Модуль для трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) МОДУЛЬ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ(57) Изобретение относится К нефтяной и нефтехимической промышленности, а именно к устройствам,предназначенным для трубопроводного транспорта всех видов нефтей и нефтепродуктов.Устройство представляет собой полый цилиндрический корпус переменного сечения, включающий плавное сужение, обеспечивающее возникновение развитой кавитации, цилиндрический участок и располагаемый за ним безотрывный диффузор, диаметр широкой части которого равен диаметру трубопровода.В переходе цилиндрического участка в диффузор установлен активный элемент, состоящий из двух частей, одна из которых расположена в Цилиндрическом участке и образует тангенциальные каналы с корпусом, а другая часть, входящая в диффузор, представлена в виде усеченного обратного конуса.Изобретение относится К нефтяной И нефтехимической промышленности, а именно к устройствам,предназначенным ДЛЯ трубопроводного транспорта всех типов нефтей И нефтепродуктов.Известно активное устройство (а. с. СССР Не 1818504, 1317 В 1/16, 1993), входящее в состав системы трубопроводного транспорта, предназначенного для транспортирования жидкости и газа, а также высоковязкой нефти.Активное устройство представляет собой отрезок цилиндрической трубы с упругими внутренними стенками и ферромагнитным слоем, нанесенным на внешнюю поверхность трубы, предназначенным для сцепления стенки с электромагнитным полем вибросистемы, выполненной в виде когерентной системы катушек, охватывающих трубу с покрытием.Однако активное устройство позволяет транспортировать нефть только высоковязкую.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для перекачки нефти (а. с. СССР М 1657844, 1317 В 1/20, 1991), которое содержит установленный на линии трубопровода полый цилиндрический корпус переменного сечения,включающий плавное сужение, обеспечивающее возникновение развитой кавитации, цилиндрический участок и расположенный за ним безотрывный диффузор, диаметр широкой части которого равен диаметру трубопровода.Однако известное устройство рассчитано только для работы с высоковязкими нефтями, в которых межмолекулярные силы взаимодействия асфальтносмолистых веществ недостаточно крепки. Поэтому снижение вязкости за счет сил развитой кавитации наиболее эффективно только у этих типов нефтей. Кроме того, в известном устройстве наблюдается кавитационный износ рабочих поверхностей, генерирующих кавитационные пузырьки (особенно на цилиндрическом участке), большая часть которых схлапывается на этих поверхностях, производя разрушительное действие.Задачей изобретения является создание универсального модуля для трубопроводного транспорта различных типов нефтей и нефтепродуктов.Технический результат - увеличение эффективности снижения вязкости, температуры застывания и продление срока службы рабочих поверхностей модуля.Технический результат достигается тем, что в модуле трубопроводного транспорта нефтей и нефтепродуктов, содержащем полый цилиндрический корпус переменного сечения, включающий плавное сужение, обеспечивающее возникновение развитой кавитации, цилиндрический участок и располагаемый за ним безотрывный диффузор, диаметр широкой части которого равен диаметру трубопровода, в переходе цилиндрического участка в диффузор установлен активный элемент, состоящий из двух частей,одна из которых расположена в цилиндрическом участке и образует тангенциальные каналы с корпу 34104 сом, а другая часть, в виде усеченного обратного конуса, расположена в диффузоре.Установка активного элемента в переходе цилиндрического участка в диффузор обеспечивает в пространстве диффузора образование суперкаверны,замыкание которои происходит непосредственно в потоке достаточно далеко от рабочих поверхностей модуля. Это значительно продлевает срок их службы,так как они при этом не подвергаются кавитационной эрозии. Кроме того, Нестационарная хвостовая часть каверны генерирует поля кавитационных пузырьков,которые при схлапывании значительно интенсифицируют и активизируют процессы ослабления межмолекулярных связей высокомолекулярных соединений,входящих в состав обрабатываемой нефти или нефтепродуктов. При этом воздействие сил, обусловленных суперкавитацией, способно разрушить не только межмолекулярные связи, характерные для высокосмолистых нефтей, но и прочную объемную структурную решетку, образованную кристаллами парафина,характерную для парафинистых нефтей, снижая тем самым ее вязкость и температуру застывания.На чертеже схематично изображен заявляемый модуль, общий вид.Модуль содержит плавное сужение 1, цилиндрический участок 2, где расположен активный элемент 3, состоящий из двух частей, одна из которых образует с корпусом тангенциальные каналы 4, другая часть представлена в виде усеченного обратного конуса 5, безотрывный диффузор 6, переходящий в трубопровод 7.Модуль работает следующим образом.Обрабатываемая нефть под давлением, создаваемым насосом, поступает в вмонтируемь 1 й в трубопровод модуль на участок плавного сужения 1. На этом участке за счет плавного сужения увеличивается скорость потока. Затем в цилиндрическом участке 2, скорость потока достигает максимального значения, и здесь создаются зоны пониженного давления. В этих условиях начинают возникать кавитационные пузырьки, заполненные парами нефти и растворенными в ней газами, которые, схлапываясь, образуют кумулятивные струи. На выходе из цилиндрического участка 2 поток попадает в тангенциальные каналы 4 активного элемента 3.По тангенциальным каналам 4 поток, разбиваясь на отдельные струи, закручиваясь и образуя интенсивный вихревой слой, попадает на коническую часть активного элемента, представленную в виде усеченного обратного конуса 5.При обтекании конуса 5 образуется суперкаверна, замыкание которой происходит непосредственно в потоке достаточно далеко от рабочих поверхностей модуля. Нестационарная хвостовая часть каверны генерирует поля кавитационных пузырьков, которые при схлапывании интенсифицируют процессы разрушения межмолекулярных и углеводородных связей в жидкости и, следовательно, резко снижает ее вязкость и температуру застывания. Вышедшая измодуля Нефть обладает пониженной вязкостью, при этом существенно снижается сопротивление трения,определяющее основные потери магистральных нефтепроводов.Таким образом, конструкция активного элемента и место его расположения позволяют повысить интенсивность кавитационного воздействия, а также направленно регулировать реологические характеристики любых типов нефтей, в частности эффективно снижать их вязкость и температуру застывания.Модуль для трубопроводного транспорта нефгей и нефтепродуктов, содержащий полый Цилиндрический корпус переменного сечения, включающий плавное сужение, обеспечивающее возникновение развитой кавитации, цилиндрический участок и расположенный за ним безотрь 1 внь 1 й Диффузор, отличающийся тем, что он снабжен активным элементом,состоящим из двух частей, одна из которых расположена в цилиндрическом участке и образует тангенциальные каналы с корпусом, а другая часть в виде усеченного обратного конуса расположена в диффузоре.Верстка Казпатент, исполнитель АниЩенкоЛ.Н. Корректор СухареваЛ.В. Ответственный за выпуск ЭЗ. Фаизова