трубопровод для транспортирования текучих сред

Формула изобретения

Трубопровод для транспортирования текучих сред, состоящий из разделенных линейными задвижками двух концентрично установленных труб, межтрубное пространство которых около линейных задвижек заглушено и посредством патрубка, снабженного задвижкой и дросселем, сообщено с полостью внутренней трубы, отличающийся тем, что между линейными задвижками трубопровод дополнительно снабжен патрубком, снабженным задвижкой и дросселем и сообщающим полость внутренней трубы с межтрубным пространством, при этом параметры дросселя на выходе линейного участка выбирают из условия ограничения давления не выше максимально допустимого давления трубопровода, а на выходе линейного участка - из условия максимального гашения скорости жидкого продукта при повторном его заходе из межтрубного пространства во внутреннюю трубу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортных систем, в частности к нефтепродуктопроводам для перекачки транспортируемой среды по трубопроводам.

Известны нефтепродуктопроводы, включающие непрерывную нитку труб, разделенную на участки линейными задвижками. (Трубопроводный транспорт нефти и газа.-М.: Недра, 1978, с.12, 13).

Недостатками описанного технического решения являются высокая экологическая опасность и большие потери при нарушениях его работы, связанные с утечками продукта в окружающую среду.

Известен подводный трубопровод, состоящий из двух концентрично установленных труб, у которых вблизи задвижки заглушен кольцевой зазор, а полость внутренней трубы посредством патрубки сообщена с межтрубным пространством (а. с. СССР N 956906, F 17 D 5/02, 1982, БИ N 33). В межтрубном пространстве создается давление, равное давлению во внутренней трубе, за счет объединения их посредством патрубка и диафрагмы (поршня). При разрыве наружной или внутренней трубы нарушается равновесие давлений в патрубке, в результате чего срабатывает система автоматического перекрытия трубопровода задвижкой.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает надежной защиты от мелких повреждений - коррозионных свищей, и не защищает от больших потерь транспортируемой среды при разрывах, приводящих к тяжелым материальным и экологическим последствиям, в особенности на высоконапорных магистральных трубопроводах.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является трубопроводная система (а. с. СССР N 1341444, F 17 D 5/02, 1987, БИ N 36), состоящая из разделенных линейными задвижками двух концентрично установленных труб, межтрубное пространство которых около линейных задвижек заглушено и посредством патрубка сообщено с полостью внутренней трубы, при этом патрубок снабжен регулирующим и предохранительным клапанами.

Недостатком технического решения является то, что оно не обеспечивает надежной защиты от утечек транспортируемой жидкости в окружающую среду при аварийных ситуациях.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении экологической безопасности и уменьшении потерь при разрушении трубопроводов. Поставленная задача решается за счет того, что в трубопроводе для транспортирования текучих сред, состоящем из разделенных линейными задвижками двух концентрично установленных труб, межтрубное пространство которых около линейных задвижек заглушено и посредством патрубка, снабженного задвижкой и дросселем, сообщено с полостью внутренней трубы, согласно изобретению, между линейными задвижками трубопровод дополнительно оснащен патрубком, снабженным задвижкой и дросселем и сообщающим полость внутренней трубы с межтрубным пространством, при этом параметры дросселя на выходе линейного участка выбирают из условия ограничения давления не выше максимально допустимого давления трубопровода, а на входе линейного участка - из условия максимального гашения скорости жидкого продукта при повторном его заходе из межтрубного пространства во внутреннюю трубу.

Известно, что загрязнение окружающей среды вблизи трубопроводов происходит, главным образом, в результате двух видов разрушений трубопроводов: коррозионных свищей площадью 2-8 см² и разрывов. Контроль наличия свищей производится, как правило, по падению давления из-за утечки продукта.

Другим видом разрушения трубопровода являются разрывы, характеризующиеся большой площадью разрушения. Момент разрыва и участок, на котором произошел разрыв, надежно фиксируется по падению давления на трассе трубопровода, однако его перекрытие минимизация утечки продукта в окружающую среду представляет сложную техническую задачу.

Предлагаемое техническое решение позволяет ликвидировать или свести к минимуму указанные негативные последствия.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором показан линейный участок нефтепродуктопровода, заключенный между линейными задвижками. Трубопровод содержит внутреннюю трубу 1, наружную трубу 2, кольцевые заглушки 3 и 4, линейные задвижки 5 и 6, патрубки 7 и 9, дросселирующие задвижки 8 и 10, отвод сбора утечек продукта 11, отвод сообщения с газовой средой 12, емкость сбора утечек продукта 13 и насос 14.

В рабочем режиме транспортирования продукта дросселирующие задвижки 8 и 10 закрыты и продукт перекачивается по внутренней трубе 1 через открытые линейные задвижки 5,6. Задвижки на отводах 11,12 открыты и межтрубное пространство сообщается отводом 11 с емкостью 13 сбора утечек продукта и отводом 12 - с трубопроводом (на рисунке не показано), по которому подается взрывобезопасная газовая среда для межтрубного пространства, например азот, под небольшим избыточным давлением (при перекачке взрывобезопасного продукта патрубок 12 соединяется с атмосферой). Отвод 11 расположен в самой нижней части линейного участка, отвод 12 - в верхней части. При наличии свищей утечки продукта собираются в емкости 13, где автоматически определяется их интенсивность. При превышении допустимого уровня утечек продукта линейный участок выводится из эксплуатации для ревизии и ремонта. При этом имеющиеся утечки продукта не выходят в окружающую среду. Отвод 12 обеспечивает избыточное давление в межтрубном пространстве и тем самым дает возможность свободному сливу утечек через отвод 11. Таким образом, наличие отводов обеспечивает контроль утечек продукта через свищи.

При образовании разрыва внутренней трубы автоматически фиксируется соответствующий ему перепад давления и на всех линейных участках - от насосной станции до поврежденного с максимальным быстродействием открываются дросселирующие задвижки 8 и 10, перекрываются задвижки 5 и 6 и задвижки на отводах 11,12. Движущийся по инерции продукт на этих участках по патрубках 7, через дросселирующие задвижки переливается в соответствующее межтрубное пространство, заполняя его; при этом через патрубок 9 и дросселирующую задвижку 10 газ из межтрубного пространства вытесняется во внутреннюю трубу и замещает уходящий оттуда продукт. Кинетическая энергия движения продукта поглощается дросселирующей задвижкой. Параметры дросселирования на выходе линейного участка выбирают из условия не превышения максимально допустимого давления трубопровода. Параметры дросселирования на входе линейного участка трубопровода выбирают из условия максимального гашения скорости жидкого продукта при повторном его заходе из межтрубного пространства во внутреннюю трубу. Линейная задвижка, расположенная на выходе поврежденного участка, и все последующие остаются открытыми, и продолжающиеся по инерции движение продукта приводит к резкому падению давления в поврежденном участке и, следовательно, к минимальной утечке жидкости в межтрубное пространство. Дальнейшее движение продукта приводит к образованию разрежения, способствующему "отсосу" части жидкости из поврежденного участка, после чего перекрываются задвижки линейных участков, расположенных после поврежденного участка, и открываются дросселирующие задвижки соответствующих патрубков. Жидкость затормаживается на линейных участках, а поврежденный участок оказывается отсеченным от остального участка трубопровода задвижками с минимальным количеством остаточного продукта, частично находящегося во внутренней трубе и частично - в межтрубном пространстве. Жидкость из межтрубного участка поврежденного участка частями сливается в емкость 13, откуда перекачивается в мобильные емкости. Линейный участок освобождается от продукта и ремонтируется. На остальных линейных участках линейные задвижки открываются, дросселирующие задвижки перекрываются и продукт из межтрубного пространства переливается в емкости 13, откуда насосами 14 перекачивается во внутреннюю трубу. Трубопровод приводится в исходное состояние. Таким образом, разрыв любого из линейных участков не приводит к выходу продукта из трубопровода, загрязнению окружающей среды и потерям продукта.

Использование заявляемого технического решения при строительстве нефтепродуктопроводов позволит существенно снизить загрязнение окружающей среды при их эксплуатации и аварийных разрывах трубопроводов, в особенности на высоконапорных магистральных нефтепроводах.