устройство для дозированной подачи химического реагента

Формула изобретения

Устройство для дозированной подачи химического реагента, включающее емкость, реагентопровод, трубопровод для подачи продукции продуктопровода в емкость, гидравлическое сопротивление, отличающееся тем, что емкость дополнительно оборудована сливным каналом, а внутри - эластичной химически нейтральной оболочкой с заливным патрубком, при этом эластичная оболочка соединена герметично с реагентопроводом, причем реагентопровод выполнен с регулируемым сечением и оборудован гидравлическим сопротивлением с соплом на конце, при этом гидравлическое сопротивление установлено в продуктопроводе, а сопло направлено по направлению потока продуктопровода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для дозированной подачи жидкостных реагентов в нефте- или газопроводы или скважины.

Известно «Устройство для дозированной подачи химреагента» (патент RU №2074950, МПК Е 21 В 43/00, опубл. БИ №7 от 10.03.97 г.), включающее емкость для химреагента с полым сливным реагентопроводом и средство подачи газа из полости нефтепровода в емкость химреагента, при этом оно снабжено установленным в полости реагентопровода обратным клапаном, средство для подачи газа из полости нефтепровода в емкость для химреагента выполнено в виде размещенной под емкостью камеры накопления газа с обратным клапаном, а реагентопровод выполнен в виде колена и пропущен через камеру накопления газа.

Также известно «Устройство для дозированной подачи химического реагента» (патент RU №2161242, МПК Е 21 В 43/00, опубл. БИ №36 от 27.12.2000 г.), включающее емкость для химического реагента с полым сливным реагентопроводом для подачи химического реагента в полость продуктопровода и камеру накопления газа для подачи его из полости продуктопровода в емкость для химического реагента, при этом оно снабжено газопроводом со стабилизатором перепада давления, выполненным в виде отделенной перегородкой с калиброванным отверстием верхней части газопровода, при этом перегородка установлена с возможностью ее принудительного перемещения на расстояние, обеспечивающее постоянный столб реагента для гидравлического сопротивления пузырькам всплывающего газа, а полый сливной реагентопровод выполнен в виде сифона, в выходной части которого также установлена с возможностью принудительного перемещения перегородка с калиброванным отверстием.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Скважинное дозировочное устройство» (а.с. SU №987079, МПК Е 21 В 43/00, опубл. БИ №1 от 07.01.83 г.), содержащее емкость с реагентопроводом, газопроводом и гидравлическим сопротивлением, при этом гидравлическое сопротивление установлено в газопроводе.

Недостатками данных устройств являются: во-первых, необходимость наличия газа в продуктопроводе для работоспособности устройств, что сужает возможную область их применения; во-вторых, реагентами являются химически очень активные вещества, что требует изготовления емкостей и реагентопроводов из коррозионно-стойких дорогостоящих материалов; в-третьих, необходима установка емкости значительно выше продуктопровода для обеспечения работоспособности устройств, что требует использования для установки высокооплачиваемых работников и сложной техники, то есть к материальным затратам.

Технической задачей является расширение области применения устройства за счет использования энергии перекачиваемой среды и снижение материальных затрат за счет упрощения установки и использования дешевых материалов.

Поставленная техническая задача выполняется устройством для дозированной подачи химического реагента, включающим емкость, реагентопровод, трубопровод для подачи продукции продуктопровода в емкость, гидравлическое сопротивление.

Новым является то, что емкость дополнительно оборудована сливным каналом, а внутри - эластичной химически нейтральной оболочкой с заливным патрубком, при этом эластичная оболочка соединена герметично с реагентопроводом, причем реагентопровод выполнен с регулируемым сечением и оборудован гидравлическим сопротивлением с соплом на конце, при этом гидравлическое сопротивление устанавливается в продуктопровод, а сопло направлено по направлению потока продуктопровода.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом устройстве, т.е. о соответствии заявляемого решения критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

На чертеже изображена схема устройства в разрезе.

Устройство для дозированной подачи химического реагента в продуктопровод 1 состоит из емкости 2, реагентопровода 3, трубопровода 4 для подачи продукции продуктопровода в емкость 2, гидравлического сопротивления 5. Емкость 2 дополнительно оборудована сливным каналом 6, а внутри - эластичной химически нейтральной оболочкой 7 с заливным патрубком 8. Эластичная оболочка 7 соединена герметично с реагентопроводом 3. Реагентопровод 3 выполнен с регулируемым вентилем 9 сечением и оборудован гидравлическим сопротивлением 5 с соплом 10 на конце. Гидравлическое сопротивление 5 устанавливается в продуктопровод 1. Сопло 10 направлено по направлению потока продуктопровода 1. Несанкционированные перетоки жидкости или газа из продуктопровода 1 в емкость 2 не допускаются при помощи вентиля 9 и задвижки 11.

Устройство работает следующим образом.

После присоединения устройства к продуктопроводу 1 вентиль 9 и задвижка 11 закрыты. В эластичную оболочку 7 через заливной патрубок 8 заливается химический реагент до полного заполнения, а через сливной канал 6 стравливается содержимое емкости 2. После чего вентиль 9 и задвижку 11 открывают. Гидравлическое сопротивление 5, установленное в продуктопровод 1, незначительно перекрывает его сечение, тем самым скорость потока продукции на участке продуктопровода с гидравлическим сопротивлением 5 увеличивается, а статическое давление уменьшается согласно уравнению Бернулли. Перепад давлений будет равен (см. стр. 126: Х.Кухлинг. Справочник по физике. - М.: Мир, 1983 г., 520 стр.):

где Р - перепад давлений между давлением в продуктопроводе 1 и в сечении продуктопровода 1 с гидравлическим сопротивлением 5, Па;

- плотность перекачиваемого продукта, кг/м³;

S₁ - площадь сечения продуктопровода 1, м² ;

S₂ - площадь сечения продуктопровода 1 за разностью площади перекрытия гидравлическим сопротивлением 5, м²;

₁- скорость потока в продуктопроводе 1, м/с;

₂ - скорость потока в сечении с гидравлическим сопротивлением 5, м/с.

Сопло 10 направлено по направлению потока продуктопровода 1, чтобы исключить влияние потока продукции на перепад давлений ДР.

В результате перепада давлений ДР продукция продуктопровода 1 по трубопроводу 4 поступает в емкость 2, сжимая эластичную оболочку 7 и выдавливая химический реагент по реагентопроводу 3 в продуктопровод 1. Количество подаваемого химического реагента регулируется вентилем 9 и/или глубиной установки гидравлического сопротивления 5 в продуктопроводе 1, что приводит к изменению площади сечения S₂ продуктопровода 1 за разностью площади перекрытия гидравлическим сопротивлением 5.

После того, как химический реагент будет использован полностью, вентиль 9 и задвижку 11 перекрывают и снова заливают химический реагент в эластичную оболочку 7.

Из-за того, что емкость не контактирует с химическим реагентом, ее можно изготавливать из более дешевых материалов, чем в аналогах. При этом расположение устройства по отношению к продуктопроводу может быть произвольной, что значительно упрощается и удешевляется процесс установки устройства. Работоспособность устройства не зависит от наличия газа в продуктопроводе, что расширяет область его применения.

Использование данной конструкции устройства позволяет расширить область применения и снизить материальные затраты на изготовление и установку.