Устройство для защиты от коррозии

 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении трубопроводов для их защиты при добыче и транспортировании нефти и газа. Устройство содержит установленные вдоль нефтепровода датчики контроля поляризационного сопротивления. На входе участка, подверженного коррозии, установлены последовательно средство расслоения рабочей среды на нефть и воду и диспергатор с проходным сечением, управляемым поляризационным сопротивлением. Диспергатор образован соосно установленными в нефтепроводе конфузором и двумя симметрично встроенными в конфузор цилиндрическими камерами, оси которых перпендикулярны оси конфузора. Цилиндрические камеры разделяют конфузор на входной канал диспергатора и начальный участок выходного канала, продолжением которого является диффузор. Во входном канале диспергатора соосно встроен вершиной по потоку с возможностью перемещения по оси конический рассекатель, образующие которого и образующие конфузора параллельны. Каждая из цилиндрических камер сообщена с источником подачи газа. Рабочая среда поступает в цилиндрические камеры, закручивается и прерывает поток с генерацией акустических колебаний. Диффузор уменьшает гидравлические потери, и большая часть энергии потока идет на увеличение мощности излучения, усиливает кавитационное разрушение и диспергирование микроорганизмов, вызывающих коррозию. Повышает надежность трубопровода. 2 ил.

Изобретение относится к области защиты от коррозии и может быть использовано, в частности, при добыче нефти и газа для защиты внутренних поверхностей труб.

Известно устройство защиты от коррозии трубопроводов, включающее преобразователь потока в эмульсию (см. книгу Кузнецова М.В., Новоселова В.Ф. и др. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров. М.: Недра, 1992, с. 238).

Однако в устройстве защиту выполняют стабильной эмульсией, независимо от изменения электрохимических параметров потока нефти, что ведет к снижению эффективности защиты от коррозии.

Наиболее близким аналогом является устройство для защиты нефтепровода от коррозии, содержащее установленные вдоль нефтепровода датчики контроля поляризационного сопротивления и установленные последовательно на нефтепроводе на входе участка, подверженного коррозии, средство расслоения рабочей среды на нефть и воду и соосный нефтепроводу диспергатор с проходным сечением, управляемым поляризационным сопротивлением (см. a.c. SU 1528996, 1987 г.).

Однако в этом устройстве диспергирование выполняют с помощью конического насадка, а защиту от коррозии проводят изменением его диаметра в зависимости от электрохимических параметров. Это сопровождается гидравлическими потерями, а также ведет к недостаточной точности подстройки необходимого диаметра. Следствием этого является снижение акустической интенсивности и недостаточная мощность излучения для кавитационного разрушения, диспергирования и полного уничтожения микроорганизмов, вызывающих коррозию.

Задача предложенного технического решения состоит в повышении эффективности защиты от коррозии путем увеличения аккустической интенсивности и мощности излучения.

Для решения поставленной задачи в предложенном устройстве для защиты нефтепровода от коррозии, содержащем установленные вдоль нефтепровода датчики контроля поляризационного сопротивления и последовательно установленные на нефтепроводе на входе участка, подверженного коррозии, средство расслоения рабочей среды на нефть и воду и соосный нефтепроводу диспергатор с проходным сечением, управляемым поляризационным сопротивлением, согласно изобретению диспергатор образован соосно установленным в нефтепроводе конфузором и двумя симметрично встроенными в конфузор цилиндрическими камерами, оси которых перпендикулярны оси конфузора, причем цилиндрические камеры разделяют конфузор на входной канал диспергатора и начальный участок выходного канала, продолжением которого является диффузор, а во входном канале диспергатора соосно встроен вершиной по потоку с возможностью перемещения по оси конический рассекатель, образующие которого и образующие конфузора и диффузора параллельны, при этом каждая из цилиндрических камер дополнительно сообщена с соответствующим источниками подачи газа.

Технический результат состоит в увеличении интенсивности акустических колебаний, в увеличении мощности излучения и в увеличении эффективности защиты от коррозии.

На фиг.1 показана схема расположения диспергатора в нефтепроводе.

На фиг.2 приведено поперечное сечение нефтепровода с установленным в нем диспергатором.

Предложенное устройство включает в себя нефтепровод 1, вдоль которого установлены датчики 2 контроля поляризационного сопротивления. Диспергатор 3 образован соосно установленным в нефтепроводе конфузором 4 и двумя симметрично встроенными в конфузор 4 цилиндрическими камерами 5, оси которых перпендикулярны оси конфузора 4. Цилиндрические камеры 5 разделяют конфузор 4 на входной канал 4¹ и начальный участок 4¹¹ выходного канала. Продолжением конфузорного начального участка 4¹¹выходного канала служит диффузор 6. Во входной канал 4¹ диспергатора 3 соосно встроен с возможностью перемещения по оси вершиной по потоку конический рассекатель 7. Цилиндрические камеры 5 дополнительно сообщены с источником подачи газа 8.

На входе участка нефтепровода, подверженного коррозии, установлено средство расслоения 9 рабочей среды на нефть и воду.

Устройство работает следующим образом.

По показаниям датчиков 2 контроля поляризационного сопротивления, которые установлены вдоль нефтепровода 1, определяют участки нефтепровода, подверженные локальной коррозии, на входе которых на нефтепроводе устанавливают диспергатор 3.

В зависимости от значения поляризационного сопротивления, контролируемого датчиками 2, конический рассекатель 7, установленный во входном канале 4¹ конфузора 4 диспергатора 3 вершиной по потоку, принудительно перемещают и устанавливают в соответствующее положение. При этом плавно изменяется зазор между боковыми поверхностями рассекателя и конфузора. Подстройка гидравлического сопротивления диспергатора в зависимости от поляризационного сопротивления позволяет обеспечить необходимую степень защиты от коррозии. При этом параллельность образующих конического рассекателя и входного канала конфузора позволяет повысить точность выполнения необходимой подстройки с уменьшением гидравлических потерь.

Рабочая среда по нефтепроводу 1 поступает на вход средства расслоения 9 рабочей среды на нефть и воду (например, вертикальный водоотделитель), и снижение скорости приводит к расслоению рабочей среды на нефть и воду. Далее рабочая среда (нефть) поступает во входной канал диспергатора 3 и, обогнув конический рассекатель, попадает в цилиндрические камеры 5, оси которых перпендикулярны оси нефтепровода. После поступления в цилиндрические камеры 5 рабочая среда закручивается в них и прерывает входящий в камеры поток. Прерывание потока сопровождается генерацией акустических колебаний. Центральный поток рабочей среды, не заходящий в цилиндрические камеры 5, из входного канала попадает в начальный участок выходного канала, который является продолжением того же конфузора, и меньше всего подвержен деформации. Далее поток рабочей среды попадает в диффузор, имеющий параллельные с коническим рассекателем и с конфузором стенки. Это дает возможность уменьшить гидравлические потери, а большую часть входного напора (энергии) использовать на проведение диспергирования и, тем самым, повысить интенсивность акустических колебаний.

При этом увеличивается мощность излучения и усиливается кавитационное разрушение и диспергирование микроорганизмов, вызывающих коррозию.

Цилиндрические камеры 5 сообщены с источником подачи газа 8 и одновременно в закрученный поток от источника подачи газа 8 подают газовую струю, что позволяет осуществить смещение двух сред, находящихся под воздействием ультразвуковых колебаний. Это дает возможность дополнительно интенсифицировать диспергирование микроорганизмов, вызывающих коррозию, и подавить их жизнедеятельность.

Технико-экономический эффект предложенного устройства состоит в повышении эффективности защиты от коррозии за счет снижения гидравлических потерь и повышения аккустической интенсивности и мощности излучения.

Формула изобретения

Устройство для защиты от коррозии, содержащее установленные вдоль нефтепровода датчики контроля поляризационного сопротивления и установленные на нефтепроводе последовательно на входе участка, подверженного коррозии, средство расслоения рабочей среды на нефть и воду и диспергатор с проходным сечением, управляемым поляризационным сопротивлением, отличающееся тем, что диспергатор образован соосно установленным в нефтепроводе конфузором и двумя симметрично встроенными в конфузор цилиндрическими камерами, оси которых перпендикулярны оси конфузора, причем цилиндрические камеры разделяют конфузор на входной канал диспергатора и начальный участок выходного канала, продолжением которого является диффузор, а во входном канале диспергатора соосно встроен вершиной по потоку с возможностью перемещения по оси конический рассекатель, образующие которого и образующие конфузора и диффузора параллельны, при этом каждая из цилиндрических камер дополнительно сообщена с соответствующим источником подачи газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2