Устройство для очистки емкостей Советский патент 1992 года по МПК B08B9/08 

Изобретение относится к устройствам для очистки емкостей и может найти применение в крупногабаритных нефтяных резервуарах со сливным каналом.

В нефтехимии известны устройства для очистки трубопроводов, содержащие систему подачи в технологическую жидкость, протекающую по трубопроводу различных химическим реагентов-ингибиторов, предотвращающих отложения на стенках трубопроводов.

Известны также устройства борьбы с си- леобразованиями в трубопроводах содержащие кольцевые магниты с полюсными наконечниками, расположенные вокруг трубопроводов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для очистки емкостей, содержащее установленный в нижней части емкости трубчатый перфорированный коллектор, отверстия которого обращены к прилегающей внутренней поверхности емкости, причем колпектор установлен в горизонтальной плоскости по периметру емкости и снабжен перфорированными патрубками.

Недостаток известного устройства заключается в низкой эффективности очистки емкостей в связи с отмеченным выше выполнением и расположением трубчатого пе| форированного коллектора.

Цель изобретения - повышение эффек- тиьности очистки емкостей,

Поставленная и;ель достигается тем, что пеофорпрованным коллектор выполнен в виде нлбора равномерно расположенных концентрических кольцевых трубопроводов а перфорированные патрубки установХ|

-N ю

4 О

лены вертикально на соответствующих кольцевых трубопроводах равномерно по их длине, причем отверстия на кольцевых трубопроводах обращены к донной части резервуара, при этом число вертикальных перфорированных патрубков на кольцевых трубопроводах, начиная со второго от центра емкости, выбирается из соотношения

Rcpn riN --

П1,

RCP1

где Pcpi средний радиус первого кольцевого трубопровода;

PcpN средний радиус N-го кольцевого трубопровода;

гм - число вертикальных патрубков на первом кольцевом трубопроводе, а отверстия на вертикальных патрубках расположены равномерно по их длине и по периметру соответствующих поперечных сечений и свободные концы патрубков за- глушены.

На фиг.1 представлена схема устройства для очистки емкостей преимущественно крупногабаритных нефтяных резервуаров со сливным каналом; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - узел I на фиг.З; на фиг.5 - узел II на фиг. 3; на фиг.6 - сечение В-В на фиг. 5.

Устройство для очистки емкостей содержит насос 1 высокого давления техноло- гической воды, который предназначен для подачи технологической воды в нефтяные скважины, трубопровод 2 технологической воды, на котором последовательно установлены запорный элемент 3, редуктор 4 дав- ления и пульсатор 5 давления. Трубопровод 2 технологической воды подключен с одной стороны к насосу 1 высокого давления, а с другой стороны - к водяному коллектору 6, установленному в донной части вертикаль- но расположенного нефтяного резервуара 7. Трубопровод 8 с установленным на нем запорным элементом 9 предназначен для подачи нефти в резервуар 7 из скважин. Отвод газа из резервуара 7 производится по трубопроводу 10, на котором установлен запорный элемент 11. Отбор нефти из резервуара 7 выполняется по трубопроводу 12 с запорным элементом 13, а магистраль 14 эвакуации разрушенных отложений под- ключена к донной части нефтяного резервуара 7 и на ней установлен запорный элемент 15.

Водяной коллектор (фиг.2 и 3) содержит набор горизонтально и равномерно рас- положенных концентрических перфорированных кольцевых трубопроводов 16 расположенных на ложементах 17, имеющих сквозные окна для прохода суспензии

и закрепленных на днище нефтяного резервуара 7. В центральной части коллектора 6 установлен цилиндрический стакан 18, который подключен к трубопроводу 2 технологической воды, а посредством трубопроводов 19 соединен со всеми кольцевыми трубопроводами 16. На кольцевых трубопроводах 16 равномерно расположены вертикальные перфорированные отводы 20, заглущенные со стороны, обращенной в резервуар 7. Число отводов 20 на каждом кольцевом трубопроводе 16 определяется следующим образом.

В общем случае известно, что длина дуги круга определяется выражением

I р R,(1)

где R - радиус круга: р - центральный угол, рад.

При равномерном расположении вертикальных отводов 20 на кольцевом трубопроводе 16 длина дуги I между соседними отводами 20 на основании (1) определяется как

I R- ,(2)

где Rep-средний радиус кольцевого трубопровода 16, на котором установлены отводы 20:

п - число отводов 20,

Для равномерного воздействия на боковые стенки резервуара 7 и на объем получаемой суспензии необходимо при равномерном расположении кольцевых трубопроводов 16 обеспечить и равенство длин дуг между соседними отводами 20 на всех кольцевых трубопроводах 16. Тогда в этом случае можно записать

2 JTRcp-i 2тгРср2 2 л: RCpN

ЩП2 HN

где Rcpi ..N - средний радиус каждого кольцевого трубопровода 16, с 1-го по N-й;

ni...riN число отводов 20 на каждом кольцевом трубопроводе 16, с 1-го по N-й.

Таким образом, если принять число отводов 20 на 1-м кольцевом трубопроводе 16 как ni, то для любого N-го кольцевого трубопровода 16 число отводов 20 определяется из соотношения

,(3)

(4)

,

Кср1

Отверстия 21 (фиг.4) на кольцевых горизонтальных трубопроводах 16 расположены на полуокружности, обращенной к донной части нефтяного резервуара 7, и ориентированы на донную часть последнего. Отверстия 22 (фиг.5 и 6) на вертикальных отводах 20 расположены равномерно по их длине и по окружности

Устройство работает следующим образом.

При необходимости удаления отложений на донной части нефтяного резервуара 7 открывают запорный элемент 3 на трубоп- роводе 2. Технологическая вода, которая подается насосом 1 в нефтяные скважины, поступает в трубопровод 2. Редуктор 4 осуществляет понижение давления, а пульсатор 5 организует пульсацию давления потока воды. Пульсирующий поток воды поступает в разветвленный водяной коллектор б, установленный в донной части нефтяного резервуара 7 и содержащий набор горизонтально и равномерно рас- положенных концентрических перфорированных кольцевых трубопроводов 16, каждый из которых имеет равномерно расположенные вертикальные перфорированные отводы 20, установленные на одинаковом расстоянии один от другого на всех кольцевых трубопроводах 16. Поскольку водяной коллектор 6 разнесен по всей донной части нефтяного резервуара 7 и по боковым стенкам донной части резервуара 7, то за счет указанного выше выполнения отверстий 21 и 22 соответственно на трубопроводах 16 и отводах 20, расположения отводов 20 на трубопроводах 16 и за сча г направленного воздействия пульсирующего потока воды происходит размывание придонных отложений в резервуаре 7 и образование суспензии из воды и твердых частиц. Здесь следует отметить, что выполнение водяного коллектора 6 обеспечивает равномерное воздействие как на дно резервуара 7, так на его боковые стенки и на объем получаемой суспензии, при этом организуется интенсивное перемешивания объема получаемой суспензии, что существенно повышает сте- пень очистки. После этого закрывают запорный элемент 3, выключают пульсатор 5, открывают запорный элемент 15 на сливном трубопроводе 14 и организуют эвакуацию полученной суспензии. По окончании эвакуа- ции указанной суспензии закрывают запорный элемент 15 и при следующем цикле удаления отложений на донной части резервуара 7 функционирование системы происходит в описанной выше последовательности.

При этом необходимо отметить, что функционирование устройства для очистки емкостей происходит без остановки технологического цикла нефтедобычи, т.е. без отключения нефтяного резервуара от нефтяных скважин.

Устройство для очистки емкостей может быть реализовано на любом нефтяном резервуаре в районе промыслов.

Использование устройства для очистки емкостей наиболее эффективно для нефтяных резервуаров объемом в десятки кубометров в связи с крайней необходимостью предотвращения преждевременного разрушения донной части отмеченных резервуаров и экономией материальных ресурсов.

Применение устройства для очистки емкостей обеспечивает по сравнению с известными системами следующие преимущества: упрощение устройства ввиду использования достаточно простых технических средств и доступной технологической воды в качестве разрушающего рабочего тела; повышение степени очистки благодаря высокой эффективности работы вследствие выполнения устройства для очистки емкостей в виде описанного водяного коллектора; равномерное воздействие на боковые стенки резервуара и на объем получаемой суспензии, а также удешевление устройства из-за применения стандартных недорогостоящих элементов и использования технологической воды.

Кроме того, устройство имеет простую технологию изготовления и позволяет удалить донные отложения без нарушения технологического цикла нефтедобычи.

Формула изобретения

1.Устройство для очистки емкостей, преимущественно крупногабаритных нефтяных резервуаров со сливным каналом, содержащее установленный в нижней части емкости трубчатый перфорированный коллектор, отверстия которого обращены к прилегающей внутренней поверхности емкости, причем коллектор установлен в горизонтальной плоскости по периметру емкости и снабжен перфорированными патрубками, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, перфорированный коллектор выполнен в виде набора равномерно расположенных концентрических кольцевых трубопроводов, а перфорированные патрубки установлены вертикально на соответствующих кольцевых трубопроводах равномерно по их длине, причем отверстия на кольцевых трубопроводах обращены к донной части резервуара

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем. что число вертикальных перфорированных патрубков на кольцевых трубопроводах, начиная со второго от центра емкости, выбирается из соотношения

RcpN

RCP1

где RCpi - средний радиус первого кольцевого трубопровода;

RcpN - средний радиус N-ro кольцевого трубопровода;

HN

П1

ni - число вертикальных патрубков на первом кольцевом трубопроводе.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что отверстия на вертикальных патрубках расположены равномерно по их длине и по периметру соответствующих поперечных сечений, при этом свободные концы патрубков заглушены.

Использование: очистка емкостей, преимущественно крупногабаритных нефтяных резервуаров со сливным каналом Сущность изобретения: устройство для очистки емкостей имеет установленный в нижней части емкости трубчатый перфорированный коллектор, отверстия которого обращены к прилегающей поверхности емкости. Коллектор установлен в горизонтальной плоскости по периметру емкости и выполнен в виде набора равномерно расположенных концентрических кольцевых трубопроводов. снабжен перфорированными патрубками, установленными вертикально на соответствующих кольцевых трубопроводах равномерно по их длине. Отверстия на кольцевых трубопроводах обращены к донной части резервуара. Число вертикальных патрубков выбирается из определенного соотношения, причем отверстия на патрубках распо- лаоются равномерно по их длине и по пеоиметру, а свободные концы патрубков заглушены. 2 з.п,ф-лы. 6 ил. сл с

8 3

L

Т

70 77

JA

/п

13

V

Фиг. 1

16

18

20 20 20

П

2

10

19

Фиг. 2

В-Б

16

16

16

К

18

Фиг.З

20

11

ФиеЬ

I

/

20

В

L

L

11

Фиг. 5