Способ мойки резервуаров для нефти, нефтепродуктов или опасных жидких сред и комплекс оборудования для его осуществления
Владельцы патента RU 2585784:
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром нефть шельф" (RU)
Изобретение относится к области безопасной очистки резервуаров для хранения нефти, нефтепродуктов и других опасных жидкостей, соприкосновение которых с воздухом недопустимо. Из резервуара откачивают нефть или опасную жидкую среду с одновременным заполнением освобождающегося пространства инертным, по отношению к содержимому резервуара, газом. Осуществляют мойку резервуара в среде инертного газа горячей морской водой преимущественно с моющими добавками с последующим вытеснением загрязненного инертного газа из резервуара балластной морской водой с последующим ее откачиванием. Вслед за откачкой балластной морской воды резервуар заполняют чистым инертным газом. Осуществляют продувку резервуара инертным газом, дегазацию - замещение, инертного газа воздухом, вентиляцию резервуара воздухом для доступа персонала и проведения освидетельствований и необходимых работ. Комплекс оборудования включает моечные мониторы, контрольно-измерительные приборы, погружные насосы с гидравлическим приводом и трубопроводами для откачки моечной воды, установленные на дне резервуара, центробежные насосы высокого давления с гидравлическим приводом для подачи моечной воды, гидравлическую станцию для обеспечения работы гидравлического оборудования. Технический результат: обеспечение возможности произвести очистку резервуаров автоматически в безопасной инертной среде, избежание доступа в танки-хранилища кислородосодержащей газовой среды и риска воспламенения пирофорных отложений до окончания работ по осушке, мойке, зачистке, дегазации и вентилированию резервуара, безопасность процесса мойки резервуара на сооружении, расположенном в открытом море или же в прибрежных районах. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области безопасной очистки резервуаров для хранения нефти, нефтепродуктов и других опасных жидкостей, соприкосновение которых (и/или их отложений) с воздухом недопустимо, и комбинации моечного оборудования, установленного для обеспечения промышленной безопасности при осуществлении мойки, очистки и освидетельствования резервуаров.
В качестве ближайшего аналога заявленного изобретения могут быть выбраны способ и комплекс оборудования для мойки резервуаров (цистерн) нефти и нефтепродуктов, известный из патента RU 2099156, опубликованного в 1997. Известный из RU 2099156 способ включает всасывание и откачку остаточной жидкости из цистерны, подачу моющей воды в цистерну и разделение смеси нефть-вода для отделения нефтяного компонента соответственно средствами для всасывания и откачки остаточной жидкости, подачи моющей воды и разделения смеси нефть-вода, транспортируемыми к цистерне и имеющими трубопроводы для подсоединения, в цистерну подают инертный газ от генератора инертного газа при расположении средства для всасывания и откачки остаточной жидкости на одном транспортном средстве, средств для разделения смеси нефть-вода и подачи моющей воды на другом транспортном средстве и генератора инертного газа на третьем, при этом для мойки цистерны используют горячую воду, подаваемую средством для подачи моющей воды и получаемой при охлаждении генератора газа. Цистерну также моют нефтью, извлеченной из цистерны, при помощи средства для подачи остаточной жидкости. Комплекс оборудования для мойки цистерн содержит средства для всасывания и откачки остаточной жидкости из цистерны, подачи моющей воды и разделения смеси нефть-вода, соединенные трубопроводами и транспортируемые к цистерне, снабжена генератором инертного газа, при этом средство для всасывания и откачки остаточной жидкости расположено на одном транспортном средстве, средства для разделения смеси и подачи моющей воды на другом, а генератор инертного газа на третьем.
Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в обеспечении возможности произвести очистку загрязненных остатками нефтепродуктов резервуаров автоматически в безопасной инертной среде, избежании доступа в танки-хранилища кислородосодержащей газовой среды и риска воспламенения пирофорных отложений до окончания работ по осушке, мойке, зачистке, дегазации и вентилированию резервуара, безопасности процесса мойки резервуара на сооружении, расположенном в открытом море (морские платформы и т.п.) или же в прибрежных районах, при этом на сооружении может продолжаться штатный технологический процесс.
Указанный выше технический результат достигается за счет установки в резервуаре штатного оборудования, не препятствующего использованию резервуара по прямому назначению, но обеспечивающего очистку резервуара до состояния "Gas Free" без его вскрытия. В обеспечение желаемого результата предложено проведение следующих последовательных операций: откачку (осушение резервуара) нефти, нефтепродукта или опасной жидкой среды с одновременным заполнением освобождающегося пространства в резервуаре инертным, по отношению к содержимому резервуара, газом (преимущественно азотом); мойку резервуара в среде инертного газа горячей морской (забортной) водой преимущественно с моющими добавками с последующим вытеснением загрязненного инертного газа из резервуара балластной морской водой с целью удаления опасных газов после мойки и с последующим ее откачиванием для повторного заполнения чистым инертным газом для продувки; дегазацию - замещение, инертного газа воздухом; вентиляцию резервуара воздухом для доступа персонала и проведения освидетельствований и необходимых работ.
В качестве моющих добавок (технических моющих средств (веществ)) могут использоваться:
1. Семейство «О - БИС» (отмыватель безотходный, ингибирующий, самоочищающийся);
2. ММ-5, Темп-300 (терморегулируемое моющее средство) для высоковязких нефтей и остатков;
3. Средство моющее техническое Софэкс-ТМС-2001 марка А, по ТУ 2499-014-42942526-2001.
Упомянутый резервуар может быть использован на нефтедобывающей платформе гравитационного типа и выбран из перечня сооружений, включающего, по меньшей мере, нефтедобывающая платформа гравитационного типа, морское хранилище нефти, подземное хранилище жидких сред, двойное дно стационарных морских нефтегазовых сооружений, а также может представлять собой танкеры, цистерны.
Заявленный выше технический результат достигается в комплексе оборудования мойки и очистки резервуаров (танков, цистерн) от нефти, нефтепродуктов или опасных жидких сред, содержащем переносные погружные насосы с гидравлическим приводом, погружные стационарные насосы с гидравлическим приводом (насосы откачки продуктов отмыва), размещенные в резервуарах и связанные посредством трубопроводов с системой очистки или станцией шланговой отгрузки на судно и гидравлической станцией для обеспечения работы гидравлического оборудования, соединенной посредством трубопроводов с центробежными насосами высокого давления с гидравлическим приводом для подачи моечной воды (насосом подачи моечной воды с гидроприводом), которые через теплообменник и трубопровод подачи горячей моечной воды подают (забортную) горячую морскую воду на моечные мониторы, размещенные в резервуаре, в котором расположен трубопровод балластной воды, связанный через трубопроводы, регулятор давления воздуха/азота, регулятор объемов воздуха со станцией выработки азота, соединенной через фильтры очистки воздуха с компрессором сжатого воздуха, и арматуру предохранения от низкого/высокого давления в резервуарах и контрольно-измерительное оборудование, при этом к трубопроводу подачи горячей моечной воды на моечные мониторы подключен блок подачи химических реагентов.
Погружные стационарные насосы с гидравлическим приводом представляют собой сборную конструкцию: в нижней части - насос с гидроприводом и опорами, далее - секции трубопроводов подачи гидравлического масла и отвода откачиваемой жидкости, и в верхней части конструкции - клапан, регулирующий производительность, и штуцеры для подключения трубопроводов откачки воды и гидравлического масла.
Переносные погружные насосы с гидравлическим приводом представляют собой сборную конструкцию: нижняя часть - головка насоса с гидроприводом, опорой, проушиной для удерживающего троса и фланцами для подключения шлангов, средняя часть - гибкий шланг подачи/возврата гидравлического масла, грузовой гибкий шланг для отвода откачиваемой жидкости, удерживающий трос, и верхняя часть конструкции - регулирующий клапан производительности и гибкие соединительные шланги со штуцерами для подключения трубопроводов откачки и гидравлического масла.
Моечные мониторы представляют собой односопловые механически программируемые автоматические моющие машины с регулируемым углом установки сопла, например, типа Scanjet 30Т.
Контрольно-измерительные приборы включают пробоотборное устройство, электронную рулетку, переносной газоанализатор.
Арматура предохранения от низкого/высокого давления в резервуарах представляет собой переносные предохранительные клапаны.
Блок подачи химических реагентов представляет собой насос подачи моющих добавок с расходной емкостью моющих добавок.
Заявленный комплекс обеспечивает осуществление описанного выше способа.
Предложенное изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена блок-схема последовательности операций по осушению и мойке резервуаров; на фиг. 2 - блок-схема использования моечного оборудования для кессона морской стационарной платформы, на примере очистки резервуаров (танков) которой может быть проиллюстрирован один из практических вариантов использования предложенного изобретения.
Изначально предполагается, что способ и комплекс оборудования мойки резервуаров для нефти, нефтепродуктов или опасных жидких сред:
- отвечает требованиям взрывопожарной и экологической безопасности, обеспечивает герметичность резервуаров во время проведения работ по мойке, осушке, зачистке и дегазации;
- обеспечивает очистку всех поверхностей внутри резервуаров и безопасный доступ персонала для проведения осмотров и любых видов восстановительных работ (в том числе и огневых);
- используемое оборудование обладает минимально возможными габаритами, удобно в эксплуатации и обслуживании, устанавливается стационарно либо перемещается с применением средств малой механизации и позволяет свести к минимуму операции, требующие использования физического труда.
Для обеспечения безопасной (безаварийной) мойки резервуаров на сооружениях, расположенных в открытом море (морские платформы и т.п.) или же в прибрежных районах, и с учетом перечисленных выше условий выбрана последовательность технологических операций и оборудование, необходимое для их выполнения.
Для приведения резервуара к состоянию «Gas Free» отмыв, дегазацию и вентилирование его полости выполняют следующим образом:
- нефть и водонефтяную эмульсию откачивают из резервуара;
- загрязненный резервуар осушают и заполняют его азотом - инертным, по отношению к содержимому резервуара, газом, что необходимо для исключения возникновения взрывоопасной среды во время мойки;
- при помощи комплекса оборудования в среде инертного газа выполняют мойку резервуара сначала чистой горячей морской водой для смыва твердых отложений на стенках, крыше и днище резервуара, а затем окончательную мойку горячей водой с применением моющих добавок (химических реагентов);
- стационарными или переносными погружными насосами откачивают моечную воду с продуктами отмыва и повторно заполняют танк инертным газом для исключения вероятности возникновения взрывоопасной среды;
- по окончании мойки загрязненный инертный газ вытесняют из резервуара балластной морской водой;
- стационарными или переносными погружными насосами откачивают морскую (балластную) воду с одновременным заполнением его «чистой» инертной средой;
- осуществляют продувку резервуара инертным газом с выполнением замеров содержания углеводородной составляющей в инертной среде до достижения содержания углеводородов уровня, не превышающего 2% по объему. В результате выполненной операции газовая среда в резервуаре должна быть пригодна для безопасного проведения операции дегазации;
- производят дегазацию подачей сжатого воздуха в нижнюю часть резервуара и выполняют замеры объемного содержания кислорода до достижения его содержания 21% и показания контрольных замеров индикатором воспламеняющегося газа не более чем 1% от НПВ;
- производят вентилирование резервуара путем подачи сжатого воздуха в его нижнюю часть для безопасного нахождения в отмытом резервуаре обслуживающего персонала.
В обеспечении указанных выше процессов предусмотрено к установке следующее основное оборудование:
- погружные стационарные насосы с гидравлическим приводом, которые представляют собой сборную конструкцию: в нижней части - насос с гидроприводом и опорами, далее - секции трубопроводов подачи гидравлического масла и отвода откачиваемой жидкости, и в верхней части конструкции - клапан, регулирующий производительность, и штуцеры для подключения трубопроводов откачки воды и гидравлического масла;
- переносные погружные насосы с гидравлическим приводом, представляющие собой сборную конструкцию: нижняя часть - головка насоса с гидроприводом, опорой, проушиной для удерживающего троса и фланцами для подключения шлангов, средняя часть - гибкий шланг подачи/возврата гидравлического масла, грузовой гибкий шланг для отвода откачиваемой жидкости, удерживающий трос, и верхняя часть конструкции - регулирующий клапан производительности и гибкие соединительные шланги со штуцерами для подключения трубопроводов откачки и гидравлического масла;
- центробежные насосы высокого давления с гидравлическим приводом для подачи моечной воды;
- гидравлическая станция для обеспечения работы гидравлического оборудования;
- моечные мониторы - односопловые механически программируемые автоматические моющие машины с регулируемым углом установки сопла, например, типа Scanjet 30Т;
- фильтры очистки воздуха;
- теплообменник;
- блок подачи химических реагентов;
- арматура предохранения от низкого/высокого давления в резервуарах;
- контрольно-измерительное оборудование.
Осуществление изобретения раскрывается на примере использования моечного оборудования для кессона морской стационарной платформы (фиг. 2).
Принятые обозначения:
| 1 | Танк хранения нефти |
| 2 | Межкрышное пространство кессона |
| 3 | Система забортной воды платформы |
| 4 | Система теплоносителя платформы |
| 5 | Система отвода газообразных сред в атмосферу |
| 6 | Вентиляционные трубопроводы танка |
| 7 | Предохранительный клапан, устанавливаемый для процесса мойки |
| 8 | Моечные мониторы |
| 9 | Насос подачи моечной воды с гидроприводом |
| 10 | Нагреватель моечной воды |
| 11 | Насос подачи моющих добавок |
| 12 | Расходная емкость моющих добавок |
| 13 | Трубопровод подачи горячей моечной воды на мониторы |
| 14 | Трубопроводы подачи теплоносителя |
| 15 | Трубопроводы подачи гидравлического масла на насосы |
| 16 | Гидравлическая станция |
| 17 | Трубопроводы системы балластной воды платформы |
| 18 | Трубопроводы отвода из танка моечной воды |
| 19 | Насос откачки продуктов отмыва |
| 20 | Трубопроводы подачи грязной воды на судно |
| 21 | Станция шланговой отгрузки на судно (платформа) |
| 22 | Судно снабжения |
| 23 | Люк для установки насоса откачки продуктов мойки |
| 24 | Трубопровод балластной воды. Используется для подачи газовых сред в нижнюю часть танка |
| 25 | Трубопровод подачи инертной среды (азота) |
| 26 | Регулятор давления инертной среды (азота) |
| 27 | Трубопровод подачи в танк воздуха/азота |
| 28 | Регулятор давления воздуха/азота |
| 29 | Компрессор сжатого воздуха (платформенный) |
| 30 | Станция выработки азота (платформенная) |
| 31 | Фильтр очистки воздуха |
| 32 | Регулятор объемов воздуха, подаваемого для вентиляции танка |
| 33 | Узел переключения подачи инертного газа (азота) |
Комплекс оборудования предназначен для подготовки танков хранения нефти и дизельного топлива морской стационарной платформы к освидетельствованию и/или ремонту.
Подготовительные операции к началу осушения танка хранения нефти 1 включают откачку остатков нефти и нефтеэмульсионного слоя штатными эмульсионными насосами.
Производится перекрытие задвижки балластной воды для прекращения доступа воды в танк хранения нефти 1 (танк хранилища). Загрязненная нефтесодержащая вода (НСВ) насосом откачки продуктов отмыва 19 (стационарным погружным шламовым насосом), установленным на дне танка хранения нефти 1, откачивается в систему очистки НСВ или на судно снабжения 22 (танкер) для транспортировки НСВ на утилизацию на берег по трубопроводам (18, 20) и станцию шланговой отгрузки на судно 21 (сборную емкость).
Все насос 19 расположены в танках 1 с выводом на крышу танка управляющей части насоса. Установка управляющей части насоса 19 выполнена в люк для установки насоса откачки продуктов мойки 23 (палубные стаканы) танков 1 через уплотнительную крышку для исключения разгерметизации танка.
Одновременно освобождающееся пространство в танке 1 заполняется инертным газом (азотом) от станции выработки азота 30 (азотной станции) через регулятор давления 28 по трубопроводу подачи инертной среды 25.
После полного осушения танка 1 производится его мойка моечными мониторами 8 (2 шт.) в среде инертного газа.
Забортная вода по трубопроводу 14 подается на нагреватель моечной воды 10 (теплообменник) для нагрева от -2 до +60°С и далее насосом подачи моечной воды с гидроприводом 9 (искробезопасным) на мониторы 8. Для лучшего отмыва отложений на стенках и днище танков 1 применен блок подачи химических реагентов (применяется Софекс-ТМС-2001, марка А), представляющий собой насос подачи моющих добавок 11 (дозирующий насос) с расходной емкостью моющих добавок 12 (емкостью для химреагента объемом 1,5 м3). Блок подключен к трубопроводу 13 подачи горячей моечной воды на мониторы 8.
Моечные воды откачиваются насосом 19, который имеет гидравлический привод (искробезопасный). Гидравлическое масло на привод насоса 19 подается через трубопровод 15 от гидравлической станции 16, представляющей собой единый блок со встроенными компонентами.
После окончания мойки и полной откачки моечной воды из танка 1 производится вытеснение загрязненного инертного газа чистой балластной водой с помощью штатного насосного оборудования балластной системы.
Следующий за этим цикл осушения танка 1 с заполнением его чистым инертным газом (азотом) производится аналогично вышеописанному.
Последующая продувка танка 1 инертным газом (дегазация) проводится до устойчивого достижения в атмосфере танка 1 содержания углеводородов по объему не более 2% (ПДК).
После этого производится замещение инертного газа (азота) сжатым воздухом по трубопроводу подачи в танк воздуха/азота 27 (воздушному трубопроводу) компрессором 29 через регулятор давления воздуха/азота 28. Для очистки воздуха от паров масла и аэрозольных смесей воздух обязательно пропускается через фильтр очистки воздуха 31.
Продувка танка 1 воздухом (вентиляция) проводится до устойчивого достижения в атмосфере танка 1 содержания кислорода по объему не менее 21% и углеводородов не более 1%.
Только после этого разрешается доступ в танк 1 персонала для освидетельствования и возможного ремонта при условии постоянного вентилирования и поддержания в танке 1 вышеуказанных показателей атмосферы.
Таким образом, предложенные способ и комплекс оборудования будут эффективны для мойки таких сооружений, как резервуары хранения нефти на нефтедобывающих платформах гравитационного типа, морских хранилищах нефти, подземных хранилищах жидких сред и т.п. Также описанное выше изобретение позволяет специалистам сделать и использовать то, что считается в настоящее время лучшим в областях техники, предусматривающих использование изобретения, специалисты поймут и оценят наличие вариаций, сочетаний, эквивалентов конкретного воплощения, метода и примеров, описанных выше. Изобретение, поэтому, должно быть ограничено не только вышеописанными вариантами, методами и примерами, а также всеми вариантами и методами в рамках и духе изобретения.
1. Способ мойки и очистки резервуаров от нефти, нефтепродуктов или опасных жидких сред, обеспечивающий безопасность процесса и предусматривающий:
откачку нефти, нефтепродукта или опасной жидкой среды с одновременным заполнением освобождающегося пространства в резервуаре инертным, по отношению к содержимому резервуара, газом;
мойку резервуара в среде инертного газа горячей морской водой преимущественно с моющими добавками с последующим вытеснением загрязненного инертного газа из резервуара балластной морской водой с последующим ее откачиванием;
заполнение резервуара чистым инертным газом вслед за откачкой балластной морской воды;
продувку резервуара инертным газом;
дегазацию - замещение, инертного газа воздухом;
вентиляцию резервуара воздухом для доступа персонала и проведения освидетельствований и необходимых работ.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что упомянутый резервуар выбран из перечня, включающего по меньшей мере нефтедобывающую платформу гравитационного типа, морское хранилище нефти, подземное хранилище жидких сред, двойное дно стационарных морских нефтегазовых сооружений.
3. Комплекс оборудования мойки и очистки резервуаров от нефти, нефтепродуктов или опасных жидких сред, содержащий переносные погружные насосы с гидравлическим приводом, погружные стационарные насосы с гидравлическим приводом, размещенные в резервуарах и связанные посредством трубопроводов с гидравлической станцией для обеспечения работы гидравлического оборудования, соединенной с центробежными насосами высокого давления с гидравлическим приводом для подачи моечной воды, которые через теплообменник и трубопровод подачи горячей моечной воды подают горячую морскую воду на моечные мониторы, размещенные в резервуаре, в который подается инертный газ от станции выработки азота, соединенной с фильтрами очистки воздуха, и арматуру предохранения от низкого/высокого давления в резервуарах и контрольно-измерительное оборудование, при этом к трубопроводу подачи горячей моечной воды на моечные мониторы подключен блок подачи химических реагентов, входящее в состав комплекса оборудование обеспечивает осуществление способа по п. 1 или 2.
4. Комплекс по п. 3, характеризующийся тем, что погружные стационарные насосы с гидравлическим приводом представляют собой сборную конструкцию: в нижней части - насос с гидроприводом и опорами, далее - секции трубопроводов подачи гидравлического масла и отвода откачиваемой жидкости, и в верхней части конструкции - клапан, регулирующий производительность и штуцеры для подключения трубопроводов откачки воды и гидравлического масла.
5. Комплекс по п. 3, характеризующийся тем, что переносные погружные насосы с гидравлическим приводом представляют собой сборную конструкцию: нижняя часть - головка насоса с гидроприводом, опорой, проушиной для удерживающего троса и фланцами для подключения шлангов, средняя часть - гибкий шланг подачи/возврата гидравлического масла, грузовой гибкий шланг для отвода откачиваемой жидкости, удерживающий трос, и верхняя часть конструкции - регулирующий клапан производительности и гибкие соединительные шланги со штуцерами для подключения трубопроводов откачки и гидравлического масла.
6. Комплекс по п. 3, характеризующийся тем, что моечные мониторы представляют собой односопловые механически программируемые автоматические моющие машины с регулируемым углом установки сопла.
7. Комплекс по п. 3, характеризующийся тем, что контрольно-измерительные приборы включают пробоотборное устройство, электронную рулетку, переносной газоанализатор.
8. Комплекс по п. 3, характеризующийся тем, что арматура предохранения от низкого/высокого давления в резервуарах представляет собой переносные предохранительные клапаны.
9. Комплекс по п. 3, характеризующийся тем, что блок подачи химических реагентов представляет собой насос подачи моющих добавок с расходной емкостью моющих добавок.
