Способ перекачки газа или жидкости по трубопроводу Советский патент 1991 года по МПК F17D1/14 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для транспорта природных газов, нефти, воды и энергоносителей„

Известны способы снижения сопротивления движению газа (жидкости) за счет вдува газов (жидкостей) через обтекаемую поверхность.

Однако эти способы для магистральных нефтепроводов неприемлемы ввиду сложности исполнения системы вдува, большой металлоемкости и сложности эксплуатации таких систем.

Наиболее близким к предлагаемому является способ транспорта газов и жидкостей по трубопроводам под действием перепада давления, создаваемого на концах трубопровода,, При заданной геометрии трубопровода с ростом производительности растет сопротивление движению газа (жидкости) и значение потребных перепадов давления. Для снижения сопротивления движению потока и повышения производительности трубопроводов применяют различные способы снижения вязкости транспортируемых газов (жидкостей) за счет введения различных присадок.

Однако такой способ для магистральных трубопроводов неприемлем ввиду большого количества вводимых присадок и нестабильности свойств транспортируемого потока.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на движение газа

О

со

4ь Х

жидкости по трубопроводу и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу перекачки, вклю чающему создание разности давлений, на его концах, вблизи поверхности трубопровода создают последовательно расположенные по длине трубопровода низкоскоростные зоны, уровень давления в которых в каждом поперечном сечении трубопровода более высокий, чем уровень давления в основном потоке в цен тре трубопровода,под действием созданного перепада давления направляют пристеночный низкоскоростной поток в сторону основного потока, оттесняя высокоскоростные слои газа (жидкости) от поверхности трубопровода,,

Па чертеже представлена принципы- альная схема течения газа (жидкости) по трубопроводу по предложенному способу

Как видно из чертежа, низкоскоростные пристеночные зоны расположе- ны последовательно по всей длине трубопровода. Но длине трубопровода зоны разделены между собой непроницаемыми поверхностями 10 В каждой зоне общий поток газа (жидкости) с по- мощью перфорированной (пронизываемой) поверхности 2 разделяют на основной поток, перемещающийся в центре трубопровода, и вспомогательный, перемещающийся вблизи внутренней по- верхности трубопровода0 Основную задачу транспорта газа (жидкости) по трубопроводу выполняет основной поток; вспомогательный поток помогает основному потоку перемещаться с боль- шой скоростью, снижая поверхностное сопротивление трения основного потока о поверхность трубопровода Вспомогательный поток организуют вблизи поверхности так, чтобы скорость его движения (Ub) была значительно ниже скорости движения основного потока (U0)0 В этом случае давление во вспомогательном потоке (Р) будет выше давления в основном потоке (Р„) в каждом сечении трубопровода. Под действием образовавшейся разности давлений (ДР PR - Р0) меняют направление движения вспомогательного потока и направляют его в сторону основного через перфорированную поверхность 2 раздела.

Устройство для реализации способа содержит трубопровод, применяемый ранее для транспорта газа (жидкостей) В трубопровод по всей его длине кон- центрично установлены вставки,, Каждая вставка представляет собой отрезок цилиндрической трубы, поверхност которой перфорирована.

Величина зазора (Ј) между поверхностью трубопровода и цилиндрической поверхностью вставки определяется из условия максимальной производительности трубопровода. Целесообразно, чтобы диаметр этих вставок составлял 0,7-0,98 диаметра трубопровода Длина L вставок составляет 3-25 зазоров между вставкой и трубопроводом, цилиндрическая поверхность вставки перфорирована, степень перфорации соста ляет 5-20%, размеры отверстий перфораций составляют 0,01-0,0001 диаметр трубопровода, в начале вставки установлены центрирующие элементы, эти же элементы определяют расстояние между вставками( равное I - 2 зазорам между вставкой и трубопроводом, в конце вставки установлен цилиндрический бурт, внешний диаметр которого совпадает с диаметром трубопровода.

Возможен случай, когда поверхность 2 раздела является сужающейся вниз по потоку. Примером такой поверхности может служить поверхность усеченного конуса. В этом случае в каждой зоне скорость основного потока увеличивается вниз по потоку, а скорость вспомогательного потока соответственно уменьшается. Такое поведение скоростей основного и вспомогательного потоков позволяет получить необходимый градиент давления (ДР) для обеспечения достаточной скорости вдува (VB) даже при отсутствии сопротивления основного потока. Причем сужение выбирается так, чтобы диаметр перфорированной поверхности в конце вставки был меньше диаметра перфорированной поверхности в начале вставки не более чем на 2%. Расстояние между соседними вставками целесообразно принять равным 0,01-0,15 ди-чметра трубопровода.

Таким образом, сужающиеся перфорированные поверхности 2 раздела позволяют более сильно снизить сопротивление движению, повысить производительность трубопроводов и снизить энергозатраты.