EA032308B1 - Method for the explosion-safe cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons and device therefor - Google Patents
Method for the explosion-safe cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- EA032308B1 EA032308B1 EA201700069A EA201700069A EA032308B1 EA 032308 B1 EA032308 B1 EA 032308B1 EA 201700069 A EA201700069 A EA 201700069A EA 201700069 A EA201700069 A EA 201700069A EA 032308 B1 EA032308 B1 EA 032308B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- air
- pipeline
- compressor
- oxygen
- cleaning
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
- B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
- B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
- B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
- B08B9/053—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
- F16L55/28—Constructional aspects
- F16L55/30—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables
- F16L55/38—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables driven by fluid pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в строительстве и ремонте магистральных трубопроводов. Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, заключается в перемещении очистного устройства внутри полости трубопровода сжатым воздухом от компрессора. Подаваемый воздух предварительно под давлением пропускают через газораспределительную станцию для отделения кислорода. Обедненный кислородом воздух, концентрация кислорода в котором уменьшена до взрывобезопасного уровня в смеси с парами легких углеводородов, пропускают в трубопровод. Устройство содержит первый воздушный фильтр на входе приема воздуха двигателя внутреннего сгорания, второй воздушный фильтр на входе приема воздуха компрессора и газораспределительную станцию. Газораспределительная станция содержит два выхода, один из которых имеет две ветви. Первая ветвь через первую запорную арматуру соединена с входом компрессора. Вторая ветвь через вторую запорную арматуру соединена с трубопроводом для обеспечения движения очистных устройств. Второй выход газоразделительной станции соединен через третью запорную арматуру с входом приема воздуха двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в повышении взрывобезопасности способа очистки воздуха и в увеличении удельной мощности и удельной топливной экономичности.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction and repair of trunk pipelines. The method of explosion-proof cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons consists in moving the treatment device inside the pipeline cavity with compressed air from the compressor. The supplied air is preliminarily under pressure passed through a gas distribution station to separate oxygen. Oxygen-depleted air, the oxygen concentration of which is reduced to an explosion-proof level in a mixture with light hydrocarbon vapors, is passed into the pipeline. The device comprises a first air filter at the air intake of the internal combustion engine, a second air filter at the air intake of the compressor and a gas distribution station. The gas distribution station contains two exits, one of which has two branches. The first branch through the first stop valves is connected to the compressor inlet. The second branch through the second stop valves is connected to the pipeline to ensure the movement of treatment devices. The second outlet of the gas separation station is connected through a third stop valve to the intake air intake of the internal combustion engine. The technical result consists in increasing the explosion safety of the air purification method and in increasing the specific power and specific fuel efficiency.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в строительстве и ремонте магистральных трубопроводов.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the construction and repair of trunk pipelines.
Важнейшим направлением в развитии современных технологий строительства и ремонта магистральных трубопроводов является энергосбережение, охрана окружающей среды и безопасность производства.The most important direction in the development of modern technologies for the construction and repair of trunk pipelines is energy conservation, environmental protection and production safety.
Эффективным решением этих проблем является применение технологии очистки магистральных трубопроводов при их ремонте и выводе из эксплуатации с использованием очистного устройства в виде поршня, приводимого в движение воздухом, подаваемым из компрессора.An effective solution to these problems is the use of cleaning technology for pipelines during their repair and decommissioning using a cleaning device in the form of a piston, driven by air supplied from the compressor.
Однако использование воздуха в магистральном трубопроводе при наличии в нем следов углеводородов создает опасность возгорания и взрыва при определенной концентрации углеводородов и воздуха при повышении давления. Поэтому при таких работах используют газовые смеси с пониженным содержанием кислорода.However, the use of air in the main pipeline in the presence of traces of hydrocarbons creates a risk of fire and explosion at a certain concentration of hydrocarbons and air with increasing pressure. Therefore, in such works, gas mixtures with a low oxygen content are used.
Известны способ и устройство получения компримированного инертного газа с регулируемыми давлением и расходом (патент РФ № 2276619, В0117/00, Ρ01Ν3/10, 20.05.2006). Способ, включающий использование двигателя внутреннего сгорания как источника рабочего тела - выхлопного газа и энергии для обеспечения способа, связывание свободного кислорода в выхлопном газе путем сжигания в нем топлива, компримирование полученного в результате этого инертного газа с предварительной его очисткой и охлаждением, по которому сначала часть процесса компримирования выполняют непосредственно двигателем внутреннего сгорания и регулируют степень компримирования путем задания степени расширения выхлопного газа в нем воздействием на величину давления подпора выхлопа двигателя внутреннего сгорания, а остальную часть процесса компримирования выполняют компрессором. Устройство для получения компримированного инертного газа с регулируемыми давлением и расходом, содержащее двигатель внутреннего сгорания с приводом, системы подачи воздуха, топлива, выхлопа газа двигателя внутреннего сгорания и пульт управления, компрессор объемного типа, сообщенный с системой выхлопа и приводимый в движение приводом, а также камеру сгорания, фильтр, газовоздушный теплообменник с вентилятором, работающим от привода, скруббер, установленные и последовательно сообщенные друг с другом в магистрали, сообщающей компрессор с системой выхлопа газа, включает оребренную трубу, сообщающую камеру сгорания с фильтром, система выхлопа газа включает регулируемый клапан для сброса выхлопного газа в атмосферу, выход компрессора сообщен с входом байпасной линией, включающей регулятор расхода, а привод выполнен с возможностью регулирования частоты вращения.A known method and device for producing compressed inert gas with adjustable pressure and flow (RF patent No. 2276619, B0117 / 00, 01/3/10, 05/20/2006). A method comprising using an internal combustion engine as a source of working fluid - exhaust gas and energy to provide a method, binding free oxygen in the exhaust gas by burning fuel in it, compressing the resulting inert gas with preliminary purification and cooling, in which first part The compression process is carried out directly by the internal combustion engine and the degree of compression is controlled by setting the degree of expansion of the exhaust gas in it during acting on the pressure value of the exhaust pressure of the exhaust of the internal combustion engine, and the rest of the compression process is performed by the compressor. A device for producing compressed inert gas with adjustable pressure and flow rate, comprising an internal combustion engine with a drive, air, fuel, gas exhaust systems of an internal combustion engine and a control panel, a volume type compressor in communication with the exhaust system and driven by the drive, and combustion chamber, filter, gas-air heat exchanger with a fan operating from the drive, a scrubber installed and sequentially communicated with each other in the main line communicating the compress p with the gas exhaust system includes a finned tube informing the combustion chamber with a filter, the gas exhaust system includes an adjustable valve for discharge of exhaust gas into the atmosphere, a compressor exit communicated with the entrance of the bypass line comprising a flow regulator, and the drive is adapted to the speed control.
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность.The disadvantage of an analogue is the increased explosion hazard.
Известен также генератор компримированного инертного газа (патент РФ № 2256494, В0П 7/00, 20.07.2005), содержащий двигатель внутреннего сгорания, выходной ведущий вал, системы подачи воздуха и топлива и выхлопа отработавших газов двигателя, систему управления, компрессор, сообщенный с системой выхлопа и приводимый в движение ведущим валом, а также сепаратор, каталитический конвертор, газовоздушный теплообменник с приводом вентилятора от ведущего вала, скруббер, установленные и последовательно сообщенные друг с другом в магистрали, сообщающей компрессор с системой выхлопа, в котором система выхлопа включает нормально закрытый клапан сброса отработавших газов в атмосферу, а система подачи воздуха сообщена магистралью, которая включает регулирующую заслонку, с выходным коллектором скруббера.A compressed inert gas generator is also known (RF patent No. 2256494, ВОП 7/00, 07/20/2005), comprising an internal combustion engine, an output drive shaft, air and fuel supply systems and engine exhaust exhaust systems, a control system, a compressor in communication with the system exhaust and driven by the drive shaft, as well as a separator, catalytic converter, gas-air heat exchanger with a fan drive from the drive shaft, a scrubber installed and sequentially communicated with each other in the highway communicating with a spring with an exhaust system, in which the exhaust system includes a normally closed valve for discharging exhaust gases into the atmosphere, and the air supply system is communicated by a highway that includes a control damper with an output manifold of the scrubber.
Недостатками аналога являются ограниченные функциональные возможности.The disadvantages of the analogue are limited functionality.
Известна установка для очистки полости трубопроводов (патент РФ № 2297887, В08В 9/032, 27.04.2007), содержащая авиационный газотурбинный двигатель с введенными за его компрессором патрубками отбора воздуха, сообщенными с коллектором сбора воздуха, к выходу которого через первую запорно-регулирующую арматуру подключено устройство для впрыска воды в воздух с рукавом, а выход устройства для впрыска воды в воздух сообщен через гибкий металлорукав с обратным клапаном, перед которым установлен измеритель температуры паровоздушной смеси, при этом за обратным клапаном через боковой отвод присоединена вторая запорно-регулирующая арматура с патрубком сброса паровоздушной смеси, причем за обратным клапаном также установлена третья запорно-регулирующая арматура, выход которой сообщен с трубопроводом, измеритель давления паровоздушной смеси, установленный на трубопроводе, в полости которого расположены очистные устройства, при этом патрубки отбора воздуха сообщены с коллектором сбора воздуха через гибкие металлорукава, компенсирующие линейные и угловые перемещения коллектора сбора воздуха относительно патрубков отбора воздуха, полость вторичного воздуха камеры сгорания непосредственно за компрессором авиационного газотурбинного двигателя сообщена с выходом коллектора сбора воздуха магистралью, включающей узел замера расхода воздуха, а рукав устройства впрыска воды в воздух сообщен с источником подачи воды через обогреваемый теплозащищенный узел переключения потока, включающий магистраль с основным нормально открытым краном, сообщающую рукав устройства впрыска воды в воздух с источником подачи воды, два отвода с нормально закрытыми кранами, сообщающие магистраль с патрубком сброса воды: первый - по направлению потока воды до основного крана, второй - после основного крана, два электромеханических привода: первый - для поворота кранов основного и первого отвода, второй - для поворота крана второго отвода.A known installation for cleaning the cavity of pipelines (RF patent No. 2297887, BVB 9/032, 04/27/2007) containing an aircraft gas turbine engine with air intake pipes introduced behind its compressor and connected to an air collection manifold to the outlet of which through the first shut-off and control valves a device for injecting water into the air with a sleeve is connected, and the output of the device for injecting water into the air is communicated through a flexible metal hose with a check valve, in front of which there is a temperature meter for the vapor-air mixture, a second valve is connected via a lateral outlet to a second shut-off and control valve with a steam-air mixture discharge pipe, and a third shut-off and control valve is installed behind the check valve, the outlet of which is connected to the pipeline, a vapor-air mixture pressure meter installed on the pipeline in the cavity of which there are cleaning devices at the same time, the air intake pipes are in communication with the air collection manifold through flexible metal hoses, compensating for the linear and angular movements of the collecting collector in spirit relative to the air intake pipes, the secondary air cavity of the combustion chamber immediately after the aircraft gas turbine engine compressor is connected to the outlet of the air collection manifold by a line including an air flow metering unit, and the sleeve of the water-air injection device is in communication with a water supply source through a heat-protected heat-protected flow switching unit, including a main line with a main normally open tap that communicates the sleeve of a device for injecting water into the air with a water supply source, two outlets with normally closed taps, communicating a highway with a water discharge pipe: the first - in the direction of the water flow to the main tap, the second - after the main tap, two electromechanical drives: the first - to turn the taps of the main and first tap, the second - to turn the tap of the second tap.
- 1 032308- 1 032308
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность.The disadvantage of an analogue is the increased explosion hazard.
Известен способ взрывобезопасной очистки сжатым воздухом трубопроводов, содержащих следы углеводородов (патент РФ № 2245199, В08В 5/02, В08В 9/055, 27.01.2005), включающий механическое воздействие на очищаемую поверхность очистным устройством с последующей промывкой пенообразующим веществом, по которому пропуск очистного устройства осуществляют вначале на заданное расстояние путем подачи порции инертного газа в смеси с пенообразующим веществом, затем потока сжатого воздуха, причем поток разбивают по ходу на равные по длине участки разделителями, которые создают путем подачи в полость трубопровода порций инертного газа в смеси с пенообразующим веществом, а после выхода очистного устройства из трубопровода посредством подачи порций инертного газа, при этом дистанцию между разделителями устанавливают по величине меньше преддетонационного расстояния.A known method of explosion-proof cleaning with compressed air of pipelines containing traces of hydrocarbons (RF patent No. 2245199, B08B 5/02, B08B 9/055, 01/27/2005), comprising mechanical action on the surface to be cleaned with a cleaning device, followed by washing with a foaming agent, through which the cleaning the device is carried out first at a predetermined distance by feeding a portion of inert gas in a mixture with a foaming substance, then a stream of compressed air, and the stream is divided along the sections into equal lengths by separators, to torye create by feeding inert gas into the cavity portions of the pipeline in admixture with a foaming agent, and after the cleaning unit from the conduit by supplying an inert gas portions, wherein the distance between the dividers is set at a value less predetonator distance.
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность.The disadvantage of an analogue is the increased explosion hazard.
Известны способ и устройство очистки полости магистрального трубопровода (патент РФ № 2229350, В08В 5/02, 27.05.2004). Способ, заключающийся во введении в полость магистрального трубопровода очистного устройства, подаче паровоздушной смеси с температурой 1с. полученной путем впрыска воды в сжатый воздух с температурой 1в и давлением Рс, посредством которой приводят в движение очистное устройство, по которому измеряют расход сжатого воздуха, определяют расход воды, необходимый для получения сжатого воздуха со 100% относительной влажностью на входе в магистральный трубопровод, впрыскивают ее в сжатый воздух с температурой 1[=(300-380)°С и давлением Рс=(0,8-1,3) МПа, охлаждают его, дальнейшее охлаждение паровоздушной смеси до температуры 1с=(8090)°С осуществляют в рекуперативном теплообменнике. Устройство для очистки полости магистрального трубопровода, содержащее газотурбинный двигатель, патрубки отбора сжатого воздуха за компрессором газотурбинного двигателя, коллектор сбора сжатого воздуха, измерители температуры и давления паровоздушной смеси, первую, вторую, третью запорно-регулирующие арматуры, устройство для впрыска воды в сжатый воздух, трубопровод с очистными устройствами, при этом устройство имеет фильтр забора воды, связанный, во-первых, с насосом низкого давления, который через четвертую запорнорегулирующую арматуру подсоединен к рекуперативному теплообменнику, во-вторых, с насосом высокого давления, который через пятую запорно-регулирующую арматуру подсоединен к расходомеру воды и далее к устройству для впрыска воды в сжатый воздух, при этом на выходе из коллектора сбора воздуха установлены расходомер сжатого воздуха, а также измерители температуры и давления сжатого воздуха.A known method and device for cleaning the cavity of the main pipeline (RF patent No. 2229350, BV 5/02, 05/27/2004). The method, which consists in introducing into the cavity of the main pipeline a treatment device, supplying a steam-air mixture with a temperature of 1 s . obtained by injecting water into compressed air with a temperature of 1 V and pressure P s , by means of which a cleaning device is set in motion, by which the compressed air flow is measured, the water flow necessary to obtain compressed air with 100% relative humidity at the inlet to the main pipeline is determined they are injected into compressed air with a temperature of 1 [ = (300-380) ° C and a pressure of P s = (0.8-1.3) MPa, cool it, further cooling the vapor-air mixture to a temperature of 1 s = (8090) ° C is carried out in a regenerative heat exchanger. A device for cleaning a cavity in a main pipeline containing a gas turbine engine, compressed air extraction nozzles behind a gas turbine engine compressor, a compressed air collector, temperature and pressure gauges of a steam-air mixture, first, second, third shut-off and control valves, a device for injecting water into compressed air, a pipeline with treatment devices, while the device has a water intake filter, connected, firstly, with a low pressure pump, which through the fourth shut-off valve the atura is connected to a recuperative heat exchanger, secondly, with a high pressure pump, which is connected through a fifth shut-off and control valve to the water flow meter and then to the device for injecting water into the compressed air, while a compressed air flow meter is installed at the outlet of the air collection manifold, as well as measuring instruments for temperature and pressure of compressed air.
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность.The disadvantage of an analogue is the increased explosion hazard.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому являются способ и установка для очистки полости трубопроводов (патент РФ № 2149069, В08В 9/04, В08В 9/053, В08В5/00, 20.05.2000). Способ заключается в механическом воздействии на очищаемую поверхность, по которому сначала в полость трубопроводов вводят очистные устройства, затем подают паровоздушную смесь с температурой 60-80°С, полученную путем впрыска воды в сжатый воздух с температурой 30060°С и давлением 1,0-1,2 МПа, посредством которой приводят в движение очистные устройства. Установка для очистки полости трубопроводов, содержащая авиационный газотурбинный двигатель, имеет введенные за компрессором авиационного газотурбинного двигателя патрубки отбора воздуха, связанные с коллектором сбора воздуха, к которому через первую запорно-регулируюшую арматуру подключено устройство для впрыска воды в воздух с рукавом, а выход устройства для впрыска воды в воздух связан через гибкий металлорукав с обратным клапаном, перед которым установлен измеритель температуры паровоздушной смеси, при этом за обратным клапаном через боковой отвод присоединена вторая запорно-регулирующая арматура с патрубком сброса паровоздушной смеси, причем за обратным клапаном также установлена третья запорно-регулирующая арматура, выход которой соединен с трубопроводом, измеритель давления паровоздушной смеси установлен на трубопроводе, в полости которого расположены очистные устройства.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed are the method and installation for cleaning the cavity of pipelines (RF patent No. 2149069, B08B 9/04, B08B 9/053, B08B5 / 00, 05/20/2000). The method consists in mechanical action on the surface to be cleaned, through which first the cleaning devices are introduced into the pipe cavity, then the steam-air mixture is supplied with a temperature of 60-80 ° C, obtained by injecting water into compressed air with a temperature of 30060 ° C and a pressure of 1.0-1 , 2 MPa, through which the cleaning devices are driven. An installation for cleaning a pipeline cavity containing an aircraft gas turbine engine has air intake nozzles introduced behind the aircraft gas turbine engine compressor and connected to an air collection manifold, to which a device for injecting water into the air with a sleeve is connected through the first shut-off and control valve, and the device output for water injection into the air is connected through a flexible metal hose to a non-return valve, in front of which a temperature meter for the vapor-air mixture is installed, while behind the non-return valve through side arm attached second shut-off and control valves to the nozzle discharge vapor mixture, and for a check valve installed as a third shut-off control valves, the output of which is connected to the conduit, a pressure meter Vapor installed on the pipeline, which is arranged in the cavity clearing systems.
Недостатком ближайшего аналога является повышенная взрывоопасность.The disadvantage of the closest analogue is the increased explosion hazard.
Задачей изобретения является повышение взрывобезопасности за счет фильтрации кислорода из воздуха через мембранные фильтры газоразделительной станции.The objective of the invention is to increase explosion safety due to the filtration of oxygen from air through membrane filters of a gas separation station.
Техническим результатом изобретения является повышение удельной мощности и удельной топливной экономичности, увеличение мощности привода устройства для взрывобезопасной очистки трубопровода, за счет использования обогащенного кислородом воздуха, а также повышение взрывобезопасности способа очистки трубопроводов за счет того, что газовая смесь, подаваемая в полость трубопровода, имеет концентрацию кислорода ниже взрывоопасной.The technical result of the invention is to increase the specific power and specific fuel economy, increase the drive power of the device for explosion-proof cleaning of the pipeline due to the use of oxygen-enriched air, and also increase the explosion safety of the method of cleaning pipelines due to the fact that the gas mixture supplied to the cavity of the pipeline has a concentration oxygen below explosive.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, заключающемся в перемещении очистного устройства внутри полости трубопровода сжатым атмосферным воздухом от компрессора, согласно изобретению, подаваемый в трубопровод воздух предварительно под давлением пропускают через газоразделительную станцию, которая отфильтровывает кислород, а обедненный кислородом воздух, концентрация кислорода в которой уменьшена до уровня, обеспечивающего взрывобезопасность, в смеThe problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the method of explosion-proof cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons, which consists in moving the cleaning device inside the pipeline cavity with compressed atmospheric air from the compressor, according to the invention, the air supplied to the pipeline is preliminarily pressurized through a gas separation station, which filters out oxygen, and oxygen-depleted air, the oxygen concentration of which is reduced to a level, provides vayuschego explosion in CME
- 2 032308 си с парами легких углеводородов, пропускают в трубопровод.- 2 032308 si with vapors of light hydrocarbons are passed into the pipeline.
Кроме того, согласно изобретению обогащенный кислородом воздух могут возвращать на вход приема воздуха двигателя внутреннего сгорания.Furthermore, according to the invention, oxygen-enriched air can be returned to the air intake of the internal combustion engine.
Поставленная задача также решается, а технический результат достигается тем, что в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, включающем соединенные между собой двигатель и компрессор, первую запорно-регулирующую арматуру, вторую запорно-регулирующую арматуру, соединенную выходом с трубопроводом, на котором установлен измеритель давления, а в полости которого расположены очистные устройства, и третью запорнорегулирующую арматуру согласно изобретению в качестве двигателя применен двигатель внутреннего сгорания, на входе приема воздуха которого размещен первый воздушный фильтр, а компрессор, на входе приема воздуха которого размещен второй воздушный фильтр, последовательно связан с газоразделительной станцией, включающей блок подготовки воздуха, маслоотделители, влагоотделители, фильтры тонкой очистки, осушители, газоразделительный блок для отделения кислорода, выход для воздуха с уменьшенным содержанием концентрации кислорода которого содержит две ветви, при этом первая ветвь через газоанализатор и через первую запорно-регулирующую арматуру соединена с входом компрессора, а вторая ветвь через вторую запорно-регулирующую арматуру соединена с трубопроводом.The problem is also solved, and the technical result is achieved by the fact that in an apparatus for explosion-proof cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons, including an interconnected engine and compressor, a first shut-off and control valve, a second shut-off and control valve, connected by the outlet to the pipeline, on which a pressure meter is installed, and in the cavity of which there are cleaning devices, and a third shut-off valve according to the invention, an engine is used as an engine For internal combustion, the first air filter is located at the air inlet and the compressor, the second air filter is located at the air inlet, is connected in series with a gas separation station, including an air preparation unit, oil separators, dehumidifiers, fine filters, dehumidifiers, gas separation block for oxygen separation, the air outlet with a reduced oxygen concentration of which contains two branches, while the first branch through the gas analyzer and through the first The regulating valve is connected to the compressor inlet, and the second branch is connected to the pipeline through the second locking regulating valve.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов согласно изобретению газоразделительная станция может содержать другой выход обогащенного кислородом воздуха, который соединен со входом двигателя внутреннего сгорания через третью запорно-регулирующую арматуру.In addition, in the apparatus for explosion-proof cleaning of pipelines according to the invention, the gas separation station may contain another outlet for oxygen-enriched air, which is connected to the input of the internal combustion engine through a third shut-off and control valve.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов согласно изобретению вторая ветвь выхода газоразделительной станции через вторую запорно-регулирующую арматуру может быть соединена с трубопроводом через приемный патрубок камеры приема-запуска очистных устройств.In addition, in the device for explosion-proof cleaning of pipelines according to the invention, the second outlet branch of the gas separation station through the second shut-off and control valves can be connected to the pipeline through the inlet pipe of the receiving / starting chamber of the treatment devices.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов согласно изобретению газоразделительный блок газоразделительной станции может содержать мембраны.In addition, in the apparatus for explosion-proof cleaning of pipelines according to the invention, the gas separation unit of the gas separation station may comprise membranes.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов согласно изобретению выход двигателя внутреннего сгорания может быть соединен с входом компрессора через фильтр грубой очистки.In addition, in the apparatus for explosion-proof cleaning of pipelines according to the invention, the output of the internal combustion engine can be connected to the compressor inlet through a coarse filter.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов согласно изобретению двигатель внутреннего сгорания может быть снабжен съемным теплозащитным кожухом.In addition, in an apparatus for explosion-proof cleaning of pipelines according to the invention, the internal combustion engine may be provided with a removable heat shield.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов согласно изобретению компрессор может быть выполнен винтовым.In addition, in the device for explosion-proof cleaning of pipelines according to the invention, the compressor can be made screw.
Существо изобретения поясняется чертежом. На фигуре изображена схема устройства.The invention is illustrated in the drawing. The figure shows a diagram of a device.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, содержит первый воздушный фильтр 1, размещенный на входе приема воздуха (на чертеже не показан) двигателя внутреннего сгорания 2, второй воздушный фильтр 3, размещенный на входе приема воздуха компрессора 4, азотную газоразделительную станцию 5. Первый воздушный фильтр 1 предназначен для предварительной очистки от пыли воздуха, поступающего в двигатель внутреннего сгорания. Второй воздушный фильтр 3 предназначен для предварительной очистки от пыли воздуха, поступающего в компрессор. Двигатель внутреннего сгорания 2 предназначен для создания крутящего момента для привода компрессора 4. Азотная газоразделительная станция 5 содержит блок подготовки воздуха 6, включающий в себя блок подогрева-охлаждения воздуха, маслоотделители, влагоотделители, фильтры тонкой очистки, осушители (на чертеже не показаны) и газоразделительный блок 7. Компрессор 4 предназначен для сжатия атмосферного воздуха с целью создания давления в газоразделительных мембранах газоразделительного блока 7 для обеспечения процесса разделения воздуха. Компрессор 4 предпочтительно выполнен винтовым. Блок подготовки воздуха 6 предназначен для поддержания температуры поступающего сжатого воздуха в заданных пределах необходимых для оптимального процесса газоразделения, а также для очистки воздуха от примесей масла, капельной влаги и пыли. Двигатель внутреннего сгорания 2, (винтовой) компрессор 4, азотная газоразделительная станция 5 и газоанализатор 8 соединены последовательно. Азотная газоразделительная станция 5 имеет два выхода, один из которых содержит две ветви. Первая ветвь 9 через первую запорную арматуру 10 соединена со входом компрессора 4 и предназначена для подачи обедненного кислородом воздуха на вход компрессора 4 в режиме пуска. Вторая ветвь 11 через вторую запорную арматуру 12 соединена с приемным патрубком 13 камеры приема-запуска очистных устройств 14 и предназначена для обеспечения движения очистных устройств 15 в трубопроводе 16, содержащем следы углеводородов. Другой выход азотной газоразделительной станции 5 снабжен ветвью выхода обогащенной кислородом смеси 17 и выходом обедненной кислородом смеси, на котором установлен газоанализатор 8. Ветвь выхода обогащенной кислородом смеси 17 азотной газоразделительной станции 5 через третью запорную арматуру 18 соединена со входом приема воздуха (воздушным патрубком) двигателя внутреннего сгорания 2.The device for explosion-proof cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons contains a first air filter 1 located at the air intake inlet (not shown) of the internal combustion engine 2, a second air filter 3 located at the air intake of the compressor 4, a nitrogen gas separation station 5. The first air filter 1 is designed for preliminary cleaning of dust from the air entering the internal combustion engine. The second air filter 3 is designed for preliminary cleaning of dust from the air entering the compressor. The internal combustion engine 2 is designed to create a torque for driving the compressor 4. The nitrogen gas separation station 5 contains an air preparation unit 6, which includes an air heating / cooling unit, oil separators, water separators, fine filters, dehumidifiers (not shown in the drawing) and gas separation block 7. The compressor 4 is designed to compress atmospheric air in order to create pressure in the gas separation membranes of the gas separation block 7 to ensure the process of air separation. Compressor 4 is preferably screwed. The air preparation unit 6 is designed to maintain the temperature of the incoming compressed air within the specified limits necessary for the optimal gas separation process, as well as to clean the air of oil impurities, drip moisture and dust. An internal combustion engine 2, a (screw) compressor 4, a nitrogen gas separation station 5, and a gas analyzer 8 are connected in series. Nitrogen gas separation station 5 has two exits, one of which contains two branches. The first branch 9 through the first stop valve 10 is connected to the input of the compressor 4 and is designed to supply oxygen-depleted air to the input of the compressor 4 in the start-up mode. The second branch 11 through the second stop valve 12 is connected to the receiving pipe 13 of the receiving / starting chamber of the treatment devices 14 and is designed to provide movement of the treatment devices 15 in the pipeline 16 containing traces of hydrocarbons. The other outlet of the nitrogen gas separation station 5 is provided with an oxygen enriched mixture outlet branch 17 and an oxygen-depleted mixture outlet, on which the gas analyzer is installed 8. The outlet branch of the oxygen-enriched mixture 17 of the nitrogen gas separation station 5 is connected to the air intake (air port) of the engine through the third stop valve 18 internal combustion 2.
Для контроля очистных устройств 15 в трубопроводе 16 установлен измеритель давления 19.To control the treatment devices 15 in the pipeline 16 is installed a pressure meter 19.
Газоразделительный блок 7 газоразделительной станции 5 может быть выполнен мембранного типа. На фигуре приведены три мембраны, обеспечивающие достаточную производительность газоразделиThe gas separation unit 7 of the gas separation station 5 may be of the membrane type. The figure shows three membranes providing sufficient gas separation performance
- 3 032308 тельной станции.- 3,032,308 station.
Двигатель внутреннего сгорания 2 может быть соединен со вторым воздушным фильтром 3 на входе приема воздуха компрессора 4 через фильтр очистки 20, предназначенный для очистки от сажи, копоти, кокса и механических примесей, образующихся в процессе сгорания топлива, и теплообменник 21, предназначенный для охлаждения выхлопного газа до температуры, допустимой на входе в компрессор 4.The internal combustion engine 2 can be connected to the second air filter 3 at the inlet of the air intake of the compressor 4 through a cleaning filter 20, designed to clean soot, soot, coke and mechanical impurities generated during the combustion of the fuel, and a heat exchanger 21, designed to cool the exhaust gas to a temperature acceptable at the inlet to the compressor 4.
Для работы при низких температурах двигатель внутреннего сгорания 2 оснащен защитным кожухом (на чертеже не показан).For operation at low temperatures, the internal combustion engine 2 is equipped with a protective casing (not shown in the drawing).
Изобретение реализуется следующим образом.The invention is implemented as follows.
После включения двигателя внутреннего сгорания 2 и выхода его на режим от компрессора 4 включается подача сжатого воздуха на азотную газоразделительную станцию 5, в которой происходит разделение воздуха на обогащенную и обедненную кислородом смесь. Обогащенная кислородом смесь по ветви выхода обогащенной кислородом смеси 17 поступает на вход двигателя внутреннего сгорания, обеспечивая необходимую мощность. От момента включения обедненная кислородом смесь через открытую первую запорную арматуру 10 первой ветви 9 поступает на вход компрессора 4, обеспечивая необходимый процесс выхода на режим азотной газоразделительной станции 5. Вторая запорная арматура 12 второй ветви 11 закрыта.After turning on the internal combustion engine 2 and entering the mode from the compressor 4, the compressed air supply to the nitrogen gas separation station 5 is turned on, in which the air is separated into an enriched and oxygen-depleted mixture. The oxygen-enriched mixture along the outlet branch of the oxygen-enriched mixture 17 enters the input of the internal combustion engine, providing the necessary power. From the moment of switching on, the oxygen-depleted mixture through the open first shutoff valve 10 of the first branch 9 enters the inlet of the compressor 4, providing the necessary process for entering the regime of a nitrogen gas separation station 5. The second shutoff valve 12 of the second branch 11 is closed.
При достижении необходимых значений концентрации кислорода в смеси, равному 8-10%, по сигналу от газоанализатора происходит закрытие первой запорной арматуры 10 первой ветви 9 и переключение подачи азотной смеси во вторую ветвь 11 путем открытия второй запорной арматуры 12. Обедненная кислородом смесь поступает н в приемный патрубок 13 камеры приема-запуска очистных устройств 14 с целью запуска очистных устройств 15 и последующего взрывобезопасного движения в трубопроводе 16, содержащим следы углеводородов. Процесс движения очистных устройств контролируется измерителем давления 19.When the required oxygen concentration in the mixture is 8-10%, the signal from the gas analyzer closes the first shutoff valve 10 of the first branch 9 and switches the supply of the nitrogen mixture to the second branch 11 by opening the second shutoff valve 12. The oxygen-depleted mixture enters n the receiving pipe 13 of the receiving-launching chamber of the treatment devices 14 with the aim of starting the treatment devices 15 and subsequent explosion-proof movement in the pipe 16 containing traces of hydrocarbons. The movement of the treatment devices is controlled by a pressure meter 19.
Соединение двигателя внутреннего сгорания 2 со вторым воздушным фильтром 3 на входе приема воздуха компрессора 4 через фильтр очистки 20 и теплообменник 21 даст возможность поступление еще более обедненной кислородом смеси.The connection of the internal combustion engine 2 with the second air filter 3 at the inlet of the air intake of the compressor 4 through the cleaning filter 20 and the heat exchanger 21 will allow the flow of an even more oxygen-depleted mixture.
Пример реализацииImplementation example
Опытные испытания проводились на объекте - нефтепроводе УБКУА (Усть - Балык - Курган - Уфа - Альметьевск) протяженностью 180-224 км, Ду (диаметр трубопровода условный) -1200 мм, (заказчик Тобольское управление магистральных нефтепроводов, ОАО Сибнефтепровод).Pilot tests were carried out at the facility - the UBKUA oil pipeline (Ust - Balyk - Kurgan - Ufa - Almetyevsk) with a length of 180-224 km, Du (conditional diameter of the pipeline) -1200 mm, (customer Tobolsk administration of main oil pipelines, OJSC Sibnefteprovod).
Вид работ - вытеснение нефти из демонтируемого участка.Type of work - oil displacement from the dismantled area.
Очистные устройства внутри полости трубопровода перемещались сжатым атмосферным воздухом от компрессора со средней скоростью 1 км/ч.The cleaning devices inside the pipeline cavity were moved by compressed atmospheric air from the compressor at an average speed of 1 km / h.
Подаваемый в трубопровод воздух предварительно под давлением пропускали через мембранные фильтры азотной газоразделительной станции, состоящие из множества каналов, стенки которых отфильтровывали кислород. Кислород возвращали на вход (входной патрубок) приема воздуха двигателя внутреннего сгорания, а обедненный кислородом воздух, концентрация кислорода в котором уменьшена до уровня, обеспечивающего взрывобезопасность в смеси с парами легких углеводородов, пропускали в трубопровод.The air supplied to the pipeline was preliminarily under pressure passed through membrane filters of a nitrogen gas separation station, consisting of many channels, the walls of which filtered oxygen. Oxygen was returned to the inlet (inlet) of the intake air of the internal combustion engine, and oxygen-depleted air, the oxygen concentration of which was reduced to a level that ensures explosion safety in a mixture with light hydrocarbon vapors, was passed into the pipeline.
Ветвь соединения другого выхода азотной газоразделительной станции 5 с двигателем внутреннего сгорания 2 предназначена для обогащения кислородом воздуха на впуске в двигатель и, как следствие, для увеличения скорости сгорания и подачи большего количества топлива по сравнению со стехиометрическим составом топливовоздушной смеси, обеспечивая повышение удельной мощности и удельной топливной экономичности. В дополнение к этому снижаются потери мощности при работе на больших высотах. Более полное сгорание снижает выбросы токсичных веществ и уменьшает длительность периода задержки воспламенения, что создает потенциальную возможность работы на низкосортных топливах.The connection branch of the other exit of the nitrogen gas separation station 5 with the internal combustion engine 2 is designed to enrich the air at the inlet to the engine with oxygen and, as a result, to increase the combustion rate and supply more fuel than the stoichiometric composition of the air-fuel mixture, providing an increase in specific power and specific power fuel efficiency. In addition to this, power losses are reduced when working at high altitudes. More complete combustion reduces emissions of toxic substances and reduces the length of the ignition delay period, which creates the potential for low-grade fuels.
Длина участка составила 44 км. Работы выполнены с использованием мобильного азотного комплекса МСА-38/20, состоящего из двух единиц винтовых компрессоров, соединенных с азотной газоразделительной станцией, производительностью обедненной кислородом смеси - 38 нм3/мин, концентрацией кислорода - 9,5%.The length of the plot was 44 km. The work was performed using the MCA-38/20 mobile nitrogen complex, which consists of two units of screw compressors connected to a nitrogen gas separation station, with an oxygen-depleted mixture capacity of 38 nm 3 / min, and an oxygen concentration of 9.5%.
Объем вытесненной нефти составил 50000 м3.The volume of oil displaced amounted to 50,000 m 3 .
Таким образом, в заявляемом способе взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, технический результат повышение взрывобезопасности способа очистки трубопроводов достигается за счет того, что газовая смесь, подаваемая в полость трубопровода, имеет концентрацию кислорода ниже взрывоопасной.Thus, in the inventive method of explosion-proof cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons, the technical result is an increase in the explosion safety of the method of cleaning pipelines due to the fact that the gas mixture supplied to the cavity of the pipeline has an oxygen concentration lower than explosive.
Кроме того, в устройстве для осуществления способа заявляемый технический результат увеличение мощности привода достигается за счет использования обогащенного кислородом воздуха на впуске в двигатель для увеличения скорости сгорания и подачи большего количества топлива по сравнению со стехиометрическим составом топливовоздушной смеси.In addition, in the device for implementing the method of the claimed technical result, an increase in drive power is achieved through the use of oxygen-enriched air at the inlet to the engine to increase the combustion rate and supply more fuel in comparison with the stoichiometric composition of the air-fuel mixture.
- 4 032308- 4 032308
Claims (9)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2014/000678 WO2016039657A1 (en) | 2014-09-11 | 2014-09-11 | Method for the explosion-safe cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201700069A1 EA201700069A1 (en) | 2017-05-31 |
| EA032308B1 true EA032308B1 (en) | 2019-05-31 |
Family
ID=55459317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201700069A EA032308B1 (en) | 2014-09-11 | 2014-09-11 | Method for the explosion-safe cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons and device therefor |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA032308B1 (en) |
| WO (1) | WO2016039657A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107676560A (en) * | 2017-11-05 | 2018-02-09 | 江苏捷通管业科技有限公司 | A kind of etch-proof gas pipeline |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003998A (en) * | 1989-04-21 | 1991-04-02 | Collett Donald H | Method and apparatus for cleaning and sanitizing HVAC systems |
| RU2149069C1 (en) * | 1998-10-13 | 2000-05-20 | Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института | Method for cleaning cavity of pipelines and apparatus for performing the same |
| RU2245199C1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-01-27 | Ооо Хозрасчетный Творческий Центр Уфимского Авиационного Института | Method of explosion-proof cleaning by compressed air of the pipelines containing traces of hydrocarbons |
-
2014
- 2014-09-11 WO PCT/RU2014/000678 patent/WO2016039657A1/en active Application Filing
- 2014-09-11 EA EA201700069A patent/EA032308B1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003998A (en) * | 1989-04-21 | 1991-04-02 | Collett Donald H | Method and apparatus for cleaning and sanitizing HVAC systems |
| RU2149069C1 (en) * | 1998-10-13 | 2000-05-20 | Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института | Method for cleaning cavity of pipelines and apparatus for performing the same |
| RU2245199C1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-01-27 | Ооо Хозрасчетный Творческий Центр Уфимского Авиационного Института | Method of explosion-proof cleaning by compressed air of the pipelines containing traces of hydrocarbons |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201700069A1 (en) | 2017-05-31 |
| WO2016039657A1 (en) | 2016-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104420999B (en) | For the system and method to the deicing of gas-turbine unit inlet screen and to inlet air filter dehumidifying | |
| CN105765196B (en) | System and method for oxidant heating system | |
| CN107954001B (en) | Fireproof device of pressurized nitrogen-making oil tank and working method thereof | |
| CN101708776A (en) | Inert system for civil airplane | |
| CN110963059B (en) | Cabin pressurizing and oxygenation device and method based on hollow fiber membrane airborne nitrogen production technology | |
| RU2415307C1 (en) | System and procedure for controlled build-up of pressure of low pressure gas | |
| RU183558U1 (en) | Nitrogen Compressor Unit | |
| RU2533728C2 (en) | Method for explosion safe cleansing of pipelines with hydrocarbon traces and device for its implementation | |
| EA032308B1 (en) | Method for the explosion-safe cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons and device therefor | |
| RU180075U1 (en) | Nitrogen Compressor Unit | |
| CN104344411B (en) | Unit modular intelligent pulse soot blower | |
| RU2458234C1 (en) | Method of operating gas turbine engine | |
| CN114280217B (en) | Aviation fuel oil automatic ignition experimental device and experimental method thereof | |
| RU150914U1 (en) | MOBILE NITROGEN COMPRESSOR COMPLEX | |
| CN105889907A (en) | Circulating fluidized bed boiler ignition device and ignition control method thereof | |
| RU2531073C2 (en) | Repair works at sections of multi-line pipelines and system to this end | |
| CN201706513U (en) | Movable landfill gas treatment device | |
| RU64936U1 (en) | INERT TECHNOLOGICAL GAS MEDIA GENERATOR | |
| RU2207922C2 (en) | Tube cleaning device | |
| RU88282U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF ASSOCIATED OIL GAS | |
| RU2319846C1 (en) | Method of delivery of fuel gas into operating cylinders of ags-diesel engine | |
| RU2810310C1 (en) | Method of supplying fuel gas to gas pumping units | |
| CN208980676U (en) | A kind of coke-stove gas processing system | |
| RU110287U1 (en) | PLANT FOR PRODUCING XENON CONCENTRATE FROM XENON-CONTAINING OXYGEN | |
| RU146880U1 (en) | CAR GAS-FILLING COMPRESSOR STATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |
|
| NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): BY KZ |