RU2126928C1

RU2126928C1 - Module for pipeline transportation of oil and its products

Info

Publication number: RU2126928C1
Application number: RU96112966A
Authority: RU
Inventors: Тамара Николаевна Ковальчук; Владимир Густавович Раузин; Александр Алексеевич Гладышев
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "АдТЭКС"
Priority date: 1995-07-13
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1999-02-27

Abstract

FIELD: pipeline transportation technology. SUBSTANCE: module relates to oil and petrochemical industry. Module is actually in the form of hollow cylindrical body of variable cross-section and it incorporates gradual narrowing portion which ensures generation of extended cavitation. Also provided is cylindrical section and diffuser which directly follows cylindrical section. Located in transition part from cylindrical section to diffuser is active member which is made up of two components. One of these components is installed on cylindrical section of body. Other component in the form of truncated cone is positioned on diffuser. EFFECT: sufficient reduction of viscosity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для трубопроводного транспорта всех типов нефтей и нефтепродуктов. The invention relates to the oil and petrochemical industry, and in particular to devices designed for pipeline transport of all types of oils and petroleum products.

Известно активное устройство (см. СССР, авторское свидетельство N 1818504, кл. F 17 D 1/16, опубл. 30.05.93), входящее в состав системы трубопроводного транспорта, предназначенного для транспортирования жидкости и газа, а также высоковязкой нефти. Активное устройство представляет собой отрезок цилиндрической трубы с упругими внутренними стенками и ферромагнитным слоем, нанесенным на внешнюю поверхность трубы, предназначенным для сцепления стенки с электромагнитными полем вибросистемы, выполненной в виде когерентной системы катушек, охватывающих трубу с покрытием. An active device is known (see USSR, copyright certificate N 1818504, class F 17 D 1/16, publ. 30.05.93), which is part of a pipeline transport system designed to transport liquid and gas, as well as highly viscous oil. The active device is a segment of a cylindrical pipe with elastic inner walls and a ferromagnetic layer deposited on the outer surface of the pipe, designed to adhere the wall to the electromagnetic field of the vibro-system, made in the form of a coherent coil system covering the coated pipe.

Однако активное устройство позволяет транспортировать нефть только высоковязкую. However, the active device allows you to transport oil only highly viscous.

Наиболее близким техническим решением является устройство для перекачки нефти (см. СССР, авторское свидетельство N 1657844, кл. F 17 D 1/20, опубл. 23.06.91), которое содержит установленный на линии трубопровода полый цилиндрический корпус переменного сечения, включающий плавное сужение, обеспечивающее возникновение развитой кавитации, цилиндрический участок и расположенный за ним безотрывный диффузор, диаметр широкой части которого равен диаметру трубопровода. The closest technical solution is a device for pumping oil (see USSR, copyright certificate N 1657844, class F 17 D 1/20, publ. 23.06.91), which contains a hollow cylindrical body of variable cross section mounted on the pipeline line, including a smooth narrowing providing the occurrence of developed cavitation, a cylindrical section and a continuous diffuser located behind it, the diameter of the wide part of which is equal to the diameter of the pipeline.

Однако известное устройство рассчитано только для работы с высоковязкими нефтями, в которых межмолекулярные силы взаимодействия асфальтено-смолистых веществ не достаточно крепки. Поэтому снижение вязкости за счет сил развитой кавитации наиболее эффективно только у этих типов нефтей. Кроме того, в известном устройстве наблюдается кавитационный износ рабочих поверхностей, генерирующих кавитационные пузырьки (особенно на цилиндрическом участке), большая часть которых схлапывается на этих поверхностях, производя разрушительное действие. However, the known device is designed only for working with highly viscous oils, in which the intermolecular forces of interaction of asphaltene-resinous substances are not strong enough. Therefore, a decrease in viscosity due to the forces of developed cavitation is most effective only for these types of oils. In addition, in the known device there is cavitation wear of the working surfaces generating cavitation bubbles (especially in the cylindrical section), most of which clumps on these surfaces, producing a destructive effect.

Задачей изобретения является создание универсального модуля для трубопроводного транспорта различных типов нефтей и нефтепродуктов. The objective of the invention is to provide a universal module for pipeline transport of various types of oils and petroleum products.

Технический результат - увлечение эффективности снижения вязкости, температуры застывания и продления срока службы рабочих поверхностей модуля. The technical result is the enthusiasm for the effectiveness of reducing viscosity, pour point and extending the life of the working surfaces of the module.

Технический результат достигается тем, что модуль тубопроводного транспорта нефтей и нефтепродуктов, содержащий полый цилиндрический корпус переменного сечения, включающий плавное сужение, обеспечивающее возникновение развитой кавитации, цилиндрический участок и располагаемый за ним безотрывный диффузор, причем он снабжен активным элементом, состоящим из двух частей, одна из которых расположена в цилиндрическом участке и образует тангенциальные каналы с корпусом, а другая часть - в виде усеченного конуса, расположена в диффузоре. The technical result is achieved by the fact that the module of the pipelined transport of oil and oil products, containing a hollow cylindrical body of variable cross section, including smooth narrowing, which provides the occurrence of developed cavitation, a cylindrical section and a continuous diffuser located behind it, and it is equipped with an active element consisting of two parts, one of which it is located in a cylindrical section and forms tangential channels with a housing, and the other part - in the form of a truncated cone, is located in the diffuser.

Установка активного элемента обеспечивает в пространстве диффузора образование суперкаверны, замыкание которой происходит непосредственно в потоке достаточно далеко от рабочих поверхностей модуля. Это значительно продлевает срок их службы, так как они при этом не повергаются кавитационной эрозии. Кроме того, нестационарная хвостовая часть каверны генерирует поля кавитационных пузырьков, которые при схлапывании значительно интенсифицируют и активизируют процессы ослабления межмолекулярных связей нефти или нефтепродуктов. Воздействие сил, обусловленных суперкавитацией, способны разрушить не только межмолекулярные связи, характерные для высокосмолистых нефтей, но и прочную объемную структурную решетку, образованную кристаллами парафина, характерную для парафинистых нефтей, снижая тем самым ее вязкость и температуру застывания. The installation of the active element provides in the diffuser space the formation of a super-cavity, the closure of which occurs directly in the stream far enough from the working surfaces of the module. This significantly prolongs their service life, since they do not undergo cavitation erosion. In addition, the unsteady caudal tail generates fields of cavitation bubbles, which, when collapsing, significantly intensify and activate the weakening of intermolecular bonds of oil or oil products. Exposure to forces due to supercavitation can destroy not only the intermolecular bonds characteristic of highly resinous oils, but also the strong bulk structural lattice formed by paraffin crystals typical of paraffinic oils, thereby reducing its viscosity and pour point.

На чертеже схематично изображен заявляемый модуль, общий вид. The drawing schematically shows the inventive module, General view.

Модуль содержит плавное сужение 1, цилиндрический участок 2, где расположен активный элемент 3, состоящий из двух частей, одна из которых образует с корпусом тангенциальные каналы 4, другая часть представлена в виде усеченного конуса 5, безотрывный диффузор 6, переходящий в трубопровод 7. The module contains a smooth narrowing 1, a cylindrical section 2, where the active element 3 is located, consisting of two parts, one of which forms tangential channels 4 with the housing, the other part is presented in the form of a truncated cone 5, an inseparable diffuser 6 passing into the pipeline 7.

Модуль работает следующим образом. The module works as follows.

Обрабатываемая нефть под давлением, создаваемым насосом, поступает в вмонтированный в трубопровод модуль, на участок плавного сужения 1. На этом участке за счет плавного сужения увеличивается скорость потока. Затем при попадании в цилиндрический участок 2 скорость потока достигает максимального значения, где создаются зоны пониженного давления. В этих условиях начинают возникать кавитационные пузырьки, заполненные парами нефти и растворенными в ней газами, которые схлапываясь, образуют кумулятивные струи. На выходе цилиндрического участка 2 поток попадает в тангенцианальные каналы 4 активного элемента 3. The processed oil under pressure created by the pump enters the module mounted in the pipeline, to the smooth contraction section 1. In this section, due to the smooth contraction, the flow rate increases. Then, when it enters the cylindrical section 2, the flow velocity reaches a maximum value, where zones of reduced pressure are created. Under these conditions, cavitation bubbles begin to appear, filled with vapors of oil and gases dissolved in it, which, clumping together, form cumulative jets. At the exit of the cylindrical section 2, the flow enters the tangential channels 4 of the active element 3.

По тангенцианальным каналам 4 поток, разбиваясь на отдельные струи, закручиваясь и образуя интенсивный вихревой слой, попадает на коническую часть активного элемента, представленную в виде усеченного конуса 5. При обтекании конуса 5 образуется суперкаверна, замыкание которой происходит непосредственно в потоке достаточно далеко от рабочих поверхностей модуля. Нестационарная хвостовая часть каверны генерирует поля кавитационных пузырьков, которые при схлапывании интенсифицируют процессы разрушения межмолекулярных и углеводородных связей в жидкости и, следовательно, резко снижает ее вязкость и температуру застывания. Вышедшая из модуля нефть обладает пониженной вязкостью, при этом существенно снижается сопротивление трения, определяющее основные потери в магистральных нефтепроводах. Through tangential channels 4, the stream, breaking into separate jets, swirling and forming an intense vortex layer, falls on the conical part of the active element, presented in the form of a truncated cone 5. When flowing around the cone 5, a supercavity is formed, which closes directly in the stream quite far from the working surfaces module. The unsteady caudal cavern generates fields of cavitation bubbles, which, when collapsing, intensify the processes of destruction of intermolecular and hydrocarbon bonds in a liquid and, therefore, sharply reduce its viscosity and pour point. Oil emerging from the module has a reduced viscosity, while the friction resistance, which determines the main losses in the main oil pipelines, is significantly reduced.

Таким образом, конструкция активного элемента и место его расположения позволяет повысить интенсивность кавитационного воздействия, а также направлено регулировать реологические характеристики любых типов нефтей, в частности эффективно снижать их вязкость и температуру застывания. Thus, the design of the active element and its location allows you to increase the intensity of cavitation, and also aims to regulate the rheological characteristics of any type of oil, in particular, effectively reduce their viscosity and pour point.

Claims

A module for pipeline transport of oils and petroleum products, containing a hollow cylindrical body of variable cross section, including smooth narrowing, which ensures the development of cavitation, a cylindrical section and a continuous diffuser located behind it, characterized in that it is equipped with an active element consisting of two parts, one of which located in a cylindrical section and forms tangential channels with a housing, and the other part in the form of a truncated cone is located in the diffuser.