекращение изготовления" на вход комплекса 3. С помощью исполнительных механизмов комплекса 3 отсекается подача исходных компонентов на изготовление упругого разделителя 1.

После заполнения камеры 2 студенистой массой 1 ее приемный вход 9 закрывают.

Время готовности упругого разделителя 1 определяется технологическим регламентом выдержки.

Перед использованием разделителя 1 по назначению из камеры пуска 2 удаляют элементы 12 после формовки хвостовой части. Подготавливают комплекс технологического оборудования 10, открывают задвижки 4 и 5, осуществляют опорожнение камеры 2. Разделитель 1 поступает в трубопровод и начинает работать как упругий разделитель. В комплекс технологического оборудования 10 входят структурные единицы оборудования и обвязка камеры пуска 2, необходимая для ввода разделителя 1 в трубопроводе 11.

Оператор поддерживает технологические режимы пропуска на всем пути прохождения разделителя 1 с учетом рельефа местности. Упругий разделитель 1 с запасом потенциальной энергии, полученной за счет упругого деформационного обжатия, обеспечивает повышение герметизирующей способности и уменьшение смесеобразования на границе раздела сред.

Причем с помощью смазывающего состава 13 обеспечивается наилучшие режимные параметры пропуска разделителя 1 (уменьшение перепада давления) за счет уменьшения трения между поверхностями, уменьшается износ о шероховатость, образованную ржавчиной и окалиной на внутренней поверхности трубопровода 11.

Использование: в области трубопроводного транспорта. Сущность изобретения: формируют разделитель в процессе взаимодействия веществ в виде резинообразной студенистой массы эквидистантно поверхности камеры приема-пуска диаметром большим, чем внутренний диаметр трубопровода d_тр, и длиной L = (2 - 10) d_тр, создают упругое деформационное состояние при изготовлении разделителя с заданным коэффициентом К относительной деформации по диаметру в интервале 0,01 - 0,5. Формуют разделитель с переменной упругодеформационной характеристикой по длине, при этом максимальные упругодеформационные свойства обеспечивают в головной и хвостовой частях, в средней - минимальные, а формовку хвостовой части осуществляют в виде вогнутого контура плавной кривой второго порядка, например в виде сегмента высотой d_тр/8≤h≤d_тр/2. Кроме того дополнительно уменьшают коэффициент трения по крайней мере в 2 - 3 раза между поверхностями трубопровода и упругим разделителем. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ повышения герметизирующей способности разделителя для уменьшения смесеобразования при последовательной перекачке жидких нефтей и нефтепродуктов путем разделения перекачиваемых жидкостей с помощью герметизирующей студенистой массы с заданной плотностью, образуемой в результате взаимодействия композиции веществ, вводимой в трубопровод между последовательно перекачиваемыми жидкостями, отличающийся тем, что формируют разделитель в процессе взаимодействия веществ в виде резинообразной студенистой массы эквидистантно поверхности камеры приема-пуска диаметром d_р большем, чем внутренний диаметр трубопровода d_т р, и длиной L = (2 - 10)d_т р, создают упругое деформационное состояние при изготовлении разделителя с заданным коэффициентом K относительной деформации по диаметру

в интервале 0,01 - 0,5. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формируют разделитель с переменной упругодеформационной характеристикой по длине, при этом максимальные упругодеформационные свойства обеспечивают в головной и хвостовой частях, в средней - минимальные, а формовку хвостовой части осуществляют в виде вогнутого контура кривой второго порядка, например в виде сегмента высотой
d_т р/8 ≤ h ≤ d_т р/2. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно уменьшают коэффициент трения по крайней мере в 2 - 3 раза между поверхностями трубопровода и упругим разделителем.