Блок дозирования ингибитора Российский патент 2021 года по МПК F17D3/12 

Устройство предназначено для подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети газовых промыслов для предотвращения коррозии трубопроводов, гидратообразований.

Известен блок распределения метанола, состоящий из шести узлов блока распределения метанола, четыре из которых включают в себя шесть коллекторов, снабженных задвижками. Блок распределения метанола снабжен двумя регулирующими клапанами, двумя регулирующими клапанами с приводами, комплектом расходомера. Первый и второй узлы блока распределения метанола свободными концами переходников соединены с комплектом расходомера и фланцами регулирующих клапанов, третий и четвертый узлы блока распределения метанола двумя свободными фланцами соединены с фланцами регулирующих клапанов с приводами, а двумя другими с фланцами регулирующих клапанов. Свободные концы тройников первого и второго узлов блока распределения метанола соединены с общепромысловой системой метанопроводов и автоматической станцией управления технологическими процессами. Устройство позволяет подавать метанол в две точки ввода (RU 2338237 C1, 10.11.2008).

Известна система распределения и дозирования ингибитора гидратообразования, содержащая блок управления, общую линию подачи ингибитора , блок подачи ингибитора гидратообразования, например метанола , в трубное пространство основного ствола скважины, блок расхода ингибитора гидратообразования в затрубное пространство бокового ствола скважины, установленный на общей линии подачи ингибитора. Система обеспечивает управление расходом ингибитора  (RU 138853 U1, 27.03.2014).

Техническими проблемами являются недостаточная надёжность известных устройств, недостаточные возможности регулировки нужного объёма подачи ингибитора.

Предлагаемый блок дозирования ингибитора БРМ (PN 250, DN 8) (в дальнейшем - блок) является составной частью системы подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети газовых промыслов для предотвращения коррозии трубопроводов, гидратообразований, а также может применяться как самостоятельное изделие.

Блок предназначен для дистанционного и (или) ручного управления расходом ингибитора.

Блок дозирования ингибитора включает содержит основную линию и обводную линию, основная линия включает трубопровод и установленные последовательно по его ходу первый шаровой кран, фильтр, второй шаровой кран, клапан соленоидный двухходовой, третий шаровой кран, обратный клапан, манометр, четвёртый шаровой кран, обводная линия включает трубопровод и последовательно установленные по его ходу пятый шаровой кран, дроссельный пакет, шестой шаровой кран, причём обводная линия начинается первым ответвлением от основной линии между фильтром и вторым шаровым краном, заканчивается вторым ответвлением между третьим шаровым краном и обратным клапаном, а в области первого и второго ответвлений установлены датчики давления с возможностью определения давления в основном трубопроводе.

Ингибитором является метанол.

Обводная линия выполнена с возможностью подачи по ней метанола только при закрытых втором и третьем шаровых кранах.

Блок может быть установлен в термошкафу.

Техническими результатами являются:

- обеспечение функции дозированной подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети без применения дорогостоящего оборудования - расходомера жидкости (метанола);

- обеспечение функции дозированной подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети;

- обеспечение возможности дистанционного управления из операторной по заданному алгоритму подачей электрического сигнала на соленоидный клапан;

-наличие функции дозированной подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети в ручном режиме при помощи дроссельного пакета;

- наличие возможности применения линии ручного управления параллельно с линией дистанционного управления, задавая через дроссельный пакет постоянный расход;

- возможность выполнения функции дозированной подачи ингибитора при низких температурах - до минус 60°С;

-простота, надежность, относительно низкая стоимость.

На иллюстрациях обозначены:

- поз. 1, 2, 3, 4, 5, 6 - краны шаровые;

- поз. 7, 8 - датчики, позволяющие установить наличие избыточного давления;

- поз. 9 - манометр;

- поз. 10 - клапан соленоидный двухходовой КСМ-1;

- поз. 11 - фильтр;

- поз. 12 - дроссельный пакет;

- поз. 13 - клапан обратный;

- поз. 14 - нагреватель;

- поз. 15 - термошкаф;

- поз. 16 - клеммная коробка;

- поз. 17 - опора.

- поз.18 - перфорированный стакан фильтра;

- поз.19 - сетка;

- поз.20 - корпус фильтра;

- поз. 21 - пробка;

- поз. 22 - трубка;

- поз. 23 - резиновое кольцо;

- поз. 24 и поз. 25 - корпуса клапана;

- поз. 26 - пружина;

- поз. 27 - затвор;

- поз. 28 - уплотнительное кольцо клапана;

- поз. 29 - резиновое кольцо клапана;

- поз. 30 - защитное кольцо клапана;

- поз. 31 - корпус шарового крана;

- поз. 32 - штуцеры;

- поз. 33 - кольца;

- поз. 34 - шар;

- поз. 35 - уплотнительное кольцо шарового крана;

- поз. 36 - резиновое кольцо шарового крана;

- поз. 37 - ручка;

- поз. 38 - уплотнительное кольцо штока;

- поз. 39 - вход метанола;

- поз. 40 - выход метанола.

На фиг. 1 показан общий вид блока.

На фиг. 2 показана принципиальная гидравлическая схема.

На фиг. 3 показана конструкция фильтра.

На фиг.4 показана конструкция обратного клапана.

На фиг.5 показана конструкция шарового крана.

Устройство работает следующим образом.

На линии блока последовательно расположены кран шаровой поз. 1, фильтр поз. 11 и датчик избыточного давления поз. 7 (показывающий давление в метанолопроводе), далее расположены кран шаровой поз. 2, клапан соленоидный двухходовой КСМ-1 поз.10, кран шаровой поз. 3, датчик избыточного давления поз. 8 (показывающий давление в точке ввода метанола), клапан обратный поз. 13, манометр поз. 9, кран шаровой поз. 4. Для создания резерва клапану соленоидному двухходовому КСМ-1 поз. 10, в конструкции блока предусмотрена обводная линия с установленными на ней кранами шаровыми поз. 5, поз. 6 и ручным регулирующим устройством -дроссельным пакетом поз. 12. Подача метанола по обводной линии осуществляется при закрытых кранах шаровых поз. 2, поз. 3.

Для удобства обслуживания на крышке блока установлена табличка со схемой гидравлической принципиальной. Маркировка входной линии блока (Вход) и линии подачи метанола (Выход) выполнена на табличках, закрепленных на кожухе блока.

Вычисление расхода ингибитора, согласно руководства по эксплуатации на клапан соленоидный двухходовой, осуществляется косвенным методом, по количеству и продолжительности срабатываний клапана соленоидного двухходового КСМ-1 поз. 10 в зависимости от перепада давления на клапане, который определяется датчиками избыточного давления поз. 7 и поз. 8. Алгоритм срабатывания клапана соленоидного заносится в блок управления (контроллер), который находится в операторной на верхнем уровне.

Оборудование размещено в термошкафу поз.15, который на объекте эксплуатации устанавливается на опоре поз.17

Оборудование рассчитано на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха минус 60°С при работающей системе обогрева, т.е. при понижении температуры окружающего воздуха ниже минус 35°С, термошкаф должен быть плотно закрыт, обогрев термошкафа (нагреватель поз.14) должен быть включен.

Электропитание датчиков давления поз. 7 и поз. 8, клапана соленоидного КСМ-1 поз.10, нагревателя поз.14 осуществляется через взрывозащищенную клеммную коробку поз.16. Все элементы блока, работающие под напряжением, имеют внутреннее и наружное заземление.

Порядок ввода блока в эксплуатацию.

Ручки всех кранов блока должны быть переведены в положение «закрыто».

Подать метанол на вход в блок.

Открыть краны поз. 1 - поз. 4 (рисунок 1, рисунок 2). Подать напряжение на клапан соленоидный двухходовой КСМ-1 поз. 10. Заполнить блок метанолом.

Обеспечить необходимый расход метанола подачей управляющего сигнала на клапан соленоидный двухходовой КСМ-1 поз. 10, в соответствии с руководством.

По показанию манометра поз. 9 и (или) датчика давления поз. 8 убедиться в срабатывании клапана соленоидного КСМ-1 поз. 10.

Для создания резерва клапану соленоидному КСМ-1 поз. 10, в конструкции предусмотрена обводная линия с установленным на ней пакетом дроссельным поз. 13.

Снять напряжение с клапана соленоидного двухходового КСМ-1 поз. 10. Открыть краны поз. 5, 6. Заполнить обводную линию метанолом и закрыть краны поз. 2, поз. 3.

Настроить дроссельный пакет поз. 12 на заданный расход. Закрыть краны поз. 5, 6.

Подать напряжение на клапан соленоидный двухходовой КСМ-1 поз. 10. Закрыть шкаф.

Линию ручного управления возможно использовать параллельно с линией дистанционного управления, задавая через дроссельный пакет поз. 12 постоянный расход, при этом все краны должны быть переведены в положение «открыто».

Клапан соленоидный двухходовой КСМ-1 поз. 10 обеспечивает при время-импульсном управлении, путем регулирования длительности импульса (открыт-закрыт), заданную величину расхода с учетом текущего перепада давления на нем.

При дистанционном управлении расходом, управляющий сигнал на клапан подается от блока управления, находящегося в операторной, по заданному алгоритму управления.

Клапан соленоидный двухходовой КСМ-1 поз.10 в состоянии поставки укомплектован дросселем с калиброванным отверстием. Диаметр калиброванного отверстия дросселя определяется по требованию опросного листа заказчика и указывается в паспорте.

Конструкция клапана соленоидного двухходового КСМ-1 и его работа описывается в руководстве по эксплуатации, имеет патент на полезную модель № 193757. Но допустимо использовать и любой другой известный из уровня техники клапан соленоидный двухходовой, подходящий по своим характеристикам.

Дроссельный пакет поз.12 предназначен для ручного регулирования расхода метанола как самостоятельное изделие, так и в составе блоков дозирования ингибитора. Дроссельный пакет в состоянии поставки укомплектован дросселями с калиброванными отверстиями. Диаметр калиброванных отверстий дросселей определяется по требованию опросного листа заказчика и указывается в паспорте.

Конструкция пакета дроссельного и его работа описывается в руководстве по эксплуатации, имеет патент на полезную модель № 192786. Но допустимо использовать и любой известный из уровня техники дроссельный пакет, подходящий по своим характеристикам.

С целью очистки метанола технического, проходящего через все элементы блока, от твердых примесей служит фильтр тонкой очистки поз. 11

Конструкция фильтра поз. 11 приведена на рисунке 3.

Фильтр тонкой очистки представляет собой перфорированный стакан поз. 18 с укрепленной внутри него сеткой поз. 19. Стакан с сеткой размещается в корпусе поз. 20 с входным и выходным штуцерами. Стакан поз. 18 прижимается ко дну корпуса поз. 20 пробкой поз. 21, в которую вворачивается игольчатая пробка поз. 22, предназначенная для выпуска скопившегося загрязнения и сброса давления при демонтаже. На пробку поз. 22 одевается трубка, загрязнения и метанол собираются в емкость. Метанол подается внутрь перфорированного стакана поз. 18 на сетку поз. 19, на которой происходит его очистка. Герметичность по отношению к внешней среде обеспечивается резиновым кольцом поз. 23

C целью предотвращения обратного потока метанола через элементы блока (когда давление в газопроводе, куда подается метанол, превышает давление на выходе из блока) служит клапан обратный поз. 13

Конструкция клапана обратного поз. 13 приведена на рисунке 4.

Клапан состоит из корпусов поз. 24 и поз. 25.

В корпусе поз. 25 размещён поджатый пружиной поз. 26 затвор поз. 27.

Герметичность клапана от обратного потока обеспечивается затвором поз. 27 и кольцом уплотнительным поз. 28.

Герметичность по отношению к внешней среде обеспечивается кольцом резиновым поз. 29 и кольцом защитным поз. 30.

Конструкция крана шарового (поз. 1-поз. 6) приведена на рисунке 5.

Кран состоит из корпуса поз. 31 с входным и выходным штуцерами поз. 32, которые уплотняются кольцами поз. 33.

Запорным органом крана является шар поз. 34, уплотняемый кольцами 35 и резиновыми кольцами поз. 36. Поворот шара поз. 34 осуществляется при помощи ручки поз. 37. Уплотнение штока осуществляется при помощи кольца поз. 38.

Конструкции блока дозирования ингибитора обеспечивает:

- наличие функции дозированной подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети без применения дорогостоящего оборудования - расходомера жидкости (метанола);

- наличие функции дозированной подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети

дистанционно из операторной по заданному алгоритму подачей электрического сигнала на клапан соленоидный поз. 10;

- наличие функции дозированной подачи ингибитора в трубопроводы газосборной сети в ручном режиме при помощи дроссельного пакета поз. 12;

- наличие возможности применения линии ручного управления параллельно с линией дистанционного управления, задавая через дроссельный пакет поз. 12 постоянный расход;

- возможность выполнения функции дозированной подачи ингибитора при низких температурах - до минус 60°С;

- простоту, надежность, относительно низкую стоимость.

Блок дозирования ингибитора содержит основную линию и обводную линию, основная линия включает трубопровод и установленные последовательно по его ходу первый шаровой кран, фильтр, второй шаровой кран, клапан соленоидный двухходовой, третий шаровой кран, обратный клапан, манометр, четвёртый шаровой кран, обводная линия включает трубопровод и последовательно установленные по его ходу пятый шаровой кран, дроссельный пакет, шестой шаровой кран, причём обводная линия начинается первым ответвлением от основной линии между фильтром и вторым шаровым краном, заканчивается вторым ответвлением между третьим шаровым краном и обратным клапаном, а в области первого и второго ответвлений установлены датчики давления с возможностью определения давления в основном трубопроводе. Устройство обеспечивает надёжность, дозированную подачу ингибитора. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Блок дозирования ингибитора, включающий трубопровод, клапаны, отличающийся тем, что блок содержит основную линию и обводную линию, основная линия включает трубопровод и установленные последовательно по его ходу первый шаровой кран, фильтр, второй шаровой кран, клапан соленоидный двухходовой, третий шаровой кран, обратный клапан, манометр, четвёртый шаровой кран, обводная линия включает трубопровод и последовательно установленные по его ходу пятый шаровой кран, дроссельный пакет, шестой шаровой кран, причём обводная линия начинается первым ответвлением от основной линии между фильтром и вторым шаровым краном, заканчивается вторым ответвлением между третьим шаровым краном и обратным клапаном, а в области первого и второго ответвлений установлены датчики давления с возможностью определения давления в основном трубопроводе.

2. Блок дозирования ингибитора по п.1, где ингибитором является метанол.

3. Блок дозирования ингибитора по п.1, отличающийся тем, что обводная линия выполнена с возможностью подачи по ней метанола только при закрытых втором и третьем шаровых кранах.

4. Блок дозирования ингибитора по п.1, отличающийся тем, что установлен в термошкафу.