RU2047814C1 - Device for transportation of viscous structurized liquids along pipelines - Google Patents

Device for transportation of viscous structurized liquids along pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2047814C1
RU2047814C1 RU92009008A RU92009008A RU2047814C1 RU 2047814 C1 RU2047814 C1 RU 2047814C1 RU 92009008 A RU92009008 A RU 92009008A RU 92009008 A RU92009008 A RU 92009008A RU 2047814 C1 RU2047814 C1 RU 2047814C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
pipeline
cylindrical
housing
oil
Prior art date
Application number
RU92009008A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92009008A (en
Inventor
Г.М. Джамгаров
В.А. Зазирный
В.Ф. Оловянишников
В.М. Петров
Original Assignee
Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб filed Critical Научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб
Priority to RU92009008A priority Critical patent/RU2047814C1/en
Publication of RU92009008A publication Critical patent/RU92009008A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2047814C1 publication Critical patent/RU2047814C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Jet Pumps And Other Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil industry; transportation of crude oil and oil - gas liquid mixtures containing sand and other hard impurities. SUBSTANCE: fitted in pipeline is variable-section hollow housing with tandem-mounted converging tube, cylindrical section and separation-free diffuser. Installed coaxially in housing is flow divider with rigidly secured guide vanes. Divider is made in form of body of revolution with curved face portion, cylindrical middle portion and convex conical tail portion. Vanes are installed to form hydrodynamic converging tube grid on cylindrical portion of divider. Ratio of cross section area of free portion of housing to area of section of through part of converging tube grid is not less than 1.5-2.0. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано в различных областях техники при транспортировании вязких структурированных жидкостей, в частности нефти и нефтегазожидкостных смесей, содержащих песок и другие механические примеси, по внутрипромысловым и магистральным трубопроводам. The invention relates to pipeline transport and can be used in various fields of technology when transporting viscous structured liquids, in particular oil and oil and gas-liquid mixtures containing sand and other solids, via infield and trunk pipelines.

Известны устройства аналогичного назначения, включающие активный орган в виде размещенной в трубопроводе возле его стенок спиральной ленты, установленной с возможностью вращения вокруг оси трубопровода [1] или активный орган из ферромагнитного материала и охватывающего его кольцевого постоянного магнита [2]
Известно также устройство, в котором для уменьшения выпадения осадка при транспортировании сред, содержащих мелкодисперсные частицы, используют вращающуюся изогнутую трубу, по внутреннему периметру которой на входном участке установлены направляющие лопатки [3]
Указанные устройства, однако, не обеспечивают эффективную защиту внутренней поверхности достаточно длинных по протяженности трубопроводов от интенсивного абразивного износа.
Known devices of a similar purpose, including an active organ in the form of a spiral tape placed in a pipeline near its walls, mounted to rotate around the axis of the pipeline [1] or an active organ made of ferromagnetic material and an annular permanent magnet enclosing it [2]
A device is also known in which to reduce the precipitation during transportation of media containing fine particles, use a rotating curved pipe, along the inner perimeter of which guide vanes are installed at the inlet section [3]
These devices, however, do not provide effective protection of the inner surface of sufficiently long pipelines from intense abrasive wear.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для перекачки высоковязких жидкостей, в котором используют установленный в линии трубопровода полый корпус переменного сечения, включающий последовательно размещенные конфузор, цилиндрический участок и безотрывной диффузор [4]
Однако, данное устройство также не обеспечивает эффективную защиту трубопроводов от интенсивного абразивного износа при транспортировке нефти и нефтегазожидкостных смесей, содержащих песок и другие механические примеси.
The closest in technical essence to the proposed invention is a device for pumping highly viscous liquids, which use a hollow body of variable cross-section installed in the pipeline line, including a sequentially placed confuser, a cylindrical section and a continuous diffuser [4]
However, this device also does not provide effective protection of pipelines from intensive abrasive wear during transportation of oil and oil and gas-liquid mixtures containing sand and other mechanical impurities.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности защиты внутренних поверхностей трубопроводов от абразивного износа. The task of the invention is to increase the efficiency of protection of the internal surfaces of pipelines from abrasive wear.

Эта задача решается за счет того, что в отличие от прототипа устройство дополнительно снабжено установленным соосно в корпусе рассекателем потока с жестко укрепленными на нем направляющими лопатками. This problem is solved due to the fact that, in contrast to the prototype, the device is additionally equipped with a flow divider installed coaxially in the housing with guide vanes rigidly mounted on it.

При этом рассекатель потока выполнен в виде тела вращения, передняя лобовая часть которого имеет форму вогнутого конуса, средняя часть цилиндрическую форму и хвостовая часть форму выпуклого конуса, а направляющие лопатки установлены в виде гидродинамической конфузорной решетки на средней цилиндрической части рассекателя. In this case, the flow divider is made in the form of a body of revolution, the frontal part of which has the shape of a concave cone, the middle part is cylindrical in shape and the tail part is in the form of a convex cone, and the guide vanes are installed in the form of a hydrodynamic confuser lattice on the middle cylindrical part of the divider.

Кроме того, конфузорная решетка выполнена с соотношением площадей сечений свободной части корпуса и проходной части решетки не менее 1,5-2,0. In addition, the confuser lattice is made with the ratio of the cross-sectional areas of the free part of the casing and the passage of the lattice of at least 1.5-2.0.

Как известно, при транспортировании нефтегазожидкостной смеси, содержащей значительное количество песка и механических примесей, выносимых потоком из скважин в процессе добычи нефти и газа, песок и другие механические примеси, имеющие более высокую плотность, осаждаются в нижней части трубопровода. As you know, when transporting an oil and gas-liquid mixture containing a significant amount of sand and mechanical impurities carried by the stream from the wells during oil and gas production, sand and other mechanical impurities having a higher density are deposited in the lower part of the pipeline.

Песок, являющийся абразивом, движущимся потоком жидкости перемещается по донной части трубопровода и разрушает его внутреннюю поверхность, вызывая, т. н. ручейковую коррозию стенок, которая, в конечном счете, приводит к разрыву трубопровода, находящегося под давлением, а следовательно, приводит к значительным потерям нефти и загрязнению поверхности почвы, водоемов и т.п. т.е. нарушению экологии окружающей среды. Sand, which is an abrasive, moving by a fluid stream, moves along the bottom of the pipeline and destroys its inner surface, causing the so-called brook corrosion of the walls, which ultimately leads to rupture of the pipeline under pressure, and therefore leads to significant oil losses and pollution of the surface of the soil, water bodies, etc. those. violation of the ecology of the environment.

При осуществлении предлагаемого изобретения создается технический результат, выражающийся в том, что в отличие от известных конструкций снабжение устройства рассекателем потока предложенной формы с направляющими лопатками, расположенными в виде гидродинамической конфузорной решетки, обеспечивает интенсивную закрутку потока и дальнобойность закрученной струи, т.е. перемещение закрученного потока в продольном направлении на максимально возможное расстояние. При этом за счет действия центробежных сил создаются условия для витания абразивных частиц в потоке с определенной окружной скоростью и перемещения их в направлении движения потока. Таким образом обеспечивается сохранение структуры потока, исключается выпадение абразивных частиц в осадок и скопление их в донной части трубопровода, особенно на участках с резким изменением направления движения, что, в свою очередь, позволяет резко снизить абразивный износ внутренней поверхности трубопровода, ручейковую коррозию и тем самым значительно повысить эффективность защиты трубопроводов от абразивного износа при транспортировке нефти и нефтегазожидкостных смесей. При этом не требуется дополнительных источников энергии, а потери напора при вышеуказанной форме рассекателя к предложенному расположению направляющих лопаток являются несущественными. In the implementation of the present invention, a technical result is created, which is that, in contrast to the known structures, supplying the device with a flow divider of the proposed form with guide vanes arranged in the form of a hydrodynamic confuser lattice provides intensive flow swirling and the swirling range, i.e. moving the swirling stream in the longitudinal direction as far as possible. In this case, due to the action of centrifugal forces, conditions are created for the abrasive particles to soar in the flow with a certain peripheral speed and move them in the direction of flow. This ensures the preservation of the flow structure, eliminates the loss of abrasive particles in the sediment and their accumulation in the bottom of the pipeline, especially in areas with a sharp change in direction of movement, which, in turn, can dramatically reduce the abrasive wear of the inner surface of the pipeline, brook corrosion and thereby significantly increase the efficiency of protecting pipelines from abrasion during transportation of oil and oil and gas-liquid mixtures. It does not require additional energy sources, and the pressure loss with the above form of the divider to the proposed location of the guide vanes is insignificant.

На фиг.1 представлен общий вид устройства; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1. Figure 1 presents a General view of the device; FIG. 2, section AA in FIG. 1.

Устройство включает полый корпус переменного сечения в виде последовательно расположенных конфузоров 1, цилиндрического участка 2 и безотрывного диффузора 3. Для соединения корпуса с основным трубопроводом предназначены фланцы 4. В корпусе соосно ему установлен рассекатель потока, лобовая (передняя) часть 5 которого выполнена в виде вогнутого конуса, средняя часть 6 имеет цилиндрическую форму, а хвостовая часть 7 выполнена в виде выпуклого конуса. Таким образом, рассекатель потока представляет собой безотрывный аэродинамический профиль с лобовым сопротивлением Сх ≈ 0,1. На средней цилиндрической части 6 рассекателя потока жестко закреплены установленные в виде конфузорной решетки направляющие лопатки 8. Геометрические параметры конфузорной решетки рассчитываются по известным соотношениям, используемым при расчетах решеток турбомашин (М.Е.Дейч. Техническая газодинамика. ГЭИ. М. 1961, с.449).The device includes a hollow body of variable cross section in the form of successive confusers 1, a cylindrical section 2 and a continuous diffuser 3. Flanges are designed for connecting the body to the main pipeline 4. A flow divider is installed coaxially to it, the frontal (front) part 5 of which is made in the form of a concave cone, the middle part 6 has a cylindrical shape, and the tail part 7 is made in the form of a convex cone. Thus, the flow divider is a continuous aerodynamic profile with a drag of C x ≈ 0.1. On the middle cylindrical part 6 of the flow divider, guide vanes 8 installed in the form of a confuser lattice are rigidly fixed. The geometric parameters of the confuser lattice are calculated according to the known relations used in calculating the lattices of turbomachines (M.E. Deich. Technical gas dynamics. SEI. M. 1961, p. 449).

Для того, чтобы обеспечить эффективную работу конфузорной решетки в трубопроводе, отношение площадей свободного сечения трубопровода Sтр и проходного сечения конфузорной решетки Sкр должно соответствовать следующему соотношению

Figure 00000001
≥ 1,5÷2,0
C целью повышения долговечности элементов устройства все поверхности, соприкасающиеся с движущимся потоком структурированной жидкости, покрываются сверхтвердыми материалами или изготавливаются из них (например, из карбида бора, карбида кремния и др.).In order to ensure the effective operation of the confuser lattice in the pipeline, the ratio of the free cross-sectional areas of the pipeline S tr and the bore of the confuser lattice S cr should correspond to the following ratio
Figure 00000001
≥ 1,5 ÷ 2,0
In order to increase the durability of the device elements, all surfaces in contact with a moving stream of structured liquid are coated with superhard materials or made from them (for example, boron carbide, silicon carbide, etc.).

Устройство монтируется во внутрипромысловый или магистральный нефтегазопровод в виде вставки с помощью фланцевых соединений или устанавливается на отводном байпасе, позволяющем его быструю замену при выходе из строя внутренних его элементов. The device is mounted in an infield or trunk oil and gas pipeline in the form of an insert using flange connections or installed on a bypass, allowing its quick replacement in case of failure of its internal elements.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Оно устанавливается пеpед теми участками трубопровода, где трубопровод меняет свое направление, снижается скорость перемещения твердых абразивных частиц, содержащихся в структурированной жидкости, и наблюдается их интенсивное выпадение и скопление на дне трубопровода. Поток жидкости, проходя через сужающуюся входную часть 1, ускоряется в продольном направлении, а пройдя через конфузорную решетку закручивается. При этом твердые абразивные частицы, находясь в закрученном потоке, также закручиваясь, находятся в нем в состоянии "витания", что способствует, во-первых, сохранению на поверхности частиц обволакивающей их нефтяной пленки и, во-вторых, исключает их выпадение на дно трубопровода, снижая нагрузки на донную область трубопровода, исключая металлический контакт с поверхностью абразивных частиц. За счет значительного увеличения скоростных параметров потока, т.е. за счет увеличения динамического напора, абразивные частицы, покрытые нефтяной пленкой, уносятся потоком в направлении его движения, не касаясь поверхности трубопровода. При такой методике воздействия не возникают структурные изменения по сечению движущегося структурированного потока. С помощью предлагаемого устройства обеспечивается, во-первых, сохранность внутренней поверхности трубопровода от абразивного износа и исключаются его обрывы, а следовательно, и аварийные ситуации, нарушающие экологию окружающей среды, и, во-вторых, значительно сокращаются энергетические затраты за счет снижения потерь напора на трение, а следовательно, повышается экономическая эффективность от внедрения данного устройства по сравнению со всеми известными аналогами. It is installed in front of those sections of the pipeline where the pipeline changes direction, the rate of movement of the solid abrasive particles contained in the structured liquid decreases, and their intensive precipitation and accumulation are observed at the bottom of the pipeline. The fluid flow passing through the tapering inlet 1 is accelerated in the longitudinal direction, and passing through the confuser lattice is twisted. At the same time, solid abrasive particles, being in a swirling flow, also spinning, are in it in a “soaring” state, which helps, firstly, to preserve the oil film enveloping them on the surface of the particles and, secondly, to prevent them from falling to the bottom of the pipeline , reducing the load on the bottom of the pipeline, excluding metal contact with the surface of the abrasive particles. Due to a significant increase in flow rate parameters, i.e. due to the increase in dynamic pressure, abrasive particles coated with an oil film are carried away by the flow in the direction of its movement without touching the surface of the pipeline. With this technique, no structural changes occur over the cross section of a moving structured stream. Using the proposed device provides, firstly, the safety of the inner surface of the pipeline from abrasive wear and its breaks are eliminated, and consequently, emergency situations that violate the ecology of the environment, and, secondly, significantly reduced energy costs by reducing pressure losses on friction, and therefore, increases the economic efficiency from the introduction of this device compared to all known analogues.

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ВЯЗКИХ СТРУКТУРИРОВАННЫХ ЖИДКОСТЕЙ ПО ТРУБОПРОВОДУ, содержащее установленный в линии трубопровода полый корпус переменного сечения; включающий последовательно размещенные конфузор, цилиндрический участок и безотрывный диффузор, отличающееся тем, что оно снабжено соосно установленным в корпусе рассекателем потока с жестко укрепленными на нем направляющими лопатками, при этом рассекатель потока выполнен в виде тела вращения с вогнутой конической лобовой частью, цилиндрической средней частью и выпуклой конической хвостовой частью, а направляющие лопатки установлены в виде гидродинамической конфузорной решетки из цилиндрической части рассекателя потока. 1. DEVICE FOR TRANSPORTING VISCOUS STRUCTURED LIQUIDS BY PIPELINE, containing a hollow body of variable cross-section installed in the pipeline line; comprising a sequentially placed confuser, a cylindrical section and a continuous diffuser, characterized in that it is equipped with a flow divider coaxially mounted in the housing with guide vanes rigidly mounted thereon, and the flow divider is made in the form of a body of revolution with a concave conical frontal part, a cylindrical middle part and convex conical tail, and the guide vanes are installed in the form of a hydrodynamic confuser lattice from the cylindrical part of the flow divider. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отношение площади сечения свободной части корпуса к площади сечения проходной части конфузорной решетки составляет не менее 1,5 2, 2. The device according to p. 1, characterized in that the ratio of the cross-sectional area of the free part of the housing to the cross-sectional area of the passage of the confuser lattice is at least 1.5 2,
RU92009008A 1992-11-27 1992-11-27 Device for transportation of viscous structurized liquids along pipelines RU2047814C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009008A RU2047814C1 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Device for transportation of viscous structurized liquids along pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92009008A RU2047814C1 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Device for transportation of viscous structurized liquids along pipelines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92009008A RU92009008A (en) 1995-05-27
RU2047814C1 true RU2047814C1 (en) 1995-11-10

Family

ID=20132783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92009008A RU2047814C1 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Device for transportation of viscous structurized liquids along pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2047814C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU217233U1 (en) * 2023-01-17 2023-03-23 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") Device for reducing the viscosity of oil and oil products

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1573291 кл. F 17D 3/00, 1990. *
Авторское свидетельство СССР N 1610194, кл. F 17D 1/16, 1990. *
Авторское свидетельство СССР N 1617239, кл. F 17D 1/16, 1990. *
Авторское свидетельство СССР N 1657844, кл. F 19D 1/20, 1991. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793035C1 (en) * 2022-08-17 2023-03-28 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") Cavitation device for reducing the viscosity of oil and oil products
RU217233U1 (en) * 2023-01-17 2023-03-23 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") Device for reducing the viscosity of oil and oil products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gore et al. Modulation of turbulence by a dispersed phase
Stephens Al1 [e
US3163119A (en) Inducer
US3664768A (en) Fluid transformer
US4232710A (en) Liquid pipeline extended vane elbow
US11976678B2 (en) Material flow modifier and apparatus comprising same
RU2047814C1 (en) Device for transportation of viscous structurized liquids along pipelines
CA1239097A (en) Slurry input device
US5193942A (en) Method and apparatus for transporting liquid slurries
US5525133A (en) Gas pipeline drip
Madadnia et al. Accelerated surface erosion by cavitating particulate-laden flows
US11739774B1 (en) Flow modifying device with performance enhancing vane structure
Madadnia et al. Erosion in conical diffusers in particulate-laden cavitating flow
Salim et al. Performance of a centrifugal slurry pump with clinker slurry
CA2350993A1 (en) Pump with auxiliary impeller vane inlet device
EP0870116B1 (en) Device for breaking whirls at a surface submerged by a turbulent flow
JPS6326046B2 (en)
JPS62500112A (en) Method and apparatus for dividing and combining streams of high consistency fiber suspensions
TURIAN et al. Friction losses for flow of slurries in pipeline bends, fittings, and valves
US3325222A (en) Method and apparatus for pumping mixtures of liquids and large solid bodies
US2828164A (en) Conduit-discharge means
Mishra et al. Pressure drop across conventional and diverging-converging pipe bends in the flow of multi-sized particulate slurries
Struiksma The cyclone pump
RU6349U1 (en) TURBULENT-VORTEX CLEANER
Singh et al. The flow of sand/water slurries in horizontal pipes with internal spiral ribs—effect of rib height