АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КАМЕРА ЗАПУСКА ОЧИСТНЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2019 года по МПК F17D3/08 

Автоматизированная камера запуска очистных устройств, относится к области нефтегазовой, газовой промышленности, нефтегазодобычи, в частности, к способам очистки внутренней полости трубопроводов и может быть использована для повышения надежности и безопасной эксплуатации трубопроводного парка, при автоматизации технологических процессов. В процессе эксплуатации трубопроводов происходит постепенное уменьшение их пропускной способности. Уменьшение пропускной способности ведет к резкому снижению эффективности работы трубопроводов, существенному увеличению затрат на прокачку нефтесодержащей жидкости, кроме этого приводит к ухудшению качества перекачиваемых продуктов из-за загрязнения их механическими примесями. С целью поддержания пропускной способности трубопроводов в работоспособном состоянии проводится очистка внутренней полости, путем пропуска очистных устройств. Это позволяет повысить их надежность и гидравлическую эффективность, а также снизить износ оборудования и поддерживать его функционирование на протяжении достаточно длительного периода времени.

Известно устройство запуска и приема внутритрубных поточных средств очистки и диагностики в трубопровод, которое содержит камеры запуска и приема со штуцерами подачи и отвода продукта, снабженные узлом гибкой связи с линейной частью трубопровода, обеспечивающими их перемещение и поворот в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и вдоль оси камеры, причем камеры с одного торца снабжены концевым затвором, состоящим из откидной крышки и полухомутов, шарнирно соединенных между собой на одной оси в нижней части откидной крышки, а в верхней части соединены с одним винтом [Патент РФ №2103597, МПК F17D 3/08, с приоритетом от 28.05.1997].

Но конструктивная сложность исполнения устройства препятствует широкому применению устройства.

Известно устройство камер запуска и приема на газопроводах, предназначенных для запуска в газопровод и приема из него очистных поршней. Устройство содержит узлы (камеры) пуска и приема очистных устройств-поршней. При этом, на начальном участке трубопровода монтируют узел пуска очистных поршней, на конечном - камеру приема. Камеры пуска и приема очистных поршней подключаются к основному трубопроводу через запорные устройства [Мустафин Ф.М., Гумеров А.Г., Мугаллимов Ф.М. «Трубопроводная арматура», Уфа, 2010 г., с. 245-249].

Недостатком известного устройства является ограниченность применения, в связи с тем, что при проведении работ по очистке внутренней полости трубопроводов с помощью вышеописанных узлов и камер пуска и приема очистных устройств отсутствует возможность удаленного автоматического запуска и приема очистного устройства-поршня.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для пуска и приема очистных устройств, содержащее камеры пуска и приема очистных устройств, которые размещены на начальном и конечном участках основного трубопровода, подвергаемого очистке. Камеры пуска и приема очистных устройств, в одной из которых размещено очистное устройство, подключены к основному трубопроводу через запорные устройства, при этом камеры пуска и приема снабжены затворами. [Богданов Е.А., «Основы технической диагностики и эксплуатации нефтепроводов», Москва, 2006., с. 115-117].

Техническим результатом, предлагаемого изобретения является сокращение риска возможной остановки трубопроводов из-за критичного роста давления, а так же повышение безопасности эксплуатации трубопровода при нефтегазодобычи, за счет автоматизации проведения очистки внутренней полости трубопроводов.

Задача решается за счет того, автоматизированная камера запуска очистных устройств, содержащая расширительную камеру, концевой затвор, очистные устройства, запорную арматуру снабженную электроприводом с возможностью удаленного управления, манометр с датчиком давления, дополнительно содержит сигнализатор хода движения очистного устройства, а расширительная камера выполнена наклонной к трубопроводу и снабжена штоками поочередного запуска очистных устройств, которые оснащены электроприводом с возможностью удаленного управления. Очистное устройство, в трубопроводе выполняет роль поршня. Расширительная камера выполнена наклонной к трубопроводу, для того, что бы при запуске очистного устройства в камере, помимо силы потока жидкости на него действовала сила тяжести, что способствует его беспрепятственному ходу. Очистное устройство за счет своей конструкции способно проходить 90 градусные отводы, в связи с чем, преодоление изгиба между расширительной камерой и запорной арматурой не затрудняет его ход. Внутренний диаметр расширительной камеры позволяет потоку жидкости беспрепятственно проходить через очистные устройства находящиеся внутри расширительной камеры, за счет того, что диаметр очистного устройства – поршня - меньше внутреннего диаметра расширительной камеры. Расширительная камера снабжена штоками, которые в опущенном состоянии являются ограничителями запуска очистных устройств. Оснащение штоков электроприводами с возможностью удаленного управления позволяют дистанционно осуществлять поочередный запуск очистных устройств путем поочередного поднятия штока, а при срабатывании сигнализатора хода движения очистного устройства производится перевод потока жидкости на байпасную линию.

Достичь заявленный технический результат позволяет периодический автоматический запуск процесса очистки внутренней полости трубопровода по превышению заданного рабочего давления, без остановки перекачки и без присутствия персонала. Конструкция камеры с возможностью удаленного управления с станции управления, обеспечивает автоматизацию периодических процессов эффективной очистки внутренней поверхности трубопровода без остановки перекачки и без присутствия персонала, что позволяет снизить до минимума риски при производстве газоопасных работ и повысить безопасность труда на производстве, а также предотвратить остановки трубопроводов из-за асфальтосмолопарафиновых отложений. Отсутствие отложений минимизирует риски нарушения целостности трубопроводов по причине превышения критического давления. Применение автоматизированной камеры запуска очистных устройств позволяет заменить труд человека при производстве работ на автоматизацию технологических процессов.

Автоматизированная камера запуска очистных устройств представлена на фигурах 1, 2, 3 и 4, где на фиг. 1 представлена схема подключения автоматизированной камеры запуска очистных устройств к трубопроводу и байпасной линии. На фиг. 2 представлена схема автоматизированной камеры запуска очистных устройств, на фиг. 3 - представлен вид сверху автоматизированной камеры запуска очистных устройств при направлении движения потока жидкости по байпасной линии, на фиг. 4 - представлен вид сверху автоматизированной камеры запуска очистных устройств при направлении движения потока жидкости при осуществлении технологической операции по запуску очистного устройства.

На фиг. 1, изображены запорная арматура 1, сигнализатор хода движения очистного устройства 2, манометр 3, очистное устройство 4, расширительная камера 5, шток 6, концевой затвор 7, дренажная емкость 8, опора большая 9, кран шаровой 10, опора малая 11, очищаемый участок трубопровода 12, линия разрядки избыточного давления 13, байпасная линия 15, запорная арматура 16, запорная арматура 17. На фиг. 2 изображены запорная арматура 1, сигнализатор хода движения очистного устройства 2, манометр 3, очистное устройство 4, расширительная камера 5, шток 6, концевой затвор 7, дренажная емкость 8, опора большая 9, кран шаровой 10, опора малая 11, линия разрядки избыточного давления 13, электропривод 19. На фиг. 3 изображены запорная арматура 1, сигнализатор хода движения очистного устройства 2, манометр 3, очистное устройство 4, расширительная камера 5, очищаемый участок трубопровода 12, направление движения потока жидкости по байпасной линии 14, байпасная линия 15, запорная арматура 16, запорная арматура 17, электропривод 19. На фиг. 4 изображены запорная арматура 1, сигнализатор хода движения очистного устройства 2, манометр 3, очистное устройство 4, расширительная камера 5, очищаемый участок трубопровода 12, байпасная линия 15, запорная арматура 16, запорная арматура 17, направление движения потока жидкости через расширительную камеру запуска 18, электропривод 19. Запорная арматура 1, 16 и 17 представляют собой задвижку клиновую литую, очистное устройство 4 представляет собой цельнолитой полиуретановый поршень, байпасная линия 15 представляет собой линейную часть трубопровода, по которой движение потока происходит вне расширительной камеры запуска. Автоматизированная камера запуска очистных устройств содержит расширительную камеру 5 выполненную наклонной к трубопроводу, поэтому при запуске очистного устройства 4 в автоматизированной камере запуска 5, помимо силы потока жидкости на очистное устройство 4, действует сила тяжести, что способствует улучшенному ходу очистного устройства 4. Наклон расширительной камере 5 обеспечивают опора большая 9 и опора малая 11. Автоматизированная камера запуска очистных устройств 5 идентично выполнена по размерам с обычной расширительной камерой, используемой на данный момент на объектах нефтяной промышленности, в связи, с чем ее можно устанавливать, как на новые камеры запуска очистных устройств, так и на эксплуатируемые, за счет того, что при демонтаже расширительной камеры со стандартной камеры запуска очистных устройств, путем отсоединения с фланцевых соединений задвижек клиновой литой возможно произвести монтаж автоматизированной камеры на те же фланцевые соединения задвижек клиновой литой, без изменения конструкции и это обеспечит сокращение затрат на монтаж и изменение конструктивной особенности.

Автоматизированная камера запуска очистных устройств работает следующим образом. Проверяют закрытие запорной арматуры 1 и 17 расширительной камеры запуска 5 и направление движения потока по байпасной линии 15, затем производят разрядку расширительной камеры запуска 5 открыв кран шаровой 10 через линию разрядки избыточного давления 13 на дренажную емкость 8. Затем производят проверку показаний манометра 3, для контроля отсутствия избыточного давления в расширительной камере запуска 5, и после установления отсутствия избыточного давления в расширительной камере запуска 5 открывают концевой затвор 7. Производят загрузку очистных устройств 4 путем поэтапного опускания штоков 6 контроля очередности запуска очистных устройств, после чего закрывают концевой затвор 7 и шаровой кран 10. Последующие технологические операции на автоматизированной камере запуска 5 очистных устройств производятся автоматизированно, без присутствия персонала, а именно открытие запорной арматуры 1 и 17 представляющей собой задвижки клиновые литые и закрытие запорной арматуры 16, для перевода направления движения потока жидкости 18 через расширительную камеру запуска 5. После выхода очистного устройства 4, согласно очередности срабатывания штоков контроля 6 очередности запуска очистных устройств 4 из расширительной камеры 5, срабатывает сигнализатор 2, и согласно данного сигнала производится перевод потока жидкости на байпасную линию 15, путем открытия запорной арматуры 16 и закрытия запорной арматуры 1 и 17 до и после камеры запуска 5. После прохождения очистного устройства 4 по очищаемому участку трубопровода 12 происходит извлечение очистного устройства 4 и вынесенных отложений на камере приема очистных устройств (на рисунке не показана). Проведение очистки внутренней полости при росте давления в трубопроводе становится возможным в любое время суток, за счет возможности удаленного и поэтапного запуска очистных устройств 4 с определенным интервалом. Внедрение автоматизированной камеры запуска на объектах трубопроводного парка позволяет не допускать избыточного давления в трубопроводе, за счет проведения своевременной очистки внутренней полости трубопроводов, и тем самым повысить надежность трубопроводного парка. Установка на объектах трубопроводного парка автоматизированных камер запуска очистных устройств позволяет своевременно и оперативно очищать полость трубопроводов и исключает риски нарушения пропускной способности из-за асфальтосмолопарафиновых отложений. Отсутствие асфальтосмолопарафиновых отложений минимизирует риски нарушения целостности трубопроводов по причине превышения критического давления. Анализ известных изобретений показал, что из уровня техники, не известно техническое решение обладающих заявленной совокупностью существенных признаков и наличием вышеуказанных свойств и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Автоматизированная камера запуска очистных устройств относится к области нефтегазовой, газовой промышленности, нефтегазодобычи, в частности к способам очистки внутренней полости трубопроводов, и может быть использована для повышения надежности и безопасной эксплуатации трубопроводного парка при автоматизации технологических процессов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является сокращение риска возможной остановки трубопроводов из-за критичного роста давления, а также повышение безопасности эксплуатации трубопровода при нефтегазодобыче за счет автоматизации проведения очистки внутренней полости трубопроводов. Поставленная задача решается за счет того, что автоматизированная камера запуска очистных устройств, содержащая расширительную камеру, концевой затвор, очистные устройства, запорную арматуру, снабженную электроприводом с возможностью удаленного управления, манометр с датчиком давления, дополнительно содержит сигнализатор хода движения очистного устройства, а расширительная камера выполнена наклонной к трубопроводу и снабжена штоками поочередного запуска очистных устройств, которые оснащены электроприводом с возможностью удаленного управления. 4 ил.

Автоматизированная камера запуска очистных устройств, содержащая расширительную камеру, концевой затвор, очистные устройства, запорную арматуру, снабженную электроприводом с возможностью удаленного управления, манометр с датчиком давления, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сигнализатор хода движения очистного устройства, а расширительная камера выполнена наклонной к трубопроводу и снабжена штоками поочередного запуска очистных устройств, которые оснащены электроприводом с возможностью удаленного управления.