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 внутри контейнера герметично установлен поршень, оборудованный штоком, причем шток выведен вверх контейнера и оснащен регулировочными грузами, при этом контейнер сверху выше поршня снабжен стравливающим каналом, соединенным с атмосферой, а снизу ниже поршня - загрузочным каналом, соединенным с емкостью и служащим для дозированной подачи реагентов в контейнер, причем изогнутая трубка на входе в контейнер выше поршня и трубка для подачи реагента на входе в трубопровод оснащены штуцерами с калиброванным отверстием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для дозированной подачи жидкостных реагентов в нефте- и 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, обеспечивающим 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 внутри контейнера герметично установлен поршень, оборудованный штоком, причем шток выведен вверх контейнера и оснащен регулировочными грузами, при этом контейнер сверху выше поршня снабжен стравливающим каналом, соединенным с атмосферой, а снизу ниже поршня - загрузочным каналом, соединенным с емкостью и служащим для дозированной подачи реагентов в контейнер, причем изогнутая трубка на входе в контейнер выше поршня и трубка для подачи реагента на входе в трубопровод оснащены штуцерами с калиброванным 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.

Внутрь контейнера 2 герметично установлен поршень 5, оборудованный штоком 6. Шток 6 герметично выведен вверх контейнера 2 и оснащен регулировочными грузами 7.

Контейнер 2 сверху выше поршня 5 снабжен стравливающим каналом 8, соединенным с атмосферой, а снизу ниже поршня 5 - загрузочным каналом 9, соединенным с емкостью 10, служащей для дозированной подачи реагентов в контейнер 2. Изогнутая трубка 3 на входе в контейнер 2 выше поршня 5 оснащена штуцером 11 с калиброванным отверстием 12. Трубка для подачи реагента 4 на входе в трубопровод 1 оснащена штуцером 13 с калиброванным отверстием 14.

Контейнер 2 под поршнем 5 имеет определенный объем V, задаваемый конструктивными размерами контейнера 2.

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 возникает перепад давления над и под поршнем 5 в контейнере 2, ведущий к перемещению поршня 5 вверх и заполнению контейнера 2 под поршнем 5 реагентом определенного объема V (см. чертеж) из емкости 10.

Для возникновения перепада давления над и под поршнем 5 в контейнере 2 необходимо соблюдение двух условий:

во-первых, стравливающий канал 8 должен быть сообщен с атмосферой, и, следовательно, в контейнере 2 над поршнем 5 происходит падение давления до атмосферного (вентиль 15 закрыт, а вентиль 17 открыт), а под поршнем 5 давление соответствует давлению столба реагента, находящегося в емкости 10 (вентиль 18 открыт, а вентиль 16 закрыт).

во-вторых, давление столба реагента, воздействующего на поршень 5 снизу и находящегося в емкости 10, должно быть больше давления, оказываемого весом штока 6 и регулировочного груза 7 на поршень 5 сверху.

По окончании заполнения контейнера 2 закрывают вентили 17 и 18 и открывают вентили 15 и 16. При этом в контейнере 2 давление над поршнем 5 равно атмосферному, а в изогнутой трубке 3 - давлению потока жидкости в трубопроводе 1, поэтому поток жидкости из трубопровода 1 попадает в открытый конец изогнутой трубки 3 и по изогнутой трубке 3 достигает штуцера 11, где попадает в тарированное отверстие 12 последнего и поступает в контейнер 2 в пространство над поршнем 5, при этом шток 6 и регулировочный груз 7 своим весом также оказывают давление на поршень 5 сверху, что вызывает перемещение вниз последнего.

По мере поступления жидкости в контейнер 2, в пространство над поршнем 5, давление в этом пространстве и в изогнутой трубке 3 выравнивается, и дальнейшее перемещение вниз поршня 5 в контейнере 2 осуществляется под действием веса регулировочного груза 7 и штока 6.

В процессе перемещения вниз поршня 5 в контейнере 2 последний вытесняет реагент, находящийся в контейнере 2, через трубку для подачи реагента 4 в трубопровод 1. Об окончании дозированной подачи объемом V реагента из контейнера 2 в трубопровод 1 свидетельствует перемещение поршня 5 в контейнере 2 в крайнее нижнее положение (в сторону трубки для подачи реагента 4).

Скорость перемещения поршня 5 в контейнере 2 зависит от диаметра калиброванных отверстий 12 и 14 соответственно штуцеров 11 и 12 и перепада давления, возникающего над и под поршнем 5, зависящего от веса регулировочного груза 7, подбираемого опытным путем, и столба реагента в емкости 10.

Расход реагента, дозируемого в трубопровод 1, зависит от диаметра калиброванного отверстия 14 штуцера 13.

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

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.