устройство для дозировки реагента в трубопровод

Формула изобретения

Устройство для дозировки реагента в трубопровод, содержащее трубопровод, контейнер, изогнутую трубку для подачи жидкости из трубопровода в контейнер, открытый конец которой размещен в трубопроводе против потока жидкости, трубку для подачи реагента, соединяющую контейнер с трубопроводом, запорную арматуру, отличающееся тем, что контейнер размещен горизонтально, а внутри него со стороны изогнутой трубки герметично размещен поршень, а с противоположной стороны контейнер оснащен коленом, соединяющим его с трубкой для подачи реагента, при этом трубопровод за изогнутой трубкой по потоку жидкости оснащен сужением, а нижний конец трубки для подачи реагента соединен с трубопроводом за его сужением в зоне пониженного давления, при этом контейнер снизу перед поршнем снабжен стравливающим каналом, соединенным с атмосферой, а сверху за поршнем - загрузочным каналом, соединенным с емкостью, служащей для дозированной подачи реагентов в контейнер, причем изогнутая трубка на входе в контейнер перед поршнем и трубка для подачи реагента на входе в трубопровод оснащены штуцерами с тарированным отверстием.

Описание изобретения к патенту

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

Известно устройство для дозированной подачи химического реагента (патент РФ №2161242, МПК 7 Е21В 37/06, F17D 1/16, опубл. в бюл. №36 от 27.12.2000 г.), содержащее емкость для реагента с полым сливным реагентопроводом и камеру накопления газа, газопровод со стабилизатором перепада давления. Стабилизатор выполнен в виде отделенной перегородки с калиброванным отверстием верхней части газопровода, а перегородка установлена с возможностью ее принудительного перемещения на расстоянии, обеспечивающем постоянный столб реагента. Полый сливной реагентопровод выполнен в виде сифона. В выходной части сифона установлена перегородка с калиброванным отверстием.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей;

во-вторых, для стабильной дозированной подачи химического реагента необходимо определенное количество газа, поступающего в камеру накопления газа, что ограничивает область применения устройства.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для дозировки реагента в трубопровод (патент РФ №2163701, МПК 7 F17D 3/30, опубл. в бюл. №6 от 27.02.2001 г.), содержащее трубопровод, трубку для подачи жидкости из трубопровода в контейнер с гибкой мембраной, выполненной с возможностью прилегания к стенкам контейнера, при этом открытый конец трубки для подачи жидкости из трубопровода в контейнер изогнут и размещен по оси трубопровода против потока жидкости, трубку для подачи реагента, соединяющего контейнер с трубопроводом, запорную арматуру.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, дозированная подача реагента в трубопровод осуществляется за счет создания перепада давления с использованием скоростного потока нефти в трубопроводе при надежном разделении нефти и реагента в контейнере гибкой мембраной, которая может сначала порваться за счет резкого перепада давления, а затем разрушиться, что снижает надежность работы устройства и в конечном итоге ведет к отказу его в работе;

во-вторых, отсутствует мерная емкость для реагента, кроме того, мембрана гибкая в связи с чем невозможно проконтролировать, какое количество реагента было введено сначала в контейнер, а затем в трубопровод.

Технической задачей изобретения является повышение надежности работы устройства с возможностью контроля дозированной подачи реагента в контейнер, а затем в трубопровод.

Техническая задача решается предлагаемым устройством для дозировки реагента в трубопровод, содержащим трубопровод, контейнер, изогнутую трубку для подачи жидкости из трубопровода в контейнер, открытый конец которой размещен в трубопроводе против потока жидкости, трубку для подачи реагента, соединяющую контейнер с трубопроводом, запорную арматуру.

Новым является то, что контейнер размещен горизонтально, а внутри него со стороны изогнутой трубки герметично размещен поршень, а с противоположной стороны контейнер оснащен коленом, соединяющим его с трубкой для подачи реагента, при этом трубопровод за изогнутой трубкой по потоку жидкости оснащен сужением, а нижний конец трубки для подачи реагента соединен с трубопроводом за его сужением в зоне пониженного давления, при этом контейнер снизу перед поршнем снабжен стравливающим каналом, соединенным с атмосферой, а сверху за поршнем - загрузочным каналом, соединенным с емкостью, служащей для дозированной подачи реагентов в контейнер, причем изогнутая трубка на входе в контейнер перед поршнем и трубка для подачи реагента на входе в трубопровод оснащены штуцерами с тарированным отверстием.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство в продольном разрезе в исходном положении.

Устройство для дозировки реагента в трубопровод содержит трубопровод 1, контейнер 2, изогнутую трубку 3 для подачи жидкости из трубопровода 1 в контейнер 2, трубку для подачи реагента 4, соединяющую контейнер 2 с трубопроводом 1. Открытый конец изогнутой трубки 3 размещен в трубопроводе 1 против потока жидкости.

Контейнер размещен горизонтально, а внутри него со стороны изогнутой трубки 3 герметично размещен поршень 5, а с противоположной стороны контейнер 2 оснащен коленом 6, соединяющим контейнер 2 с трубкой для подачи реагента 4.

Трубопровод 1 за изогнутой трубкой 3 по потоку жидкости оснащен сужением 7, а нижний конец трубки для подачи реагента 4 соединен с трубопроводом 1 за его сужением 5 в зоне пониженного давления. Контейнер 2 снизу перед поршнем 5 со стороны изогнутой трубки 3 снабжен стравливающим каналом 8, соединенным с атмосферой, а сверху за поршнем 5 - загрузочным каналом 9, соединенным с емкостью 10, служащей для дозированной подачи реагентов в контейнер 2. Контейнер 2 за поршнем 5 имеет определенный объем - V, задаваемый конструктивными размерами контейнера 2.

Изогнутая трубка 3 на входе в контейнер 2 перед поршнем оснащена штуцером 11 с тарированным отверстием 12, а трубка для подачи реагента 4 на входе в трубопровод 1 оснащена штуцером 13 с тарированным отверстием 14.

Запорная арматура выполнена в идее вентилей 15, 16, 17, 18, причем вентиль 15 установлен в изогнутой трубке 3, вентиль 16 - в трубке подачи реагента 4, вентиль 17 - в стравливающем канале 8, вентиль 18 - в загрузочном канале 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении вентили 15 и 16 закрыты, вентили 17 и 18 открыты, при этом происходит перемещение поршня 5 влево в сторону изогнутой трубки 3. Это происходит потому, что стравливающий канал 8 сообщен с атмосферой и, следовательно, в контейнере 2 перед поршнем 5 происходит падение давления до атмосферного (вентиль 15 закрыт, а вентиль 17 открыт), а за поршнем 5 давление соответствует сумме давлений столба реагента в загрузочном канале 9 и столба реагента в емкости 10 (вентиль 18 открыт, а вентиль 16 закрыт), вследствие чего происходит перепад давления за и перед поршнем 5 в контейнере 2, что приводит к заполнению контейнера 2 за поршнем 5 реагентом определенного объема - V (см. чертеж) из емкости 10.

По окончании заполнения контейнера 2 закрывают вентили 17 и 18 и открывают вентили 15 и 16, при этом происходит снижение давления в трубопроводе 1 за сужением 7 напротив соединения трубки подачи реагента 4 с трубопроводом 1.

В результате поток жидкости попадает в открытый конец изогнутой трубки 3 и по изогнутой трубке достигает штуцера 11, где попадает в тарированное отверстие 12 последнего и поступает в контейнер 2 в пространство перед поршнем 15, вызывая перемещение последнего вправо (в сторону трубки для подачи реагента 4). Перемещение поршня 5 в контейнере 4 происходит за счет перепада давления в трубопроводе 1 между открытым концом изогнутой трубки 3 и за сужением 7 в зоне пониженного давления (месте соединения нижнего конца трубки для подачи реагента 4 с трубопроводом 1).

В итоге поршень 5 вытесняет реагент, находящийся за ним в контейнере 2, через колено 6 и трубку для подачи реагента 4 в трубопровод 1.

Скорость перемещения поршня 5 в контейнере 2 зависит от диаметра тарированных отверстий 12 и 14, соответственно штуцеров 11 и 12 и перепада давления в трубопроводе 1, зависящих от конструктивных размеров сужения 7.

Расход реагента, дозируемого в трубопровод 1 за сужением 7, зависит от диаметра тарированного отверстия 14 штуцера 13.

Диаметры тарированных отверстий 12 и 14 соответственно штуцеров 11 и 13 подбираются опытным путем.

Об окончании дозированной подачи объемом V реагента из контейнера 2 в трубопровод 1 свидетельствует перемещение поршня 5 в контейнере 2 в крайнее правое положение (в сторону трубки для подачи реагента 4).

Далее закрывают вентили 15 и 16 и открывают вентили 17 и 18. В результате происходит повторное заполнение контейнера 2 реагентом из емкости 10, определенного объема V, то есть процесс повторяется (описание см. выше).

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы устройства за счет герметичной установки поршня в контейнере, а контроль дозированной подачи реагента в контейнер, а затем в трубопровод осуществляется благодаря определенному объему заполнения контейнера.