WO2016039657A1 - Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов - Google Patents

Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов Download PDF

Info

Publication number
WO2016039657A1
WO2016039657A1 PCT/RU2014/000678 RU2014000678W WO2016039657A1 WO 2016039657 A1 WO2016039657 A1 WO 2016039657A1 RU 2014000678 W RU2014000678 W RU 2014000678W WO 2016039657 A1 WO2016039657 A1 WO 2016039657A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
explosion
cleaning
pipeline
compressor
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000678
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ильфат Фаритович ХАСАНОВ
Владимир Юрьевич ШОЛОМ
Елена Борисовна ВОЛКОВА
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Хозрасчетный Творческий Центр Уфимского Авиационного Института"
Ильфат Фаритович ХАСАНОВ
Владимир Юрьевич ШОЛОМ
Елена Борисовна ВОЛКОВА
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Хозрасчетный Творческий Центр Уфимского Авиационного Института", Ильфат Фаритович ХАСАНОВ, Владимир Юрьевич ШОЛОМ, Елена Борисовна ВОЛКОВА filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Хозрасчетный Творческий Центр Уфимского Авиационного Института"
Priority to PCT/RU2014/000678 priority Critical patent/WO2016039657A1/ru
Priority to EA201700069A priority patent/EA032308B1/ru
Publication of WO2016039657A1 publication Critical patent/WO2016039657A1/ru

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

Definitions

  • the present invention relates to the field of engineering and can be used in the construction and repair of pipelines.
  • a known method and device for producing compressed inert gas with adjustable pressure and flow rate (RF patent JVs? 2276619, B01J7 / 00, F01N3 / 10, 05.20.2006).
  • a method comprising using an internal combustion engine as a source of a working fluid
  • 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.
  • a known installation for cleaning the cavity of pipelines (RF patent N ° 2297887, B08B9 / 032, 04/27/2007), containing an aircraft gas turbine engine with air intake pipes introduced behind its compressor, connected to the air collection manifold, to the outlet of which through the first shut-off-regulating the armature is connected to a device for injecting water into the air with a sleeve, 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 locking and regulating valve is connected via a lateral valve through a lateral outlet
  • the secondary air cavity of the combustion chamber directly behind the aircraft gas turbine engine compressor is connected to the outlet of the air collection manifold by a line including
  • the sleeve of the device for injecting water into the air is in communication with the source of water supply through a heated heat-proof unit for switching the flow, including a main with a normally open tap, the communicating sleeve of the device for injecting water into air with a source of water supply, two outlets with normally closed by cranes, connecting the highway with a water discharge pipe: the first - in the direction water flow to the main tap, the second after the main tap, two electromechanical drives: the first to rotate the taps of the main and the first tap, the second to turn the tap of the second tap.
  • a known method of explosion-proof cleaning with compressed air of pipelines containing traces of hydrocarbons comprising mechanical action on the surface to be cleaned with a cleaning device, followed by washing with a foaming agent, through which the cleaning device passes first carry out at a given distance by feeding a portion of inert gas in a mixture with a foaming agent, then a stream of compressed air, and the stream is divided along the sections into equal length sections with separators, to orye create the cavity by supplying inert gas conduit portions 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.
  • a known method and device for cleaning the cavity of the main pipeline (RF patent jN 2229350, B08B5 / 02, 05.27.2004).
  • the disadvantage of an analogue is the increased explosion hazard.
  • 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 J "2149069, B08B9 / 04, B08B9 / 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 300 - 360 ° C and a pressure of 1.0 - 1.2 MPa, through which the cleaning devices are driven.
  • Installation for cleaning the cavity of the pipelines containing an aircraft gas turbine engine has been introduced for the compressor of an aircraft gas turbine engine, air intake pipes connected to an air collection manifold, to which a device for injecting water into the air with a sleeve is connected through the first shutoff and control valve, and the output of the device for injecting water into the air is connected 5 through a flexible metal hose with a check valve, before with which a temperature meter for the vapor-air mixture is installed, while behind the check valve, a second shut-off and control valve with a discharge pipe of the vapor-air mixture is connected through the lateral outlet, moreover, a third shut-off and control valve is also installed behind the check valve, the outlet of which is connected to the pipeline, a vapor-air mixture pressure meter is installed on the pipeline, in the cavity of which there are cleaning devices.
  • the objective of the invention is to increase the explosion safety due to the filtration of oxygen from the air through the membrane filters of the gas separation station.
  • the technical result of the invention is to increase the 20 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 pipe cavity has a concentration of 25 oxygen is below explosive.
  • the air supplied to the pipeline is preliminarily pressurized through a gas separation station that filters oxygen, and 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.
  • oxygen-enriched air can be returned to the intake air intake of the internal combustion engine.
  • the problem is also solved, and the technical result is achieved by the fact that in the device for explosion-proof cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons, including an interconnected engine and compressor, the first shut-off and control valves, the second shut-off and control valves 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 and control valve, according to the invention, two motors are used as an engine an internal combustion chamber, at the inlet of the air intake of which the first air filter is located, and a compressor, at the inlet of the air intake of which the second air filter is placed, is connected in series with a gas separation station, including an air preparation unit, oil separators, dehumidifiers, fine filters, dehumidifiers, gas separation block , and having two outputs, one of which contains two branches, the first branch through the gas analyzer and through the first shut-off and control valves connected to the compressor inlet, and the second branch through the second shut-off and
  • 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 cleaning devices.
  • the gas separation unit of the gas separation station may contain membranes.
  • the output of the internal combustion engine can be connected to the compressor inlet through a coarse filter.
  • the internal combustion engine can be equipped with a removable heat shield.
  • the compressor can be made screw.
  • FIG. shows a diagram of the device.
  • a device for explosion-proof cleaning of pipelines containing traces of hydrocarbons contains a first air filter 1 located at the air intake (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 an 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 valves 12 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.
  • a pressure meter 19 To control the cleaning devices 15 in the pipeline 16 is installed a pressure meter 19.
  • the gas separation unit 7 of the gas separation station 5 may be of the membrane type. In FIG. three membranes are provided that provide sufficient gas separation station performance.
  • 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 compressor 4.
  • a cleaning filter 20 designed to clean soot, soot, coke and mechanical impurities generated during the combustion of the fuel
  • a heat exchanger 21 designed to cool the exhaust gas to a temperature acceptable at the inlet to compressor 4.
  • the invention is implemented as follows: After turning on the internal combustion engine 2 and turning it on, the compressor 4 switches on the supply of compressed air to the nitrogen gas separation station 5, in which air is separated into an oxygen-rich and 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.
  • 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.
  • the signal from the gas analyzer closes the first shut-off valve 10 of the first branch 9 and switches the supply of the nitrogen mixture to the second branch 1 1 by opening the second shut-off valve 12.
  • the oxygen-poor mixture enters in 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 pipeline 16 containing traces of hydrocarbons.
  • the movement of the treatment devices is controlled by a pressure meter 19.
  • 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 purification filter 20 and the heat exchanger 21 will allow the flow of an even more oxygen-depleted mixture.
  • Pilot tests were carried out at the facility - the UBKUA-Balyk-Kurgan-Ufa-Almetyevsk oil pipeline, with a length of 180-224 km, y (conditional diameter of the pipeline) -1200 mm, (customer - Tobolsk Department of Main Oil Pipelines, Sibnefteprovod OJSC).
  • the cleaning devices inside the pipeline cavity were moved by compressed atmospheric air from the compressor at an average speed of 1 km / h.
  • 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.
  • connection branch of the other outlet 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 fuel efficiency.
  • 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.
  • 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 productivity of 38 nm / min, and an oxygen concentration of 9.5%.
  • the volume of displaced oil amounted to 50 LLC m 3 .
  • the technical result “increasing the explosion safety of the method of cleaning pipelines” is achieved due to the fact that the gas mixture supplied to the cavity of the pipeline has an oxygen concentration below explosive.
  • the claimed technical result is “increasing drive power due to the use of oxygen-enriched air” at the inlet to the engine to increase the combustion rate and supply more fuel compared to the stoichiometric composition of the air-fuel mixture.

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

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, газораспределительную станцию. Газораспределительная станция содержит два выхода, один из которых имеет две ветви. Первая ветвь через первую запорную арматуру соединена со 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 со входом приема воздуха двигателя внутреннего сгорания. Технический результат: повышение взрывобезопасности способа очистки воздуха, увеличение удельной мощности и удельной топливной экономичности.

Description

СПОСОБ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОЙ ОЧИСТКИ ТРУБОПРОВОДОВ,
СОДЕРЖАЩИХ СЛЕДЫ УГЛЕВОДОРОДОВ
5 Описание изобретения
Настоящее изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в строительстве и ремонте магистральных трубопроводов.
Важнейшим направлением в развитии современных технологий ю строительства и ремонта магистральных трубопроводов является энергосбережение, охрана окружающей среды и безопасность производства.
Эффективным решением этих проблем является применение технологии очистки магистральных трубопроводов при их ремонте и выводе из эксплуатации с использованием очистного устройства в виде поршня 15 приводимого в движение воздухом, подаваемым из компрессора.
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 20 пониженным содержанием кислорода.
Известны способ и устройство получения компримированного инертного газа с регулируемыми давлением и расходом (патент РФ JVs? 2276619, B01J7/00, F01N3/10, 20.05.2006). Способ, включающий использование двигателя внутреннего сгорания как источника рабочего тела
25 - 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 зо 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.
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность. Известен также генератор компримированного инертного газа (патент
РФ No 2256494, B01J7/00 , 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.
Недостатками аналога являются ограниченные функциональные возможности.
5
Известна установка для очистки полости трубопроводов (патент РФ N° 2297887, В08В9/032, 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 ю 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
15 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
20 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
25 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, зо 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.
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность.
Известен способ взрывобезопасной очистки сжатым воздухом трубопроводов, содержащих следы углеводородов (патент РФ N° 2245199, В08В5/02, В08В9/055, 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.
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность.
Известны способ и устройство очистки полости магистрального трубопровода (патент РФ jN 2229350, В08В5/02, 27.05.2004). Способ, заключающийся во введении в полость магистрального трубопровода очистного устройства, подаче паровоздушной смеси с температурой tc, полученной путем впрыска воды в сжатый воздух с температурой tB 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 tB=(300-380) С и давлением Рс=(0,8-1,3) МП а, охлаждают его, дальнейшее охлаждение паровоздушной смеси до температуры tc=(80-90) 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 запорно-регулирующую 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.
Недостатком аналога является повышенная взрывоопасность. Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому являются способ и установка для очистки полости трубопроводов (патент РФ J « 2149069, В08В9/04, В08В9/053, 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 300 - 360°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-регулирующую арматуру подключено устройство для впрыска воды в воздух с рукавом, а выход устройства для впрыска воды в воздух связан 5 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 ю которой соединен с трубопроводом, измеритель давления паровоздушной смеси установлен на трубопроводе, в полости которого расположены очистные устройства.
Недостатком ближайшего аналога являются повышенная взрывоопасность.
15 Задачей изобретения является повышение взрывобезопасности, за счет фильтрации кислорода из воздуха через мембранные фильтры газоразделительной станции.
Техническим результатом изобретения является повышение 20 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 25 кислорода ниже взрывоопасной.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, заключающемся в перемещении очистного устройства зо внутри полости трубопровода сжатым атмосферным воздухом от
б 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 смеси с парами легких углеводородов, пропускают в трубопровод.
Кроме того, согласно изобретению, обогащенный кислородом воздух могут возвращать на вход приема воздуха двигателя внутреннего сгорания.
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 запорно-регулирующую 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, и имеющей два выхода, один из которых содержит две ветви, при этом первая ветвь через газоанализатор и через первую запорно- регулирующую арматуру соединена со входом компрессора, а вторая ветвь через вторую запорно - регулирующую арматуру соединена с трубопроводом. 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.
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.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов, согласно изобретению, газоразделительный блок газоразделительной станции может содержать мембраны.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов, согласно изобретению, выход двигателя внутреннего сгорания может быть соединен со входом компрессора через фильтр грубой очистки.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов, согласно изобретению, двигатель внутреннего сгорания может быть снабжен съемным теплозащитным кожухом.
Кроме того, в устройстве для взрывобезопасной очистки трубопроводов, согласно изобретению, компрессор может быть выполнен винтовым.
Существо изобретения поясняется чертежом. На фиг. изображена схема устройства. Сущность изобретения
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 так же 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.
Для контроля очистных устройств 15 в трубопроводе 16 установлен измеритель давления 19.
Газоразделительный блок 7 газоразделительной станции 5 может быть выполнен мембранного типа. На фиг. приведены три мембраны, обеспечивающие достаточную производительность газоразделительной станции.
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. Для работы при низких температурах двигатель внутреннего сгорания
2 оснащен защитным кожухом (на чертеже не показан).
Изобретения реализуется следующим образом: 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.
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 1 1 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.
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.
Пример реализации
Опытные испытания проводились на объекте - нефтепроводе УБКУА - Балык - Курган - Уфа- Альметьевск) протяженностью 180-224 км, у (диаметр трубопровода условный) -1200 мм, (заказчик - Тобольское управление магистральных нефтепроводов, ОАО «Сибнефтепровод»).
Вид работ - вытеснение нефти из демонтируемого участка.
Очистные устройства внутри полости трубопровода перемещались сжатым атмосферным воздухом от компрессора со средней скоростью 1 км/час. 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.
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. 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 нм /мин, концентрацией кислорода- 9,5%.
Объем вытесненной нефти составил 50 ООО м3.
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. Кроме того, в устройстве для осуществления способа заявляемый технический результат «увеличение мощности привода 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.

Claims

Формула изобретения
1. Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих 5 следы углеводородов, заключающийся в перемещении очистного устройства внутри полости трубопровода сжатым атмосферным воздухом от компрессора, отличающийся тем, что подаваемый в трубопровод воздух предварительно под давлением пропускают через газоразделительную станцию, которая отфильтровывает кислород, а обедненный кислородом 10 воздух, концентрация кислорода в котором уменьшена до уровня, обеспечивающего взрывобезопасность в смеси с парами легких углеводородов, пропускают в трубопровод.
2. Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, по п.1, отличающийся тем, что обогащенный
15 кислородом воздух возвращают на вход приема воздуха двигателя внутреннего сгорания.
3. Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, включающее соединенные между собой двигатель и компрессор, первую запорно - регулирующую арматуру, вторую
20 запорно - регулирующую арматуру, соединенную выходом с трубопроводом, на котором установлен измеритель давления, а в полости которого расположены очистные устройства, и третью запорно- регулирующую арматуру, отличающееся тем, что в качестве двигателя применен двигатель внутреннего сгорания, на входе приема воздуха которого
25 размещен первый воздушный фильтр, а компрессор, на входе приема воздуха которого размещен второй воздушный фильтр, последовательно связан с газоразделительной станцией, включающей блок подготовки воздуха, содержащий маслоотделители, влагоотделители, фильтры тонкой очистки, осушители, и газоразделительный блок, выход которой содержит зо две ветви, при этом первая ветвь через газоанализатор и через первую запорно- регулирующую арматуру соединена со входом компрессора, а вторая ветвь через вторую запорно - регулирующую арматуру соединена с трубопроводом.
4. Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов по п. 3, 5 отличающееся тем, что газоразделительная станция содержит другой выход обогащенного кислородом воздуха, который соединен со входом двигателя внутреннего сгорания через третью запорно- регулирующую арматуру.
5. Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов по п. 3, ю отличающееся тем, что вторая ветвь выхода газоразделительной станции через вторую запорно - регулирующую арматуру соединена с трубопроводом через приемный патрубок камеры приема - запуска очистных устройств.
6. Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов по п. 3, отличающееся тем, что газоразделительный блок газоразделительной
15 станции содержит мембраны.
7. Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов по п. 3, отличающееся тем, что выход двигателя внутреннего сгорания соединен со вторым воздушным фильтром на входе приема воздуха компрессора через фильтр грубой очистки.
20 8. Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов по п. 3, отличающееся тем, что двигатель внутреннего сгорания снабжен съемным теплозащитным кожухом.
9. Устройство для взрывобезопасной очистки трубопроводов по п. 3, отличающееся тем, что компрессор выполнен винтовым.
25
30
PCT/RU2014/000678 2014-09-11 2014-09-11 Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов WO2016039657A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000678 WO2016039657A1 (ru) 2014-09-11 2014-09-11 Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов
EA201700069A EA032308B1 (ru) 2014-09-11 2014-09-11 Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2014/000678 WO2016039657A1 (ru) 2014-09-11 2014-09-11 Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016039657A1 true WO2016039657A1 (ru) 2016-03-17

Family

ID=55459317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000678 WO2016039657A1 (ru) 2014-09-11 2014-09-11 Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA032308B1 (ru)
WO (1) WO2016039657A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107676560A (zh) * 2017-11-05 2018-02-09 江苏捷通管业科技有限公司 一种防腐蚀的燃气管道

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (ru) * 1998-10-13 2000-05-20 Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института Способ очистки полости трубопроводов и установка для его осуществления
RU2245199C1 (ru) * 2003-09-10 2005-01-27 Ооо Хозрасчетный Творческий Центр Уфимского Авиационного Института Способ взрывобезопасной очистки сжатым воздухом трубопроводов, содержащих следы углеводородов

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (ru) * 1998-10-13 2000-05-20 Хозрасчетный творческий центр Уфимского авиационного института Способ очистки полости трубопроводов и установка для его осуществления
RU2245199C1 (ru) * 2003-09-10 2005-01-27 Ооо Хозрасчетный Творческий Центр Уфимского Авиационного Института Способ взрывобезопасной очистки сжатым воздухом трубопроводов, содержащих следы углеводородов

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107676560A (zh) * 2017-11-05 2018-02-09 江苏捷通管业科技有限公司 一种防腐蚀的燃气管道

Also Published As

Publication number Publication date
EA032308B1 (ru) 2019-05-31
EA201700069A1 (ru) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105765196B (zh) 用于氧化剂加热系统的系统和方法
CN104769255B (zh) 用于化学计量排气再循环燃气涡轮机系统的系统和方法
CN104420999B (zh) 用于对燃气涡轮发动机入口滤网除冰和对入口空气过滤器除湿的系统和方法
CN107954001B (zh) 一种增压制氮油箱防火装置及其工作方法
US20130340439A1 (en) Systems and Methods for De-Icing a Gas Turbine Engine Inlet Screen and Dehumidifying Inlet Air Filters
CN102953819A (zh) 动力装置和操作方法
RU2415307C1 (ru) Система и способ регулируемого поднятия давления низконапорного газа
WO2012067545A1 (ru) Мембранная газоразделительная установка и способ ее работы
CN110963059B (zh) 基于中空纤维膜机载制氮技术的座舱增压增氧装置及方法
RU183558U1 (ru) Азотная компрессорная установка
RU2697208C1 (ru) Способ автоматического поддержания плотности нестабильного газового конденсата, подаваемого в магистральный конденсатопровод, с применением турбодетандерного агрегата, на установках низкотемпературной сепарации газа в районах крайнего севера
RU2559467C2 (ru) Способ снижения выбросов со2 в потоке газообразных продуктов сгорания и промышленные установки для осуществления этого способа
RU180075U1 (ru) Азотная компрессорная установка
WO2016039657A1 (ru) Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов
RU2533728C2 (ru) Способ взрывобезопасной очистки трубопроводов, содержащих следы углеводородов, и устройство для его осуществления
RU2458234C1 (ru) Способ работы газотурбинного двигателя
RU2262600C2 (ru) Способ работы шахтной азотно-компрессорной установки
RU169870U1 (ru) Установка для разделения газовых смесей высокого давления
RU150914U1 (ru) Передвижной азотный компрессорный комплекс
EP0225864A1 (de) Verfahren zum Trennen von Gasgemischen, sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE970711C (de) Gasturbinenanlage zur Erzeugung heisser Druckluft
CN105889907A (zh) 一种循环流化床锅炉点火装置及其点火控制方法
RU118564U1 (ru) Установка для подготовки попутного нефтяного газа к транспортировке трубопроводным транспортом
RU64936U1 (ru) Генератор инертной технологической газовой среды
RU109007U1 (ru) Установка подготовки топливного газа из природного или попутного нефтяного газа

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14901583

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201700069

Country of ref document: EA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14901583

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1