Мобильная насосная установка для дозированной подачи химических реагентов Российский патент 2022 года по МПК E21B37/06 

Изобретение относится к области установок, устройств насосных для дозированной подачи химических реагентов, применяемых при добыче, комплексной подготовке, транспорте и переработке нефти и газа.

Из уровня техники известна передвижная установка дозирования ингибитора, содержащая установленное внутри кузова автомобиля технологическое оборудование, состоящее из двух баков, плунжерного насоса, привода, всасывающей и напорной магистрали с запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами, при этом она снабжена дополнительным технологическим оборудованием, состоящим из бака, плунжерного насоса, привода, всасывающей и напорной магистрали с запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами (RU 89600 U1 10.12.2009).

Известна также дозировочная насосная установка включающая насос-дозатор, привод насоса-дозатора, всасывающий и нагнетательный трубопроводы, автоматизированную систему управления, систему энергообеспечения, бак для реагента. Система энергообеспечения включает аккумулятор, к которому подключены солнечная (световая) батарея, ветрогенератор, электрокабель, электрогенератор с приводом от крыльчатки, работающей от потока перекачиваемых жидкости или газа, блок управления источниками питания встроен в автоматизированную систему управления. На выкидной линии нефтяной или газовой скважины, нефтесборном или газосборном коллекторе, водоводе системы поддержания пластового давления, газо-, нефте- и продуктопроводах установлен электрогенератор с приводом от крыльчатки и коррозиметр. Установка выполнена либо в виде моноблока, либо состоящей из секции системы энергообеспечения, секции с баком для реагента, секции с насосом-дозатором, приводом насоса-дозатора, автоматизированной системой управления, и моноблок, и секции выполнены невскрываемыми в эксплуатационных условиях, а на внешней стороне оснащены разъемами для подключения электрокабелей и гидролиний (RU 119019 U1 10.08.2012).

Техническая проблема заключается в повышении эффективности мобильной насосной установки.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет расширения областей применения, повышении точности измеряемых параметров и снижении расхода реагента.

Указанный технический результат достигается в мобильной насосной установке для дозированной подачи химических реагентов (НУД), представляющей собой контейнер, закрепленный на раме прицепа с колесным шасси, выполненный во взрывозащищенном корпусе и содержащий расходную емкость для хранения реагента с визуальным и сигнализирующим уровнемерами, дозирующим насосом, выполненным с возможностью плавного дозирования подачи реагента, шкаф управления НУД, расходомер, интеллектуальные датчики, пожарную сигнализацию и сигнализацию загазованности, систему электрического отопления, выполненную с возможностью раздельного нагрева контейнера и реагента в емкости, а также осевой вентилятор, выполненный с возможностью удаления из контейнера избытков тепла и взрывоопасных газов.

При этом в контейнере выполнено рабочее и аварийное освещение, выполненное с возможностью включения при потере напряжения в сети 380 В.

При этом насосная установка дополнительно содержит систему продувки технологических трубопроводов.

При этом насосная установка содержит рукава высокого давления для подключения технологических трубопроводов закачки ингибитора в емкость и подачи ингибитора в трубопровод.

При этом интеллектуальные датчики, выполнены с возможностью осуществлять процессы измерения технологических параметров, преобразования полученных данных, самодиагностики, контроля и управления технологическим процессом.

Отличия от прототипа заключаются в том, что:

НУД выполнена мобильной с установкой на прицепе с колесным шасси.

Имеет взрывозащищенное исполнение, позволяющее применение на нефтегазовых месторождениях, установках подготовки, транспорта, резервуарных парках нефти и газа.

Плавное регулирование дозирования подачи реагента при помощи частотного регулятора привода дозирующего насоса.

Измерение всех необходимых технологических параметров интеллектуальными цифровыми датчиками-приборами, поддерживающими HART- протокол, дистанционный контроль и управление.

Наличие взрывозащищенного шкафа цифрового управления и передачи информации на верхний уровень АСУТП.

Мобильная насосная установка для дозированной подачи химических реагентов представляет из себя установку на шасси, в которой установлен насос дозировочный с емкостью, оборудование контрольно-измерительных приборов и автоматики, системы автоматического управления, отопления и вентиляции.

Система автоматизации предусматривает контроль температуры в помещении, контроль несанкционированного доступа, технологических параметров, контроль и предупреждение аварийных режимов работы, управление насосными агрегатами в ручном и автоматическом режимах, световую и звуковую сигнализацию при пожаре, загазованности, отключение всех токоприемников при пожаре, включение аварийной вентиляции.

Конструкция укрытия НУД представляет утепленный контейнер, смонтированный на прицепе с колесным шасси. Основание контейнера - сварной металлический каркас из стального горячекатаного профиля, покрытый листовым металлом и теплоизолированный базальтовым утеплителем. В технологическом отсеке размещены расходная емкость для хранения реагента, например ингибитора/метанола с визуальным и сигнализирующим уровнемером, мембранно-плунжерный дозирующий насос, трубопроводная обвязка с запорной арматурой, шкаф управления НУД, расходомер, электрооборудование, интеллектуальные датчики, пожарная сигнализация и сигнализация загазованности. В отсеке для хранения металлорукавов размещены кабели для подключения к внешнему питанию, для заземления, металлорукава для подключения к трубопроводам.

В НУД предусмотрена система электрического отопления, с раздельным нагревом контейнера и ингибитора/метанола в емкости. Для удаления из контейнера теплоизбытков и взрывоопасных газов предусмотрен осевой вентилятор.

В контейнере предусмотрено рабочее и аварийное освещение. Аварийное освещение включается при потере напряжения в сети 380 В и оснащено встроенным аккумулятором. Длительность работы аварийного освещения 1 час.

Для продувки технологических трубопроводов по окончанию работы предусмотрена система продувки азотом.

НУД оснащается рукавами высокого давления для подключения технологических трубопроводов закачки ингибитора в емкость и подачи ингибитора в трубопровод.

Все элементы насосного устройства смонтированы на станине закрепленной сварным соединением к каркасу (утепленного контейнера) из стального горячекатанного профиля, покрытого листовым металлом и теплоизолированный базальтовым утеплителем. Каркас является основанием контейнера. Контейнер крепится к раме прицепа с колесным шасси, болтовым и сварным соединениями.

Взрывозащищенное исполнение обеспечивает нормальную эксплуатацию оборудования в местах, в которых существует опасность взрыва газа или пыли, предотвращающих воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва, обеспечивающих сохранность материальных ценностей.

Плавное дозирование подачи реагента осуществляется при помощи дозировочного насоса, с возможностью плавного регулирования количества подачи реагента насосом с частотным преобразователем. Количество закачанного в трубопровод реагента определяет расходомер.

Интеллектуальные датчики-приборы, производят процессы измерения технологических параметров, преобразуют полученные данные в сигналы, в аналоговые и цифровые значения, производят самоанализ работы, это позволяет дистанционно настраивать и управлять диапазоном измерений, пропускают первичную полученную информацию и обрабатывают ее, а так же выполняют множество простых, типовых алгоритмов организации, контроля и управления технологическим процессом.

Осуществляется измерение следующих технологических параметров:

Контроль загазованности в блок-боксе;

Давление на выкиде дозировочного насоса;

Давление реагента;

Положение электромагнитных клапанов (открыт/закрыт) на входе и выходе технологического трубопровода реагента;

Уровень реагента в емкости;

Температура подаваемого реагента;

Расход реагента.

Все параметры отображаются на экране ПЛК.

Взрывозащиту шкафа цифрового управления и передачи информации обеспечивает конструкция шкафа, а именно:

Герметичность корпуса шкафа;

Герметичность кабельных вводов;

Герметичность органов управления.

Передача информации может осуществлятся по цифровым и аналоговым, оптическим, радио, кабельным каналам связи с ПЖ шкафа управления на АСУТП.

Вся информация о технологическом процессе передается на АСУТП и отображаются на экране ПЛК:

Загазованность в блок-боксе;

Верхний/нижний уровень в емкости хранения реагента;

Насос включен/выключен;

Клапан открыт/закрыт;

Температура реагента;

Давление реагента;

Данные о расходе реагента;

Насосная установка работает следующим образом

Технологическую емкость заполняют реагентом, например ингибитором/метанолом. Для контроля количества реагента предусмотрен визуальный, радарный и сигнализирующий уровнемер. НУД подключается к технологическому трубопроводу через рукава высокого давления. Реагент подается при помощи дозировочного насоса с возможностью регулирования расхода при помощи частотного регулятора. Количество закаченного в трубопровод реагента определяет расходомер, давление контролируется при помощи датчиков давления и манометров, уровень жидкости в емкости контролируется радарным уровнемером, сигнализаторами уровня и визуальным уровнемером. По окончанию дозирования, перед сворачиванием УНД, трубопроводная обвязка продувается азотом.

Изобретение относится к области установок, устройств насосных для дозированной подачи химических реагентов, применяемых при добыче, комплексной подготовке, транспорте и переработке нефти и газа. Установка включает контейнер, закрепленный на раме прицепа с колесным шасси, выполненный во взрывозащищенном корпусе и содержащий расходную емкость для хранения реагента с визуальным и сигнализирующим уровнемерами, дозирующим насосом, выполненным с возможностью плавного дозирования подачи реагента, шкаф управления, расходомер, интеллектуальные датчики, пожарную сигнализацию и сигнализацию загазованности, систему электрического отопления, выполненную с возможностью раздельного нагрева контейнера и реагента в емкости, а также осевой вентилятор, выполненный с возможностью удаления из контейнера избытков тепла и взрывоопасных газов. Расширяются функциональные возможности за счет расширения областей применения, повышается точность измеряемых параметров, снижается расход реагента. 4 з.п. ф-лы.

1. Мобильная насосная установка для дозированной подачи химических реагентов (НУД), представляющая собой контейнер, закрепленный на раме прицепа с колесным шасси, выполненный во взрывозащищенном корпусе и содержащий расходную емкость для хранения реагента с визуальным и сигнализирующим уровнемерами, дозирующим насосом, выполненным с возможностью плавного дозирования подачи реагента, шкаф управления НУД, расходомер, интеллектуальные датчики, пожарную сигнализацию и сигнализацию загазованности, систему электрического отопления, выполненную с возможностью раздельного нагрева контейнера и реагента в емкости, а также осевой вентилятор, выполненный с возможностью удаления из контейнера избытков тепла и взрывоопасных газов.

2. Мобильная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что в контейнере выполнено рабочее и аварийное освещение, при этом аварийное освещение выполнено с возможностью включения при потере напряжения в сети 380 В.

3. Мобильная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит систему продувки технологических трубопроводов.

4. Мобильная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит рукава высокого давления для подключения технологических трубопроводов закачки ингибитора в емкость и подачи ингибитора в трубопровод.

5. Мобильная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что интеллектуальные датчики выполнены с возможностью осуществлять процессы измерения технологических параметров, преобразования полученных данных, самодиагностики, контроля и управления технологическим процессом.