Способ удаления осадка из действующего нефтепровода и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК F17D3/00 

Изобретение относится к способу удаления осадка и воды из действующего нефтепровода и к устройству для удаления осадка и воды и может быть использовано при эксплуатации действующих нефтепроводов.

Целью изобретения является упрощение способа и устройства без движущихся внутри трубопровода механических снарядов и очистных механизмов, непрерывное удаление осадка и воды, выделившейся в процессе внутритрубной деэмульсации нефти, снижение коррозии и улучшение качества нефти без остановки действующего нефтепровода с автоматическим гидроудалением осадка и скопившейся воды.

Поставленная цель достигается тем, что в способе удаления осадка из действующего трубопровода, включающем активацию осадка потоком рабочей жидкости, в качестве рабочей жидкости используют поток транспортируемой жидкости со скоростью, превышающей скорость страгивания осадка и непревышающей значения, определяемой по формуле

v Ь .(.,.. ). (1)

где b - ширина поперечной щели в нижней части трубопровода, см;

д - толщина стенки трубопровода, см;

g - ускорение силы тяжести в месте прокладки трубопровода, в среднем равное 980 см/с .

При этом щель в трубопроводе должна располагаться в конце участка внутритрубной деэмульсации. где выделяется из транспортируемой нефти пластовая (подтоварная) вода, которая также испольт зуется в качестве рабочей жидкости и отде00

8

ю

-д

ел

ляется щелью в герметично связанную с ней приемную емкость вместе с осадком (шламом) с последующим гидростатическим выжиманием осадка, шлама и воды по мере его накопления в автоцистерну или шламохрэ- нилищё под действующим напором нефтепровода. .

После сброса агрессивной пластовой воды вместе с осадком, шламом, продуктами коррозии и сульфидов металла, включая и загнивающий под действием микроорганизмов осадок, резко улучшается коррозионная обстановка внутри нефтепровода, так как оставшаяся нефть и нефтепродукты практически не корродируют, улучшается качество транспортируемой нефти по воде, солям и механическим примесям, улучшается пропускная способность нефтепровода и снижаются гидравлические сопротивления на перекачку нефти,- а следовательно, уменьшается давление перекачки и частота порывов. При этом из нефтепровода выводятся коррозионно-активные осадки, РКЛЮ- чая воду, которые теперь уже не создают затруднений при последующей подготовке и переработке в технологических аппаратах и резервуарах..

Известные способы и устройства по известным аналогам и прототипам включают перемещение очистного устройства в виде снарядов, ершей, шаров внутри трубопровода, а внутри трубопровода к тому же требуют их остановки. При этом не исключаются зацепы и закупорки ими трубопроводов, обрывы тросов и т.д. Кроме того, очистка периодическая из внутренней полости трубопровода. В предлагаемом же устройстве отсутствуют движущиеся механизированные снаряды и ерши, осуществляется непрерывное удаление осадка и воды из действующего нефтепровода с гидродинамическим методом его улавливания и гидростатическим удалением осадка и воды из действующего нефтепровода под действием существующего в нем напора. При этом исключаются порывы и излив нефти и пластовой воды на рельеф местности, не происходит абразивного износа трубопровода-нефтепровода и повышается его надежность и работоспособность. Предлагаемое устройство не создает дополнительных сопротивлений внутри действующего нефтепровода за счет механизированных очистных снарядов, ершей или шаров, просто и надежно в работе. Устройство размещается на участке 1/3 длины нефтепровода от начала перекачки (нефтенасосной станции) обычно там, где заканчивается процесс внутритрубной деэ- мульсации. Обычно на нисходящей ветви

нефтепровода перед мешками делается щель шириной 1-5 см поперек нижнего лотка трубы, которая герметично связана с приемной емкостью осадка, шлама и воды,

обычно в виде трубы, располагаемой под щелью нефтепровода. На уровне забора скопившейся воды, шлама или осадка устанавливаются электроды датчика, которые, замыкая электроцепь в случае воды с осадком (или размыкая цепь в случае нефти),

подают сигнал на исполнительный механизм, который автоматически открывает электрозадвижку на сбросном трубопроводе осадка и воды в автоцистерну (или шламохранилище). А в случае подхода уровня нефти к заборному отверстию сбросного трубопровода перекрывают электрозадвижку (задвижку). Для облегчения сползания осадка осадконакопитель выполнен в виде

наклонной трубы большего, чем нефтепровод, диаметра с уклоном в сторону заборного отверстия отводящей трубы, причем в нефтепроводе щель связана посредством патрубка с осадконакопителем.

в случае отсутствия автоматики задвижка может открываться вручную по мере накопления осадка и воды в осадконакопи- теле.

Таким образом, известные устройства

для уд аления осадка включают перемещаемый внутри трубопровода чистной ерш, шар в общем случае очистной механизм, перемещаемый потоком рабочей жидкости и приемную емкость, размещаемую для сбора

осадка в конце трубопровода, связанную посредством патрубка с трубопроводом,

Предлагаемое устройство для удаления осадка из действующего нефтепровода отличается от известного тем, что нефтепровод через поперечную щель в лотке трубы через патрубок связан с осадконакопителем, располагаемым под нефтепроводом с гидростатическим выжиманием осадка, шлама и скопившейся воды, под действующим напором внутри нефтепровода удаляются по мере накопления из осадконакопителя по сбросному отводящему трубопроводу в автоцистерну или шла- мохранилище, причем цистерна может и

подключаться к автомашине и вывозиться в шламохранилище или нефтеловушку по мере заполнения. При этом размер щели определяется формулой

V /Z5T,(2)

9 . -..

где ,1 коэффициент запаса.

В отличие от известных методов и устройств щель располагается на участке, где заканчивается процесс деэмульсации внут

ритрубной, т.е. на участке 1/3 длины нефтепровода от его начала. Причем размер щели (ширина ее) определяется скоростью потока и толщиной б стенки по нижней образующей трубы. Для удобства щель может быть регулируемой ширины и перекрываться заслонкой, повторяющей ложе трубы нефтепровода.

На чертеже показано устройство для удаления осадка из действующего нефтепровода.

Устройство включает действующий нефтепровод 1, емкость 2 осадконакопите- л я; улавливающую щель 3; автоцистерну 4; задвижку 5 простую или электрофмцирован- ную; отводящий сбросной трубопровод 6; исполнительный механизм 7; электроды датчика уровня; заборное отверстие 9 осадка; патрубок 10; щелевую заслонку 11.

Устройство работает следующим образом.

При заданной скорости потока осадок увлекается активирующим потоком транспортируемой жидкости и попадает в поперечную щель 3, расположенную в лотке трубы нефтепровода 1 с углом сектора 90°. Осадок представляет собой шлам, продукты коррозии, включая сульфиды металлов и гидроокиси металлов, скалину - механические примеси и воду, выделившуюся из нефти в процессе внутритрубной деэмульсации. Осадок по патрубку 10 проваливается в трубчатый осадконакопитель 2, расположенный под действующим нефтепроводом 1, большего диаметра, чем нефтепровод, с уклоном в сторону осадкозаборного устройства (. Удаление осадка из действующего нефтепровода осуществляется непрерывно, а его удаление из осадконакопителя 2 периодически по мере его накопления под действием гидростатического напора, передаваемого из действующего нефтепровода в сообщающийся сосуд-емкость осадконакопителя 2 посредством патрубка 10. Под гидростатическим давлением осадок вместе с водой и шламом выжимается по отводящему трубопроводу 6 при открытой задвижке 5 в автоцистерну 4 или цистерну, подключаемую периодически по мере накопления к автотранспорту с вывозом в шламоотвал или нефтеловушку.

Для автоматического удаления осадка из емкости осадконакопителя в нем предусматриваются электроды 8 датчика, открывающего электрофицированную задвижку 5 в случае электропроводящей воды соленой и влажных шламов и закрывающие ее в случае размыкания контактов электродных посредством диэлектрика-нефти.

При ручном способе удаление осадка осуществляется периодически при ручном управлении задвижкой 5, которая открывается при изливе воды и шлама и закрывает- 5 ся при подходе нефти. Контроль уровня зоды и шлама в емкости осадконакопителя может также в этом случае осуществляться посредством пробных краников, установленных п о высоте емкости шламонакопите0 ля, которые на фиг. 1 опущены.

П р и м е р. На участке свыше 1/3L - длина нефтепровода 74 км, равном 24,7 км, где в основном заканчивается внутритруб- ная деэмульсации транспортируемой нефти

5 с выделением подтоварной (пластовой) воды, имеет место интенсивная коррозия лотка трубы, где нижним сечением движется агрессивная, содержащая сероводород 160 мг/л, выделившаяся из нефти соленая вода.

.0 На начальном участке нефтепровода до 1 /3 его длины, коррозия незначительна, так как агрессивная вода находится в нефти в эмульгированном состоянии и составляет по данным замера гравиметрическим мето5 дом 0,16 мм/год, а в расслоенном состоянии 1,7 мм/год в нижнем сечении нефтепровода, где вместе с осадком движется агрессивная пластовая(подтоварная)вода.

На участке 1/3L, равном 24,7 км от на0 чала перекачке в нефтепроводе в лотке трубы диаметром 219 мм при толщине стенки 9,5,мм, прорезается щель с углом сектора 90° с заслонкой, позволяющей регулировать ее ширину 8. По нефтепроводу прока-

5 чивается поток нефти с исходной обводненноетью 0,8% со скоростью коррозии потока в нижнем сечении до устройства удаления осадка и воды путем соединения щели посредством патрубка с емкостью

0; осадконакопителя и его гидростатическим удалением в автоцистерну. После установки щели производится анализ качества нефти и ее коррозионной агрессивности. Коррозионная агрессивность оценивалась грави5 метрическим методом, а качество нефти по остаточному процентному содержанию воды по методу Дина и Старка. Опыты производятся при различной ширине щели и различных скоростях потока. Результаты

0 представлены в таблице, где приведено сопоставление с прототипом.

Формула из обретения 1. Способ удаления осадка из действую- 5 щего нефтепровода, включающий активацию осадка с. последующим удалением потока рабочей жидкости, от л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности удаления осадка и воды. снижения коррозии трубопровода и улучшения качества нефти, в качестве рабочей жидкости используют поток транспортируемой жидкости со скоростью, превышающей скорость страгивания осадка и не превышающей значения скорости, определяемой по формуле.

v b

где b - ширина поперечной щели в нижней части нефтепровода, см;

д - толщина стенки трубопровода, см;

g - ускорение силы тяжести.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей жидкости используется содержащая в транспортируемой жидкости и выделившаяся из нее в результате внутритрубной деэмульсации пластовая вода.

3. Устройство для удаления осадка из действующего нефтепровода, включающее очистное устройство и емкость для накопления осадка, отличающееся тем, что, с целью упрощения, нижняя часть трубы нефтепровода имеет поперечную щель и соединена с помощью герметичного патрубка с

емкостью для накопления осадка, причем последняя снабжена отводящим трубопроводом с концевой задвижкой.

4. Устройство по п. 3, о тличающее- с я тем, что, с целью автоматической разгрузки от воды осадка емкости для накопления осадка, в нижней части емкости на уровне отводящего трубопровода установлен электрод датчика, электрически связанный с задвижкой.

5. Устройство по.п. 3-й-4, отличающееся тем, что поперечная щель размещена на участке завершения внутритрубной деэмульсации на расстоянии 1/3 длины нефтепровода от начала перекачки.

6. Устройство по пп. 3-5, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что поперечная щель располо- жена на нисходящем участке нефтепровода.

Продолжение таблицы

Сущность изобретения: активируют осадок с последующим удалением потока рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости используют поток транспортируемой жидкости со скоростью, превышающей скорость страгивания осадка и не превышающей значения скорости, определяемой в зависимости от ширины поперечной щели в нижней части нефтепровода, толщины стенки трубопровода. Для удаления осадка используют очистное устр-во и емкость для накопления осадка. Нижняя часть трубы имеет щель и соединена герметичным патрубком с емкостью, снабженной отводящим трубопроводом с концевой задвижкой. В нижней части емкости на уровне отводящего трубопровода установлен электрод датчика, электрически связанный с задвижкой. Щель размещена на участке завершения внутри- трубной деэмульсации на расстоянии 1/3 длины нефтепровода от начала перекачки. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Примечание. Числитель -.скорость коррозии, мм/год; знаменатель - % содержание водЫ; под знаменателем - механические примеси, % (осадок). .