НЕФТЕПЕРЕКАЧИВАЮЩАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей и нефтегазохимической промышленности, в частности к транспортировке и переработке нефти и газа, и может быть реализовано на нефтеперекачивающих станциях и установках, в том числе на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Из предшествующего уровня техники известен способ пуска центробежного элекроприводного насосного агрегата или агрегатов, работающих по последовательной схеме соединения на насосных станциях магистральных трубопроводов для перекачивания нефтепродуктов (RU 2263824 C2, 10.11.2005).

Из предшествующего уровня техники известна установка для переливания жидкостей из нескольких емкостей на распределительных нефтебазах (SU 1616856 A1, 30.12.1990). Установка содержит сливные трубопроводы с вентилями, соединенные с коллектором и резервуарами, работой установки управляет электронно-вычислительная машина, соединенная с расходомерами. Для защиты расходомеров от гидроударов запорные элементы могут быть снабжены стержнями с наконечниками. Данное устройство снижает воздействие гидроудара, но полностью не исключает его.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение необходимого уровня безопасности и снижение энергозатрат при эксплуатации как отдельных гидравлических и/или насосных систем нефтеперекачивающей станции, содержащих несжимаемые жидкости или смеси, так и нефтеперекачивающей станции в целом, а также значительное снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования.

Поставленная задача решается за счет того, что нефтеперекачивающая станция согласно изобретению содержит сеть внутристанционных коммуникаций, включая сообщенные по перекачиваемому продукту - нефти или возможно нефтепродукту и газовому конденсату - образующие, по меньшей мере, одну гидравлическую систему технологические трубопроводы, оснащенные имеющей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, насосное оборудование, включая группу магистральных напорных насосов, преимущественно, с электроприводом и, предпочтительно, группу подпорных насосов, а также, предпочтительно, оборудованный на входе резервуарный парк или, по меньшей мере, один резервуар станции, узел подключения к подающему продукт внешнему магистральному трубопроводу и/или к резервуарному парку, предпочтительно, узел учета нефти с фильтрами, узел регулирования давления, предохранительные устройства, очистные устройства, оборудованный камерами пуска и приема очистных устройств и сбора выделенных загрязнений узел приема-пуска указанных устройств и средств диагностики, электроподстанцию, комплекс устройств и трубопроводов холодного и/или горячего водоснабжения станции, отвода промышленных и бытовых стоков, котельную с сетями трубопроводов теплоснабжения, при этом, по меньшей мере, один выполненный напорным технологический трубопровод и/или трубопровод гидравлической сети водоснабжения или теплоснабжения упомянутых объектов нефтеперекачивающей станции оборудован, по меньшей мере, одним гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы подключенным, по меньшей мере, к одному напорному трубопроводу, преимущественно, с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе насосом или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, сообщенным с трубопроводом по рабочему телу, преимущественно, по перекачиваемой жидкости и смонтированным с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры, при этом гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно наполняемым жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе, и передаточный механизм, при этом подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры, причем передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток», при этом шток, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода, и наоборот.

При этом сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных и при наличии с группой подпорных насосов, а также регулируемо с возможным резервуарным парком или резервуаром станции, может быть смонтирована с возможностью осуществления технологии перекачки из насоса с насос, в том числе с отключением на период работы по этой технологии резервуаров при их наличии, а упомянутое гидромеханическое устройство плавной нагрузки смонтировано на напорном участке трубопровода после соответствующей насосной группы.

Сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных и при наличии с группой подпорных насосов, может быть смонтирована с возможностью осуществления постанционной технологии перекачки нефти или нефтепродуктов, или газового конденсата, для чего нефтеперекачивающую станцию оснащают не менее чем двумя резервуарами, а обвязка резервуаров и система размещения запорной или запорно-регулировочной арматуры смонтированы с обеспечением возможности поочередной перекачки в один из упомянутых резервуаров, и в то же время независимой закачки упомянутого продукта в магистральный трубопровод из другого резервуара.

Сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных и при наличии с группой подпорных насосов, может быть смонтирована с возможностью осуществления технологии перекачки с подключением резервуаров, причем гидравлическая система технологических трубопроводов станции смонтирована или соответствующим переключением запорной и/или запорно-регулировочной арматуры настроена с возможностью перекачивать поступающую на станцию нефть, нефтепродукт или газовый конденсат и перекачивать магистральными напорными или подпорными насосами в последующий участок внешнего магистрального трубопровода через один и тот же резервуар станции.

Гидравлическая система технологических трубопроводов станции может быть смонтирована или соответствующим переключением запорной или запорно-регулировочной арматуры настроена с возможностью перекачивать поступающую на станцию нефть, нефтепродукт или газовый конденсат и перекачивать магистральными напорными и/или подпорными насосами в последующий участок внешнего магистрального трубопровода, в основном минуя резервуарный парк с сохранением возможности компенсации дебалансов путем сброса или подкачки части нефти, по меньшей мере, в один из резервуаров станции.

По крайней мере, часть магистральных напорных насосов станции может быть смонтирована последовательно с возможностью увеличения создаваемого напора на выходе из соответствующей группы насосов и в последующем участке внешнего магистрального трубопровода, в том числе превышающего возможную техническую мощность по созданию напора любого отдельного насоса из указанной группы.

Группа магистральных напорных и/или подпорных насосов может быть закоммутирована в гидравлический системе станции параллельно либо по комбинированной последовательно-параллельной схеме через дополнительный коллектор.

Нефтеперекачивающая станция может включать инженерно-лабораторный корпус, пожарное депо, объекты по наладке и ремонту контрольно-измерительных приборов, узел связи и управления станцией, а узел приема-пуска очистных устройств и средств диагностики смонтирован и подключен к гидравлической системе станции и внешнего магистрального трубопровода с возможностью приема упомянутых средств из концевиков предшествующего по направлению подачи продукта участка магистрального трубопровода и запуска в начальную зону последующего участка упомянутого магистрального трубопровода.

Нефтеперекачивающая станция может быть выполнена головной на магистральном трубопроводе или на его эксплуатационном участке и оснащена резервуарным парком, включенным в гидравлическую систему станции посредством обвязки технологических трубопроводов, выполненной, по крайней мере, частично однопроводной либо двухпроводной с возможностью одновременного заполнения поступающим на станцию продуктом одновременно двух и более резервуаров либо одного из них, и при этом с возможностью, в том числе одновременно выполнямого забора через те же и/или другие резервуары, причем, по меньшей мере, одно упомянутое гидромеханическое устройство плавной нагрузки гидравлической системы смонтировано на выходе из создающего напор одного или группы насосов.

В корпусе регулятора скорости открытия упомянутой арматуры могут быть размещены вышеупомянутые обратный клапан и жиклер, причем жиклер и обратный клапан выполнены конструктивно совмещенными.

Обратный клапан регулятора скорости открытия упомянутой арматуры может содержать имеющий пропускной канал с выходными отверстиями шток с выполненной на одном его конце заслонкой, а на другом - жиклером, включающим регулирующий, предпочтительно, винтовой элемент, введенный в пропускной канал штока обратного клапана с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки с помощью иглы жиклера, которой снабжен винтовой элемент, путем изменения ее положения относительно пропускного канала.

Регулятор скорости открытия упомянутой арматуры может быть снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.

Регулятор скорости открытия упомянутой арматуры может быть снабжен возвратным устройством, установленным на винтовом элементе жиклера и выполненным, например, в виде пружины.

Корпус регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры может содержать, по меньшей мере, три отсека, в первом отсеке расположена заслонка обратного клапана с выполненным в ней входным отверстием пропускного канала, во втором отсеке расположен, по крайней мере, частично шток обратного клапана и, по меньшей мере, одно выходное отверстие пропускного канала, выполненное в штоке, в третьем отсеке расположен винтовой элемент жиклера и возвратное устройство регулятора скорости открытия, при этом второй отсек соединен по рабочему телу с силовой камерой, а в корпусе регулятора скорости открытия в области третьего отсека выполнено отверстие, закрытое винтовой заглушкой для обеспечения регулировки проходного сечения пропускного канала посредством винтового элемента.

Для изменения положения иглы жиклера относительно пропускного отверстия жиклер может быть снабжен устройством калибровки, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.

Силовая камера может быть снабжена герметичной упругой мембраной, разделяющей корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек, причем мембрана выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

Гидромеханическое устройство может быть снабжено возвратным устройством гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины.

Силовая камера может быть снабжена поршнем, разделяющим корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек и выполненным с возможностью перемещения в силовой камере в зависимости от изменения давления, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура может быть выполнена с имеющим шпиндель запорным органом, а передаточный механизм состоит, по меньшей мере, из двух элементов, при этом первый элемент - шток - передаточного механизма через предохранительную накладку соединен с мембраной силовой камеры, а второй элемент соединен с запорным органом запорно-регулировочной арматуры, предпочтительно, через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней.

Первый и второй элементы передаточного механизма могут быть выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например, шарнирно, причем во втором элементе в месте соединения его с первым выполнено отверстие, внутри которого расположен штифт, соединяющий оба указанных элемента, причем второй элемент передаточного механизма выполнен с возможностью поворота от 0 до 90 градусов от исходного положения, при этом 0 градусов соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90 градусов - полностью открытой.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура может представлять собой кран, например, шаровой.

Передаточный механизм, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, может быть выполнен в виде рычага или кривошипного механизма, или зубчатой рейки.

Максимальная пропускная способность обратного клапана регулятора скорости открытия упомянутой арматуры, по меньшей мере, в два раза может превышать максимальную пропускную способность жиклера.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является обеспечение безопасности и снижение энергозатрат при эксплуатации гидравлических систем, обеспечивающих работу систем нефтеперекачивающей станции, содержащих несжимаемые жидкости, снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования вследствие снижения нагрузки на элементы гидравлической системы - запорную и/или запорно-регулировочную арматуру, трубопроводы и на насосное оборудование, что достигается разработанным в изобретении сочетанием существенных признаков, создающих совокупный положительный эффект, превышающий сумму входящих эффектов от отдельных элементов изобретения, а именно принятое в изобретении расположение сообщенных с трубопроводами по рабочим телам или рабочей среде на участках между насосами и запорно-регулировочной арматурой позволяет включать насосы и осуществлять набор оборотов, близких к рабочим, при закрытой арматуре, что снижает энергозатраты при запуске электродвигателей насосов, а последовательность расположения и предложенные конструктивные решения регулятора скорости открытия и гидромеханического привода арматуры обеспечивают, с одной стороны, автоматически достигаемую плавность открытия задвижек и включения гидравлических систем, а, с другой стороны, обеспечивают быстрый сброс давления в устройстве и отключение систем при выключении двигателей. Последнее достигается за счет предложенного в изобретении регулируемого соотношения пропускной способности впускного жиклера и обратного клапана, а также за счет выполнения разделительной мембраны упруго-податливой, установленной в жесткой силовой камере, что обеспечивает плавное движение передаточного механизма гидромеханического привода в режиме открывания задвижки и более быстрое, но также плавное закрывание, усиленное срабатывающей в режиме обратного хода за счет дополнительной энергии пружинного усилителя хода. Это создает в совокупности необходимую плавность и регулируемую быстроту работы устройства, а также экономичность, возможность как автономной, так и совместной с другими устройствами работы в гидравлических системах нефтеперекачивающей станции.

Техническое решение иллюстрируется чертежами, на которых представлен частный случай выполнения гидромеханического устройства, не охватывающий, и тем более, не ограничивающий весь объем притязаний данного решения, где:

на фиг.1 изображено соединенное с трубопроводом гидромеханическое устройство с силовой камерой, снабженной герметичной упругой мембраной (рабочее тело или рабочая среда не показаны);

на фиг.2 - соединенное с трубопроводом гидромеханическое устройство с силовой камерой, снабженной поршнем (рабочее тело или рабочая среда не показаны);

на фиг.3 - регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры с выкрученной заглушкой;

на фиг.4 - силовая камера с герметичной упругой мембраной;

на фиг.5 - гидромеханическое устройство в начале процесса открытия упомянутой арматуры - двигатель насоса в фазе выхода с холостого хода на рабочие обороты;

на фиг.6 - гидромеханическое устройство с полностью открытой упомянутой арматурой - двигатель в фазе работы на полную мощность;

на фиг.7 - гидромеханическое устройство после окончания воздействия давления - при выключенном двигателе;

на фиг.8 - гидромеханическое устройство в варианте выполнения с промежуточным (дополнительным) рабочим телом;

на фиг.9 - гидромеханическое устройство в варианте выполнения с несколькими промежуточными (дополнительными) рабочими телами;

на фиг.10 - вариант выполнения гидромеханического устройства с передаточным механизмом в виде зубчатых рейки и колеса.

на фиг.11 - схема гидравлической системы для перекачивания жидкости с гидромеханическим устройством.

Нефтеперекачивающая станция (на чертежах не показано) содержит сеть внутристанционных коммуникаций, включая сообщенные по перекачиваемому продукту - нефти или возможно нефтепродукту и газовому конденсату - образующие, по меньшей мере, одну гидравлическую систему 1, технологические трубопроводы 2, оснащенные имеющей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 3, насосное оборудование, включая группу магистральных напорных насосов 4, преимущественно, с электроприводом и, предпочтительно, группу подпорных насосов (на чертежах не показано), а также, предпочтительно, оборудованный на входе резервуарный парк или, по меньшей мере, один резервуар станции, узел подключения к подающему продукт внешнему магистральному трубопроводу и/или к резервуарному парку, предпочтительно, узел учета нефти с фильтрами, узел регулирования давления, предохранительные устройства, очистные устройства, оборудованный камерами пуска и приема очистных устройств и сбора выделенных загрязнений узел приема-пуска указанных устройств и средств диагностики, электроподстанцию, комплекс устройств и трубопроводов холодного и/или горячего водоснабжения станции, отвода промышленных и бытовых стоков, котельную с сетями трубопроводов теплоснабжения (на чертежах не показаны).

По меньшей мере, один выполненный напорным технологический трубопровод 2 и/или трубопровод гидравлической сети водоснабжения или теплоснабжения упомянутых объектов нефтеперекачивающей станции оборудован, по меньшей мере, одним гидромеханическим устройством 5 для плавной нагрузки гидравлической системы подключенным, по меньшей мере, к одному напорному трубопроводу 2, преимущественно, с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе насосом 4 или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 3, сообщенным с трубопроводом 2 по рабочему телу 6, преимущественно, по перекачиваемой жидкости и смонтированным с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3.

Упомянутое гидромеханическое устройство 5 включает последовательно соединенные между собой входной патрубок 7, имеющий корпус 8 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 2 и передачи нагрузки на гидравлическую систему 1, снабженный обратным клапаном 10 и жиклером 11, и гидромеханический привод 12, включающий силовую камеру 13 с корпусом 14, содержащим, по меньшей мере, один отсек 15 с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно наполняемым жидким рабочим телом 6 при возрастании давления в трубопроводе 2, и передаточный механизм 16. Подключение к трубопроводу 2 гидромеханического устройства 5 выполнено двойным: на входе - входным патрубком 7 оно сообщено с трубопроводом 2 по рабочему телу 6, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом 12 с запирающим элементом упомянутой арматуры 3.

Передаточный механизм 16 выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой 13 по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток». Шток 17, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 3 с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода 2, и наоборот.

Сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему 1 нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов 2, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных насосов 4 и при наличии с группой подпорных насосов, а также регулируемо с возможным резервуарным парком или резервуаром станции, смонтирована с возможностью осуществления технологии перекачки из насоса с насос, в том числе с отключением на период работы по этой технологии резервуаров при их наличии, а упомянутое гидромеханическое устройство 5 плавной нагрузки смонтировано на напорном участке трубопровода 2 после соответствующей насосной группы.

Сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему 1 нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов 2, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных насосов 4 и при наличии с группой подпорных насосов, смонтирована с возможностью осуществления постанционной технологии перекачки нефти или нефтепродуктов, или газового конденсата, для чего нефтеперекачивающую станцию оснащают не менее чем двумя резервуарами (на чертежах не показано), а обвязка резервуаров и система размещения запорной или запорно-регулировочной арматуры 3 смонтированы с обеспечением возможности поочередной перекачки в один из упомянутых резервуаров и в то же время независимой закачки упомянутого продукта в магистральный трубопровод из другого резервуара.

Сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему 1 нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов 2, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных насосов 4 и при наличии с группой подпорных насосов, смонтирована с возможностью осуществления технологии перекачки с подключением резервуаров, причем гидравлическая система 1 технологических трубопроводов 2 станции смонтирована или соответствующим переключением запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3 настроена с возможностью перекачивать поступающую на станцию нефть, нефтепродукт или газовый конденсат и перекачивать магистральными напорными или подпорными насосами в последующий участок внешнего магистрального трубопровода через один и тот же резервуар станции.

Гидравлическая система 1 технологических трубопроводов 2 станции смонтирована или соответствующим переключением запорной или запорно-регулировочной арматуры 3 настроена с возможностью перекачивать поступающую на станцию нефть, нефтепродукт или газовый конденсат и перекачивать магистральными напорными и/или подпорными насосами в последующий участок внешнего магистрального трубопровода, в основном минуя резервуарный парк с сохранением возможности компенсации дебалансов путем сброса или подкачки части нефти, по меньшей мере, в один из резервуаров станции.

По крайней мере, часть магистральных напорных насосов станции смонтирована последовательно с возможностью увеличения создаваемого напора на выходе из соответствующей группы насосов и в последующем участке внешнего магистрального трубопровода, в том числе превышающего возможную техническую мощность по созданию напора любого отдельного насоса из указанной группы.

Группа магистральных напорных и/или подпорных насосов закоммутирована в гидравлический системе 1 станции параллельно, либо по комбинированной последовательно-параллельной схеме через дополнительный коллектор.

Нефтеперекачивающая станция включает инженерно-лабораторный корпус, пожарное депо, объекты по наладке и ремонту контрольно-измерительных приборов, узел связи и управления станцией (на чертежах не показаны), а узел приема-пуска очистных устройств и средств диагностики смонтирован и подключен к гидравлической системе станции и внешнего магистрального трубопровода с возможностью приема упомянутых средств из концевиков предшествующего по направлению подачи продукта участка магистрального трубопровода и запуска в начальную зону последующего участка упомянутого магистрального трубопровода.

Нефтеперекачивающая станция может быть выполнена головной на магистральном трубопроводе или на его эксплуатационном участке и оснащена резервуарным парком, включенным в гидравлическую систему 1 станции посредством обвязки технологических трубопроводов 2, выполненной, по крайней мере, частично однопроводной, либо двухпроводной с возможностью одновременного заполнения поступающим на станцию продуктом одновременно двух и более резервуаров, либо одного из них, и при этом с возможностью, в том числе одновременно выполнямого забора через те же и/или другие резервуары, причем, по меньшей мере, одно упомянутое гидромеханическое устройство 5 плавной нагрузки гидравлической системы 1 смонтировано на выходе из создающего напор одного или группы насосов 4.

В гидромеханическом устройстве 5 в корпусе 8 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3 размещены вышеупомянутые обратный клапан 10 и жиклер 11, причем жиклер 11 и обратный клапан 10 выполнены конструктивно совмещенными. Обратный клапан 10 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 3 содержит имеющий пропускной канал 18 с выходными отверстиями 19, 20, шток 21 с выполненной на одном его конце заслонкой 22, а на другом - жиклером 11, включающим регулирующий, предпочтительно, винтовой элемент 23, введенный в пропускной канал 18 штока 21 обратного клапана 10 с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки - частичного перекрытия с помощью иглы 24 жиклера, которой снабжен винтовой элемент 23, путем изменения ее положения относительно пропускного канала, кроме того, регулятор скорости открытия 9 упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством 25, связанным с обратным клапаном 10 и/или жиклером 11 и выполненным, например, в виде пружины.

Корпус 8 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3 содержит, по меньшей мере, три отсека. В первом отсеке 26 расположена заслонка 22 обратного клапана 10 с выполненным в ней входным отверстием 27 пропускного канала 18. Во втором отсеке 28 расположен, по крайней мере, частично шток 21 обратного клапана 10 и, по меньшей мере, одно выходное отверстие 19 или 20 пропускного канала 18, выполненное в штоке 21. В третьем отсеке 29 расположен винтовой элемент 23 жиклера 11 и возвратное устройство 25 регулятора скорости открытия 9 арматуры 3. Второй отсек 28 соединен по рабочему телу 6 с силовой камерой 13, а в корпусе 8 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 3 в области третьего отсека 29 выполнено отверстие 30, закрытое винтовой заглушкой 31 для обеспечения регулировки проходного сечения калибруемого отверстия 32 пропускного канала 18 посредством винтового элемента.

Для изменения положения иглы 24 жиклера 11 относительно калибруемого отверстия 32 жиклер 11 снабжен устройством калибровки, например, винтовым элементом 23, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса 8 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3.

Силовая камера 13 снабжена герметичной упругой мембраной 33, разделяющей корпус 14 силовой камеры 13 на упомянутый заполняемый рабочим телом 6 отсек 15 с изменяющимся рабочим объемом и не заполняемый им отсек 34. Мембрана 33 выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления как в сторону заполняемого отсека 15, так и в сторону незаполняемого отсека 34 силовой камеры 13, при этом в незаполняемом отсеке 34 силовой камеры 13 выполнено отверстие 35 с закрепленной в нем направляющей втулкой 36, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма 16.

Гидромеханическое устройство 5 снабжено возвратным устройством 37 гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом 16 и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины.

Силовая камера 13 снабжена поршнем 38, разделяющим корпус 14 силовой камеры 14 на упомянутый заполняемый рабочим телом 6 отсек 15 с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек 34 и выполненным с возможностью перемещения в силовой камере в зависимости от изменения давления, причем в незаполняемом отсеке 34 силовой камеры 13 выполнено отверстие 35 с закрепленной в нем направляющей втулкой 36, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма 16.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура 3 выполнена с имеющим шпиндель запорным органом (на чертежах не показано), а передаточный механизм 16 состоит, по меньшей мере, из двух элементов. Первый элемент передаточного механизма - шток 17 - через предохранительную накладку 39 соединен с мембраной 33 силовой камеры 13, а второй элемент 40 соединен с запорным органом запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3, предпочтительно, через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней. Первый и второй элементы 17 и 40 соответственно передаточного механизма 16 выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например, шарнирно, причем во втором элементе 40 в месте соединения его с первым выполнено отверстие 41, например, продолговатая прорезь, внутри которого расположен штифт 42, соединяющий оба указанных элемента. Второй элемент 40 передаточного механизма 16 выполнен с возможностью поворота от 0 до 90 градусов от исходного положения, при этом 0 градусов соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90 градусов - полностью открытой.

Запорная и/или запорно-регулировочная арматура 3 может представлять собой кран, например, шаровой.

Передаточный механизм 16, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой 3, может быть выполнен в виде рычага или кривошипного механизма, или зубчатой рейки 43, или зубчатого колеса 44.

Максимальная пропускная способность обратного клапана 10 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 3, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера 11.

Рассмотрим работу нефтеперекачивающей станции на примере сети внутристанционных коммуникаций, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему 1 нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов 2, которая связывает внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных или подпорных насосов, а также регулируемо с резервуарным парком или резервуаром станции. Гидравлическая система смонтирована с возможностью осуществления технологии перекачки из насоса в насос, в том числе с отключением на период работы по этой технологии резервуаров, а упомянутое гидромеханическое устройство 5 плавной нагрузки смонтировано, по крайней мере, на одном напорном участке трубопровода 2 после соответствующего насоса или насосной группы.

В качестве рабочего тела 6 может быть использована, например, несжимаемая жидкость, циркулирующая в гидравлической системе 1 и/или перемещаемая по трубопроводу 2 гидравлической системы 1. Регулятор скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3 может быть сообщен с силовой камерой 13 по другому - промежуточному (дополнительному) рабочему телу 45 или нескольким телам, жидким и/или газообразным. В качестве рабочего тела 6 и/или промежуточного (дополнительного) рабочего тела 45 может быть использован гель. При использовании нескольких рабочих тел на участке между регулятором скорости открытия 9 упомянутой арматуры и силовой камерой 13 может быть использовано устройство или устройства известной конструкций, препятствующие смешению рабочих тел между собой.

В начале процесса перекачивания при включении, по крайней мере, одного напорного насоса 4, предпочтительно, с электродвигателем 46, сообщенный с одной стороны с источником жидкости, а с другой - с автоматическим гидромеханическим устройством 5, при этом пуск двигателя насоса 4 осуществляют в два этапа: на первом - при закрытой запорной и/или запорно-регулировочной арматуре 3 гидромеханического устройства 5, после чего двигатель работает, предпочтительно, на холостых или близких к ним оборотах, не перекачивая объем рабочей среды гидравлической системы, предпочтительно, жидкости по гидравлической системе, а нагнетая ее в регулятор скорости открытия 9 упомянутой арматуры 3, который присоединен к трубопроводу 2 на участке между насосом 4 и запорно-регулировочной арматурой 3 гидромеханического устройства 5. Жидкость - рабочее тело 6, проходя через жиклер 11 регулятора скорости открытия 9 запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 2, попадает в силовую камеру 13. После наполнения силовой камеры 13 рабочее тело 6 - жидкость начинает воздействовать на мембрану 33, постепенно деформируя ее. Мембрана 33, деформируясь, приводит в движение первый элемент (шток) 17 передаточного механизма 16, движущийся поступательно пропорционально деформации мембраны 33, преодолевая при этом усилие возвратного устройства 37 привода, пружины. Поступательное движение с помощью первого элемента 17 гидромеханического привода 12, связанного со вторым элементом 40, преобразуется в движение запорного органа запорной и/или запорно-регулировочной арматуры 3, направленное на ее постепенное открытие в течение некоторого определенного промежутка времени. Перед эксплуатацией трубопровода 2 жиклер 11 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 3 настраивают таким образом, чтобы обеспечить необходимый временной интервал от начала пуска двигателя насоса 4 при закрытой запорной и/или запорно-регулировочной арматуре 3 до полного ее открытия. После остановки двигателя и уменьшения давления в трубопроводе 2 жидкость вытесняют из силовой камеры 13 через открываемый под действием давления возвратного устройства 37 гидромеханического привода 12 обратный клапан 10 регулятора скорости открытия 9 упомянутой арматуры 3 усилием, создаваемым пружиной гидромеханического привода 12, которое превосходит усилие, создаваемое возвратным устройством 25 обратного клапана 10, причем максимальная пропускная способность обратного клапана 10, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера 11.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей и нефтегазохимической промышленности, в частности к транспортировке и переработке нефти и газа, и может быть реализовано на нефтеперекачивающих станциях и установках, в том числе на нефтепромыслах и нефтеперерабатывающих предприятиях. Нефтеперекачивающая станция содержит сеть внутристанционных коммуникаций, включая сообщенные по перекачиваемому продукту - нефти или возможно нефтепродукту и газовому конденсату - образующие, по меньшей мере, одну гидравлическую систему, технологические трубопроводы, оснащенные имеющей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой. Насосное оборудование включает группу магистральных напорных насосов, группу подпорных насосов, а также оборудованный на входе резервуарный парк или, по меньшей мере, один резервуар станции, узел подключения к подающему продукт внешнему магистральному трубопроводу и/или к резервуарному парку и узел учета нефти с фильтрами, узел регулирования давления, предохранительные устройства, очистные устройства, узел приема-пуска указанных устройств и средств диагностики. А также электроподстанцию, комплекс устройств и трубопроводов холодного и/или горячего водоснабжения станции, отвода промышленных и бытовых стоков, котельную с сетями трубопроводов теплоснабжения. По меньшей мере, один выполненный напорным технологический трубопровод и/или трубопровод гидравлической сети водоснабжения или теплоснабжения упомянутых объектов оборудован, по меньшей мере, одним гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы. Он подключен, по меньшей мере, к одному напорному трубопроводу, преимущественно, с напорной стороны с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры. Гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему и гидромеханический привод. Последний включает силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек с изменяющимся рабочим объемом и передаточный механизм. Подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе - входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры. Передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток». Снижаются энергозатраты при эксплуатации гидравлических систем, обеспечивающих работу систем нефтеперекачивающей станции. Снижены затраты на ремонт и обслуживание оборудования вследствие снижения нагрузки на элементы гидравлической системы. 22 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Нефтеперекачивающая станция, характеризующаяся тем, что она содержит сеть внутристанционных коммуникаций, включая сообщенные по перекачиваемому продукту - нефти или возможно нефтепродукту и газовому конденсату - образующие, по меньшей мере, одну гидравлическую систему - технологические трубопроводы, оснащенные имеющей запирающий элемент запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, насосное оборудование, включая группу магистральных напорных насосов, преимущественно, с электроприводом и, предпочтительно, группу подпорных насосов, а также, предпочтительно, оборудованный на входе резервуарный парк или, по меньшей мере, один резервуар станции, узел подключения к подающему продукт внешнему магистральному трубопроводу и/или к резервуарному парку, предпочтительно, узел учета нефти с фильтрами, узел регулирования давления, предохранительные устройства, очистные устройства, оборудованный камерами пуска и приема очистных устройств и сбора выделенных загрязнений узел приема-пуска указанных устройств и средств диагностики, электроподстанцию, комплекс устройств и трубопроводов холодного и/или горячего водоснабжения станции, отвода промышленных и бытовых стоков, котельную с сетями трубопроводов теплоснабжения, при этом, по меньшей мере, один выполненный напорным технологический трубопровод и/или трубопровод гидравлической сети водоснабжения или теплоснабжения упомянутых объектов нефтеперекачивающей станции оборудован, по меньшей мере, одним гидромеханическим устройством для плавной нагрузки гидравлической системы подключенным, по меньшей мере, к одному напорному трубопроводу, преимущественно, с напорной стороны на участке между создающим напор в трубопроводе насосом или насосной группой и ближайшей запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, сообщенным с трубопроводом по рабочему телу, преимущественно, по перекачиваемой жидкости и смонтированным с возможностью автоматического пролонгированного включения и выключения запорной и/или запорно-регулировочной арматуры, при этом гидромеханическое устройство включает последовательно соединенные между собой входной патрубок, имеющий корпус регулятор скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры и передачи нагрузки на гидравлическую систему, снабженный обратным клапаном и жиклером, и гидромеханический привод, включающий силовую камеру с корпусом, содержащим, по меньшей мере, один отсек с изменяющимся рабочим объемом, регулируемо возвратно-наполняемым жидким рабочим телом при возрастании давления в трубопроводе, и передаточный механизм, при этом подключение к трубопроводу гидромеханического устройства выполнено двойным: на входе входным патрубком оно сообщено с трубопроводом по рабочему телу, а на выходе - кинематически гидромеханическим приводом с запирающим элементом упомянутой арматуры, причем передаточный механизм выполнен подвижным, соединенным с силовой камерой по типу «поршень-шток» или «мембрана-шток», при этом шток, в свою очередь, подвижно связан с образованием привода с запирающим элементом упомянутой арматуры с возможностью автоматических перемещений запирающего элемента в диапазоне от полного перекрытия до полностью открытого на проток трубопровода и наоборот.2. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных и при наличии с группой подпорных насосов, а также регулируемо с возможным резервуарным парком или резервуаром станции, смонтирована с возможностью осуществления технологии перекачки из насоса в насос, в том числе с отключением на период работы по этой технологии резервуаров при их наличии, а упомянутое гидромеханическое устройство плавной нагрузки смонтировано на напорном участке трубопровода после соответствующей насосной группы.3. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных и при наличии с группой подпорных насосов, смонтирована с возможностью осуществления постанционной технологии перекачки нефти или нефтепродуктов, или газового конденсата, для чего нефтеперекачивающую станцию оснащают не менее чем двумя резервуарами, а обвязка резервуаров и система размещения запорной или запорно-регулировочной арматуры смонтированы с обеспечением возможности поочередной перекачки в один из упомянутых резервуаров, и в то же время независимой закачки упомянутого продукта в магистральный трубопровод из другого резервуара.4. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что сеть внутристанционных коммуникаций и, в первую очередь, образующих основную гидравлическую систему нефтеперекачивающей станции технологических трубопроводов, связывающих внешний магистральный трубопровод с группой магистральных напорных и при наличии с группой подпорных насосов, смонтирована с возможностью осуществления технологии перекачки с подключением резервуаров, причем гидравлическая система технологических трубопроводов станции смонтирована или соответствующим переключением запорной и/или запорно-регулировочной арматуры настроена с возможностью перекачивать поступающую на станцию нефть, нефтепродукт или газовый конденсат и перекачивать магистральными напорными или подпорными насосами в последующий участок внешнего магистрального трубопровода через один и тот же резервуар станции.5. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что гидравлическая система технологических трубопроводов станции смонтирована или соответствующим переключением запорной или запорно-регулировочной арматуры настроена с возможностью перекачивать поступающую на станцию нефть, нефтепродукт или газовый конденсат и перекачивать магистральными напорными и/или подпорными насосами в последующий участок внешнего магистрального трубопровода в основном минуя резервуарный парк с сохранением возможности компенсации дебалансов путем сброса или подкачки части нефти, по меньшей мере, в один из резервуаров станции.6. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, часть магистральных напорных насосов станции смонтирована последовательно с возможностью увеличения создаваемого напора на выходе из соответствующей группы насосов и в последующем участке внешнего магистрального трубопровода, в том числе превышающего возможную техническую мощность по созданию напора любого отдельного насоса из указанной группы.7. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что группа магистральных напорных и/или подпорных насосов закоммутирована в гидравлический системе станции параллельно, либо по комбинированной последовательно-параллельной схеме через дополнительный коллектор.8. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что она включает инженерно-лабораторный корпус, пожарное депо, объекты по наладке и ремонту контрольно-измерительных приборов, узел связи и управления станцией, а узел приема-пуска очистных устройств и средств диагностики смонтирован и подключен к гидравлической системе станции и внешнего магистрального трубопровода с возможностью приема упомянутых средств из концевиков предшествующего по направлению подачи продукта участка магистрального трубопровода и запуска в начальную зону последующего участка упомянутого магистрального трубопровода.9. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена головной на магистральном трубопроводе или на его эксплуатационном участке и оснащена резервуарным парком, включенным в гидравлическую систему станции посредством обвязки технологических трубопроводов, выполненной, по крайней мере, частично однопроводной, либо двухпроводной с возможностью одновременного заполнения поступающим на станцию продуктом одновременно двух и более резервуаров, либо одного из них, и при этом с возможностью, в том числе одновременно выполняемого забора через те же и/или другие резервуары, причем, по меньшей мере, одно упомянутое гидромеханическое устройство плавной нагрузки гидравлической системы смонтировано на выходе из создающего напор одного или группы насосов.10. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе регулятора скорости открытия упомянутой арматуры размещены вышеупомянутые обратный клапан и жиклер, причем жиклер и обратный клапан выполнены конструктивно совмещенными.11. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что обратный клапан регулятора скорости открытия упомянутой арматуры содержит имеющий пропускной канал с выходными отверстиями шток с выполненной на одном его конце заслонкой, а на другом - жиклером, включающим регулирующий, предпочтительно, винтовой элемент, введенный в пропускной канал штока обратного клапана с возможностью, по крайней мере, частичного перекрытия проходного сечения пропускного канала - пропускного отверстия для его калибровки с помощью иглы жиклера, которой снабжен винтовой элемент, путем изменения ее положения относительно пропускного канала.12. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что регулятор скорости открытия упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством, связанным с обратным клапаном и/или жиклером и выполненным, например, в виде пружины.13. Нефтеперекачивающая станция по п.11, отличающаяся тем, что регулятор скорости открытия упомянутой арматуры снабжен возвратным устройством, установленным на винтовом элементе жиклера и выполненным, например, в виде пружины.14. Нефтеперекачивающая станция по п.10, отличающаяся тем, что корпус регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры содержит, по меньшей мере, три отсека, в первом отсеке расположена заслонка обратного клапана с выполненным в ней входным отверстием пропускного канала, во втором отсеке расположен, по крайней мере, частично шток обратного клапана и, по меньшей мере, одно выходное отверстие пропускного канала, выполненное в штоке, в третьем отсеке расположен винтовой элемент жиклера и возвратное устройство регулятора скорости открытия, при этом второй отсек соединен по рабочему телу с силовой камерой, а в корпусе регулятора скорости открытия в области третьего отсека выполнено отверстие, закрытое винтовой заглушкой для обеспечения регулировки проходного сечения пропускного канала посредством винтового элемента.15. Нефтеперекачивающая станция по п.11, отличающаяся тем, что для изменения положения иглы жиклера относительно пропускного отверстия жиклер снабжен устройством калибровки, выполненным с возможностью его регулировки вручную с внешней стороны корпуса регулятора скорости открытия запорной и/или запорно-регулировочной арматуры.16. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что силовая камера снабжена герметичной упругой мембраной, разделяющей корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек, причем мембрана выполнена с возможностью знакопеременной деформации, направленной в зависимости от давления, как в сторону заполняемого отсека, так и в сторону незаполняемого отсека силовой камеры, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.17. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что гидромеханическое устройство снабжено возвратным устройством гидромеханического привода, связанным с передаточным механизмом и/или мембраной привода и выполненным, например, в виде пружины.18. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что силовая камера снабжена поршнем, разделяющим корпус силовой камеры на упомянутый заполняемый рабочим телом отсек с изменяющимся рабочим объемом и незаполняемый им отсек и выполненным с возможностью перемещения в силовой камере в зависимости от изменения давления, причем в незаполняемом отсеке силовой камеры выполнено отверстие с закрепленной в нем направляющей втулкой, обеспечивающей поступательное движение передаточного механизма.19. Нефтеперекачивающая станция по п.17, отличающаяся тем, что запорная и/или запорно-регулировочная арматура выполнена с имеющим шпиндель запорным органом, а передаточный механизм состоит, по меньшей мере, из двух элементов, при этом первый элемент - шток - передаточного механизма через предохранительную накладку соединен с мембраной силовой камеры, а второй элемент соединен с запорным органом запорно-регулировочной арматуры, предпочтительно, через шпиндель с возможностью поворотного перемещения последней.20. Нефтеперекачивающая станция по п.19, отличающаяся тем, что первый и второй элементы передаточного механизма выполнены прямолинейными и соединены между собой подвижно, например шарнирно, причем во втором элементе в месте соединения его с первым выполнено отверстие, внутри которого расположен штифт, соединяющий оба указанных элемента, причем второй элемент передаточного механизма выполнен с возможностью поворота от 0 до 90° от исходного положения, при этом 0° соответствует, например, полностью закрытой арматуре, а значение 90° - полностью открытой.21. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что запорная и/или запорно-регулировочная арматура представляет собой кран, например шаровой.22. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что передаточный механизм, взаимодействующий с запорной и/или запорно-регулировочной арматурой, выполнен в виде рычага или кривошипного механизма, или зубчатой рейки.23. Нефтеперекачивающая станция по п.1, отличающаяся тем, что максимальная пропускная способность обратного клапана регулятора скорости открытия упомянутой арматуры, по меньшей мере, в два раза превышает максимальную пропускную способность жиклера.