Изобретение относится к строительству и эксплуатации магистральных нефтепроводов.The invention relates to the construction and operation of trunk pipelines.
Известно принятое за прототип устройство для впуска и выпуска воздуха из нефтепровода, включающее клапан, который с помощью патрубка герметически соединен с нефтепроводом, запорное устройство для перекрытия или открытия отводящего рукава (Патент РФ на полезную модель №59769, МПК F16L 55/00, опубл. 27.12.2006 г., бюл. №36).A known device adopted for the prototype for air inlet and outlet from an oil pipeline, including a valve that is sealed to the oil pipeline using a pipe, a shut-off device for closing or opening a discharge sleeve (RF Patent for Utility Model No. 599769, IPC F16L 55/00, publ. December 27, 2006, bull. No. 36).
Однако недостатками известного устройства при его использовании только для выпуска сжатого воздуха из нефтепровода являются сложность конструкции и ее обслуживания в процессе эксплуатации нефтепровода, невозможность автоматического его включения и выключения после выпуска сжатого воздуха, увеличенное количество нефти, выходящей из нефтепровода в процессе выпуска из него сжатого воздуха, что снижает надежность функционирования устройства и связано со значительными эксплуатационными затратами..However, the disadvantages of the known device when it is used only for the release of compressed air from the pipeline are the complexity of the design and its maintenance during operation of the pipeline, the inability to automatically turn it on and off after the release of compressed air, the increased amount of oil leaving the pipeline in the process of releasing compressed air from it , which reduces the reliability of the device and is associated with significant operating costs ..
Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы устройства при выпуске из нефтепровода сжатого воздуха за счет упрощения конструкции устройства, уменьшения количества нефти, выходящей из нефтепровода при выпуске сжатого воздуха, и возможности автоматического включения и выключения устройства при удалении сжатого воздуха из нефтепровода.The technical result of the invention is to increase the reliability of the device during the release of compressed air from the pipeline by simplifying the design of the device, reducing the amount of oil leaving the pipeline when the compressed air is released, and the ability to automatically turn the device on and off when the compressed air is removed from the pipeline.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для выпуска воздуха из нефтепровода, включающем клапан, который с помощью патрубка герметически соединен с нефтепроводом, запорное устройство для перекрытия или открытия отводящего канала, в зоне размещения устройства внутри нефтепровода с зазором относительно его внутренней поверхности, не меньшим максимально возможной высоты слоя воздуха в нефтепроводе, с помощью крепежных болтов на нефтепроводе размещен кожух, концентрично расположенный относительно внутренней поверхности нефтепровода, а перед его задней кромкой относительно направления движения нефти размещен патрубок с клапаном, снабженным электроприводом включения и выключения, расположенный над клапаном участок патрубка выполнен увеличенного диаметра с последующим сужением до первоначального диаметра, внутри среднего участка патрубка с увеличенным диаметром размещен поршень, диаметр которого принят больше диаметра нижней и верхней частей патрубка, при этом на внешней цилиндрической поверхности поршня закреплены радиально ориентированные лопасти, размещенные с минимальными зазорами относительно внутренней поверхности средней части патрубка увеличенного диаметра, а на верхней части поршня закреплен шток, который в исходном положении с минимальным зазором размещен в верхней суженной части патрубка и с минимальным превышением верхней кромки штока над средней частью патрубка, который выполнен с отверстиями для выпуска воздуха, в верхней части патрубка размещен включатель, электрически связанный с электроприводом клапана, участки патрубка, размещенные сверху и снизу от клапана, соединены между собой трубопроводом с насосом и задвижкой, при этом всасывающая часть насоса соединена с верхней частью патрубка, а задвижка размещена у нижней части патрубка, перед патрубком на нефтепроводе размещен датчик, фиксирующий наличие в нефтепроводе избыточного объема воздуха и выполненный в виде размещенных по обе стороны от нефтепровода источника гамма-излучения и приемника излучения после его прохода через нефтепровод, при этом датчик электрически соединен с электроприводом клапана и расположен на расстоянии от патрубка, определяемом скоростью движения нефти и суммарным временем срабатывания датчика и электропривода клапана. Источник гамма-излучения и приемник излучения могут быть размещены сверху и снизу или по бокам нефтепровода. Болты для крепления кожуха могут быть выполнены с возможностью регулирования зазора между кожухом и внутренней поверхностью нефтепровода.The technical result is achieved by the fact that in the device for discharging air from the oil pipeline, including a valve, which is sealed to the oil pipeline using a pipe, a locking device for blocking or opening the outlet channel in the device placement area inside the oil pipeline with a gap with respect to its internal surface not less than the maximum possible height of the air layer in the oil pipeline, with the help of fixing bolts on the oil pipeline a casing is placed concentrically located relative to the inner surface of the oil pipeline, and in front of its trailing edge relative to the direction of oil movement there is a pipe with a valve equipped with an on and off electric drive, a section of the pipe located above the valve is made of an increased diameter with subsequent narrowing to the original diameter, a piston is placed inside the middle section of the pipe with an increased diameter, the diameter of which is accepted more than the diameter of the lower and upper parts of the nozzle, while on the outer cylindrical surface of the piston there are fixed radially oriented lopas tee placed with minimal gaps relative to the inner surface of the middle part of the nozzle of increased diameter, and on the upper part of the piston a rod is fixed, which in the initial position with a minimum clearance is placed in the upper narrowed part of the nozzle and with a minimum excess of the upper edge of the rod over the middle part of the nozzle, which is made with openings for air exhaust, in the upper part of the nozzle there is a switch electrically connected to the electric actuator of the valve, portions of the nozzle located above and below the valve are interconnected by a pipeline with a pump and a valve, while the suction part of the pump is connected to the upper part of the pipe, and the valve is located at the bottom of the pipe, in front of the pipe there is a sensor in the oil pipe that detects the presence of excess air in the pipeline and is made in the form side of the pipeline from the source of gamma radiation and the radiation receiver after it passes through the pipeline, while the sensor is electrically connected to the valve actuator and is located at a distance from the pipe a, determined by the speed of oil movement and the total response time of the sensor and valve actuator. The gamma radiation source and radiation receiver can be placed above and below or on the sides of the pipeline. Bolts for securing the casing can be made with the possibility of regulating the gap between the casing and the inner surface of the pipeline.
Устройство представлено на фиг.1 - вертикальный продольный разрез по оси нефтепровода, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1, на фиг.3 разрез Б-Б по фиг.1, на фиг.4 и 5 - разрезы В-В по фиг.1 для двух вариантов размещения датчика наличия избыточного объема воздуха в нефтепроводе.The device is presented in figure 1 - a vertical longitudinal section along the axis of the pipeline, figure 2 - section aa in figure 1, figure 3 section bb in figure 1, figure 4 and 5 - sections b -B in figure 1 for two options for placing a sensor for the presence of excess air in the pipeline.
Устройство для выпуска воздуха из нефтепровода состоит из размещенного внутри нефтепровода 1 с зазором 2 относительно его внутренней поверхности, не меньшим максимально возможной высоты слоя воздуха в нефтепроводе 1, концентрично расположенного относительно внутренней поверхности нефтепровода 1 и с помощью болтов 4 закрепленного на нефтепроводе 1 кожуха. Перед задней кромкой кожуха 3 относительно направления 5 движения нефти размещен патрубок 6 с клапаном 7, снабженным электроприводом включения и выключения 8. Расположенный над клапаном 7 средний участок 9 патрубка 6 выполнен увеличенного диаметра с последующим сужением до первоначального диаметра в верхней части патрубка 6. Внутри среднего участка 9 патрубка с увеличенным диаметром размещен поршень 10, диаметр которого принят больше диаметра нижней и верхней частей патрубка 6. На внешней цилиндрической поверхности поршня 10 закреплены радиально ориентированные лопасти 11, размещенные с минимальными зазорами относительно внутренней поверхности средней части 9 патрубка увеличенного диаметра. На верхней части поршня 10 закреплен шток 12, который в исходном положении с минимальным зазором размещен в верхней суженной части патрубка и с минимальным превышением верхней кромки штока 12 над средней частью 9 патрубка, который выполнен с отверстиями 13 для выпуска воздуха. В верхней части патрубка 6 размещен включатель 14, электрически 15 связанный с электроприводом 8 клапана 7. Участки патрубка 6, размещенные сверху и снизу от клапана 6, соединены между собой трубопроводом 16 с насосом 17 и задвижкой 18, при этом всасывающая часть насоса 17 соединена с верхней частью патрубка 6, а задвижка 18 размещена у нижней части патрубка 6. Перед патрубком 6 на нефтепроводе 1 размещен датчик 19 (фиг.1), фиксирующий наличие в нефтепроводе 1 избыточного объема воздуха. Датчик 19 выполнен (фиг.4 и 5) в виде размещенных по обе стороны от нефтепровода 1 источника 20 гамма-излучения и приемника 21 излучения после его прохода через нефтепровод 1. Датчик 19 расположен на расстоянии L от патрубка 6, определяемом скоростью v движения нефти по нефтепроводу 1 и суммарным временем срабатывания датчика 19 (t1) и электропривода 8 (t2) клапана 7, т.е. L=v(t1+t2). Источник 20 гамма-излучения и приемник 21 излучения могут быть размещены сверху и снизу (фиг.4) или по бокам (фиг.5) нефтепровода 1. Болты 4 для крепления кожуха 3 могут быть выполнены с возможностью регулирования зазора 2 между кожухом 3 и внутренней поверхностью нефтепровода 1.A device for discharging air from an oil pipeline consists of an inside of an oil pipeline 1 with a gap 2 relative to its inner surface, not less than the maximum possible height of the air layer in the oil pipeline 1, concentrically located relative to the inner surface of the oil pipeline 1 and with a bolt 4 attached to the casing 1. In front of the trailing edge of the casing 3, relative to the direction of oil movement 5, a nozzle 6 with a valve 7 is placed, equipped with an electric drive for turning on and off 8. The middle section 9 of the nozzle 6 located above the valve 7 is made of an increased diameter with subsequent narrowing to the initial diameter in the upper part of the nozzle 6. Inside the middle section 9 of the nozzle with an increased diameter posted by the piston 10, the diameter of which is adopted more than the diameter of the lower and upper parts of the nozzle 6. On the outer cylindrical surface of the piston 10 is fixed flax-oriented blades 11, placed with minimal gaps relative to the inner surface of the middle part 9 of the pipe of increased diameter. On the upper part of the piston 10, a rod 12 is fixed, which in its initial position with a minimum clearance is placed in the upper narrowed part of the nozzle and with a minimum excess of the upper edge of the rod 12 over the middle part 9 of the nozzle, which is made with openings 13 for discharging air. In the upper part of the pipe 6, a switch 14 is placed, electrically connected to the electric actuator 8 of the valve 7. The portions of the pipe 6 located above and below the valve 6 are connected by a pipe 16 to the pump 17 and the valve 18, while the suction part of the pump 17 is connected to the upper part of the pipe 6, and the valve 18 is located at the bottom of the pipe 6. In front of the pipe 6 on the oil pipe 1 there is a sensor 19 (Fig. 1), which detects the presence of an excess air volume in the oil pipe 1. The sensor 19 is made (Figs. 4 and 5) in the form of a gamma radiation source 20 and a radiation receiver 21 placed on both sides of the oil pipe 1 and after it passes through the oil pipe 1. The sensor 19 is located at a distance L from the pipe 6, determined by the oil velocity v through the pipeline 1 and the total response time of the sensor 19 (t 1 ) and the actuator 8 (t 2 ) of the valve 7, i.e. L = v (t 1 + t 2 ). The gamma radiation source 20 and the radiation receiver 21 can be placed above and below (Fig. 4) or on the sides (Fig. 5) of the oil pipeline 1. The bolts 4 for attaching the casing 3 can be configured to adjust the gap 2 between the casing 3 and the inner the surface of the pipeline 1.
Устройство для выпуска воздуха из нефтепровода действует следующим образом. При эксплуатации нефтепровода 1 с попаданием в поток нефти воздуха последний располагается в верхней части нефтепровода 1 и смещается в сжатом состоянии вместе с нефтью в направлении 5. При прохождении потока нефти через зону размещения датчика 19 и при наличии в нефтепроводе 1 объема воздуха сверх допустимого предела, по которому выбираются параметры датчика 19, приемник 21, принимающий гамма-излучение от его источника 20, подает сигнал (22) для включения электропривода 8 клапана 7. Сжатый воздух, находящийся в верхней части нефтепровода 1, по каналу, образованному внутренней поверхностью нефтепровода 1 и кожухом 3, поступает в патрубок 6. Под давлением воздуха поршень 10 смещается вверх, а воздух по каналам, образованным лопастями 11, поступает в среднюю часть 9 патрубка и через отверстия 13 выбрасывается наружу. После выпуска всего объема воздуха под давлением нефти поршень 10 смещается вверх, а его шток 12 воздействует на включатель 14, который включает электропривод 8 клапана 7, который перекрывает патрубок 6. Одновременно автоматически включается насос 17, который по трубопроводу 16 перекачивает нефть, размещенную в патрубке 6 и его средней части 9, обратно в нефтепровод 1. На этом цикл удаления сжатого воздуха из нефтепровода 1 завершается. Далее, после появления в нефтепроводе нового объема воздуха по сигналу датчика 19 снова включается устройство, действующее аналогично по описанной выше схеме. Наличие кожуха 3 существенно ограничивает количество нефти, выводимой вместе с воздухом из нефтепровода 1, что соответствующим образом упрощает и удешевляет возврат выведенной нефти обратно в нефтепровод 1 с помощью насоса 17 по трубопроводу 16 минимального диаметра с задвижкой 18. При этом в процессе эксплуатации нефтепровода 1 при изменении объема воздуха для минимизации количества включений устройства возможно регулирование величины зазора 2 между кожухом 3 и внутренней поверхностью нефтепровода 1, что позволит минимизировать эксплуатационные расходы, связанные с удалением из нефтепровода 1 сжатого воздуха.A device for discharging air from an oil pipeline operates as follows. When operating the pipeline 1 with air entering the oil stream, the latter is located in the upper part of the pipeline 1 and moves in a compressed state along with the oil in direction 5. When the oil stream passes through the sensor placement zone 19 and if there is air volume in the pipeline 1 above the permissible limit, by which the parameters of the sensor 19 are selected, the receiver 21, which receives gamma radiation from its source 20, gives a signal (22) to turn on the electric actuator 8 of the valve 7. Compressed air located in the upper part of the pipeline 1, through channel Alu formed by the inner surface of the pipeline 1 and the casing 3, enters the nozzle 6. Under pressure of the air, the piston 10 is displaced upward, and the air through the channels formed by the blades 11, enters the middle part 9 of the nozzle and is thrown out through the holes 13. After releasing the entire volume of air under oil pressure, the piston 10 is shifted upward, and its rod 12 acts on the switch 14, which includes an electric actuator 8 of the valve 7, which closes the pipe 6. At the same time, the pump 17 is automatically turned on, which pumps the oil placed in the pipe through the pipe 16 6 and its middle part 9, back to the oil pipeline 1. At this point, the cycle for removing compressed air from the oil pipeline 1 ends. Further, after the appearance of a new volume of air in the oil pipeline at the signal of the sensor 19, a device is again turned on, acting similarly as described above. The presence of a casing 3 significantly limits the amount of oil discharged together with air from the oil pipeline 1, which accordingly simplifies and cheapens the return of the extracted oil back to the oil pipeline 1 by means of a pump 17 through a pipeline 16 of a minimum diameter with a valve 18. Moreover, during operation of the oil pipeline 1 changing the air volume to minimize the number of starts of the device, it is possible to regulate the gap 2 between the casing 3 and the inner surface of the pipeline 1, which will minimize the operation The costs associated with the removal of compressed air from the pipeline 1.
Отличительные признаки изобретения обеспечивают повышение надежности работы устройства при выпуске из нефтепровода сжатого воздуха за счет упрощения конструкции устройства, уменьшения количества нефти, выходящей из нефтепровода при выпуске из него сжатого воздуха, возврата нефти обратно в нефтепровод, возможности регулирования положения кожуха внутри нефтепровода и возможности автоматического включения и выключения устройства при удалении сжатого воздуха из нефтепровода.The distinctive features of the invention provide improved reliability of the device when compressed air is released from the pipeline by simplifying the design of the device, reducing the amount of oil leaving the pipeline when compressed air is released, returning the oil back to the pipeline, the ability to control the position of the casing inside the pipeline, and the ability to automatically turn on and turning off the device when removing compressed air from the pipeline.
