Устройство для предупреждения пожара на магистральных трубопроводах транспорта нефти и газа
Устройство включает в себя магистральный трубопровод, в сечении которого врезан плашечный превентор, а в магистральный трубопровод, до превентора, - один или два штуцера, на которых установлен золотник. Из магистрального трубопровода рабочее давление подается под поршень золотника, который сжимает тарированную пружину его штока и соединяет подпоршневые полости гидроцилиндров с гидроаккумулятором (пневмососудом высокого давления). Давлением гидроаккумулятора открываются плашки превентора, при этом надпоршневые полости гидроцилиндров сообщаются с атмосферой. При разрушении магистрального трубопровода (после превентора давление в нем падает, падает давление и под поршнем золотника). Пружина возвращает шток золотника в исходное положение, полости гидроцилиндров сообщаются с гидроаккумулятором и атмосферой в обратном порядке и плашки превентора закрывают его проходное сечение. Прекращается доступ продукта в разрушенный отводящий магистральный трубопровод. Устройство устанавливается перед жизненно важными объектами прохождения магистральных трубопроводов транспорта нефти и газа - железными и автомобильными дорогами, промышленными и населенными пунктами, реками, мостами и т.д., а также на устьях скважин. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение надежности устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к газовой и нефтяной промышленности и может быть использовано для предупреждения потери продукта, пожара и экологического загрязнения окружающей среды при разрушении наземного трубопровода транспорта нефти и газа и устья скважины.
Прототипом изобретения является устройство для герметизации устья скважины, содержащее установленный в сечении магистрального трубопровода превентор, включающим плашечный запорный орган и приводные гидроцилиндры с механизмом автоматического срабатывания превентора, выполненный в виде золотника с подпружиненным штоком и проточками трубопровода, которые сообщаются с полостью магистрального трубопровода, гидроцилиндрами и атмосферой [1].
Недостатком прототипа является сложность конструкции и низкая надежность работы. Это объясняется наличием поршневого цилиндра и золотника, причем как первый, так и проточки штока золотника, имеют прямой контакт с продуктом, в частности нефтью. В зимних условиях в полостях цилиндра и золотника нефть охлаждается и повышается ее вязкость, что может привести к отказу работы золотника. В летних условиях нефть имеет свойство оседать в виде твердой (высоковязкой) пленки на горячих (нагретых солнцем) поверхностях, что неизбежно приведет к отказу золотника ввиду непроходимости его поршней в корпусе.
Изобретение позволяет получить новый технический эффект - упрощение конструкции и повышение надежности.
Этот технический эффект достигается тем, что корпус золотника установлен на штуцере напорного магистрального трубопровода до превентора, сообщающегося с подпоршневой полостью штока золотника, а проточки штока поочередно сообщаются с подпоршневыми полостями гидроцилиндров и гидроаккумулятором, и наоборот, - надпоршневыми полостями и гидроаккумулятором и подпоршневыми полостями и атмосферой, корпус золотника установлен на двух штуцерах магистрального трубопровода, а между штуцерами в трубопроводе закреплен поперечный козырек.
Такое выполнение обеспечивает работу золотника на чистой гидросмеси, например, спиртоглицериновой и другие смеси, что устраняет какое-либо загустевание круглый год, а также обеспечивается подогрев подпоршневой части золотника подогреваемым продуктом при его прокачке.
На чертеже показан общий вид устройства для предупреждения пожара на магистральных трубопроводах транспортировки нефти и газа в сечении.
Устройство для предупреждения пожара на магистральных трубопроводах транспорта нефти и газа включает в себя напорный магистральный трубопровод 1, на котором посредством фланцев установлена проходная катушка 2. На катушке 2 таким же образом установлен плашечный превентор 3, а за ним отводящий магистральный трубопровод 4. Превентор 3 имеет пазы 5, в которых расположены плашки 6 с гидроцилиндрами 7. Проходная катушка 2 снабжена, преимущественно, двумя штуцерами 8 с вентилем (вентилями) 9, на которых установлен корпус 10 золотника, в котором на штоке 11 установлены четыре поршня 12-15. В корпусе 10 золотника между каждой парой упомянутых поршней равномерно врезаны штуцера 16-20, а шток 11 подпружинен тарированной пружиной 21. Между штуцерами 8 в проходной катушке 2 установлен козырек 22. Устройство снабжено гидроаккумулятором (или пневмососудом высокого давления) 23 с вентилем 24, который трубопроводами 25 и 26, соответственно, сообщается со штуцерами 16 и 20 корпуса 10 золотника. Штуцер 17 трубопроводом 28 соединен с подпоршневыми полостями, а штуцер 19 трубопроводом 27 - с надпоршневыми полостями гидроцилиндров 7.
Устройство для предупреждения пожара на магистральных трубопроводах транспорта нефти и газа работает следующим образом.
При рабочем давлении в напорном магистральном трубопроводе 1, проходной катушке 2, превенторе 3 и отводном магистральном трубопроводе 4 через штуцера (штуцер) 8 и открытый вентиль 9 рабочее давление поступает в корпус 10 под поршень 12 золотника, передвигает его вправо (по чертежу) и через шток 11 сжимает тарированную пружину 21. В это время штуцеры 16 и 17 находятся в проточке между поршнями 12 и 13. Давление из гидроаккумулятора 23 через открытый вентиль 24, трубопровод 25, проточку между поршнями 12 и 13 корпуса 10 золотника, штуцер 17 и трубопровод 28 подается в подпоршневые полости гидроцилиндров 7. При этом надпоршневые полости гидроцилиндров 7 через трубопровод 27, штуцер 19, полость в проточке между поршнями 13 и 14 и штуцер 18 корпуса 10 золотника сообщаются с атмосферой. По этой линии из надпоршневых полостей гидроцилиндров 7 отводится избыточное давление. Поршни гидроцилиндров 7 своими штоками вытягивают плашки 6 по пазам 5 и открывают проходное сечение превентора 3. Тем самым обеспечивается проход продукта по напорному магистральному трубопроводу 1, катушку 2 и превентор 3 в отводящий магистральный трубопровод 4, обеспечивая транспортировку продукта (нефти или газа).
При разрушении отводящего магистрального трубопровода 4 во всей системе происходит падение давления ниже рабочего, которое через штуцеры (штуцер) 8 передается под поршень 12 корпуса 10 золотника, пружина 21 разжимается и перемещает шток 11 с поршнями 12-15 влево (по чертежу). Штуцеры 17 и 18 находятся в проточке между поршнями 13 и 14, а штуцеры 19 и 20 - в проточке между поршнями 14 и 15 корпуса 10 золотника. Давление из гидроаккумулятора 23 через вентиль 24, трубопровод 26, проточку между поршнями 14 и 15, штуцер 19 по трубопроводу 27 подается в надпоршневые полости гидроцилиндров 7, поршни в них передвигаются и своими штоками по пазам 5 встречно передвигают плашки 6, которые сходятся и перекрывают проходное сечение превентора 3, тем самым предотвращая проход продукта в разрушенный магистральный трубопровод 4. При этом подпоршневые полости гидроцилиндров 7 через трубопровод 28, штуцер 17, проточку между поршнями 13 и 14 и штуцер 18 корпуса 10 золотника сообщаются с атмосферой. По этой линии происходит выброс избыточного давления из надпоршневых полостей гидроцилиндров 7.
После ремонта и восстановления магистрального трубопровода 4 возобновляют прокачку продукта. Давление в нагнетательном магистральном трубопроводе 1, проходной катушке 2 и превенторе 3 до плашек 6 возрастает до рабочего, которое через штуцера (штуцер) 8 поступает под поршень 12 корпуса 10 золотника, и цикл работы повторяется вышеописанным образом.
При работе устройства и прокачки продукта по магистральным трубопроводам 1 и 4 в полости проходной катушки 2 на козырьке 22 происходит некоторый перепад давления, который стремится выровняться посредством перетекания продукта через штуцер 8 до козырька 22, вентиль 9, полость под поршнем 12 корпуса 10 золотника и штуцер 8 после козырька 22, тем самым обеспечиваются обогрев этой рабочей части корпуса 10 золотника и промывка полости корпуса 10 под поршнем 12. Это устраняет загустевание и отложения на стенках полости, что повышает надежность работы.
Объем и давление гидроаккумулятора 23 рассчитывается как минимум на два срабатывания - открытие и закрытие. Допустимо произвести расчет гидроаккумулятора на несколько циклов. После выработки циклов гидроаккумулятор 23 заменяют, что не так часто происходит. Устройство может быть снабжено двумя гидроаккумуляторами - на трубопроводе 25 и трубопроводе 26.
Вместо гидроаккумулятора 23 допустимо применять пневмоемкость высокого давления с редуктором.
Таким образом, обеспечивается аварийное автоматическое перекрытие магистрального трубопровода транспорта нефти и газа, чем предотвращаются явная возможность пожара, потери продукта и экологическое загрязнение окружающей среды.
1. Устройство для предупреждения пожара на магистральных трубопроводах транспорта нефти и газа, содержащее установленный в сечении магистрального трубопровода превентор, включающий плашечный запорный орган и приводные гидроцилиндры с механизмом автоматического срабатывания превентора, выполненным в виде золотника с подпружиненным штоком и проточками на нем, которые сообщаются с полостью магистрального трубопровода, гидроцилиндрами и атмосферой, отличающееся тем, что корпус золотника установлен на штуцере напорного магистрального трубопровода до превентора, сообщающегося с подпоршневой полостью штока золотника, а проточки штока между поршнями золотника поочередно сообщаются с подпоршневыми или надпоршневыми полостями гидроцилиндров и гидроаккумулятором или надпоршневыми или подпоршневыми полостями - с атмосферой.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус золотника установлен на двух штуцерах напорного магистрального трубопровода, а между штуцерами в трубопроводе закреплен поперечный козырек.
