RU198520U1

RU198520U1 - Device for introducing chemical reagents into the pipeline for transportation of well products

Info

Publication number: RU198520U1
Application number: RU2019140722U
Authority: RU
Inventors: Павел Юрьевич Илюшин; Кирилл Андреевич Вяткин; Андрей Викторович Сюзев; Вячеслав Андреевич Селиванов
Original assignee: Павел Юрьевич Илюшин
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-07-14

Abstract

Полезная модель относится к области нефтедобычи, в частности, к устройствам ввода различных составов, например, жидких химических реагентов, в наземный трубопровод, по которому осуществляют перекачку скважинной жидкости, включая нефть, водонефтяную эмульсию, пластовую воду. Устройство ввода жидких химических реагентов в трубопровод транспортировки скважинной продукции содержит клапанный блок, выполненный в виде ящика, к которому через полый переходник присоединен фланец для соединения с фланцем трубопровода. Через переходник и фланцы проходит диспергатор-распылитель, выполненный в виде полой цилиндрической трубки с одним закрытым торцом, в котором выполнено центральное сквозное отверстие, гидравлически связанное с отверстием в нижней стенке ящика клапанного блока. Внутри диспергатора-распылителя концентрично установлена игла, один конец которой жестко соединен с плоским шайбообразным уплотнителем, размещенном в цилиндрическом направляющем элементе, верхний торец которого жестко соединен с внутренней поверхностью верхней стенки ящика клапанного блока. Внутри направляющего элемента размещена пружина. При этом диспергатор-распылитель устанавливают так, что его торцевое отверстие находится в области центральной оси транспортировочного трубопровода. Для предотвращения попадания осадков и пыли на оборудование, металлический ящик клапанного блока закрыт чехлом. 2 ил.The utility model relates to the field of oil production, in particular, to devices for injecting various compositions, for example, liquid chemicals, into an onshore pipeline through which well fluid is pumped, including oil, oil-water emulsion, formation water. The device for introducing liquid chemical reagents into the pipeline for transporting well products contains a valve block made in the form of a box, to which a flange is connected through a hollow adapter for connection with the pipeline flange. Through the adapter and the flanges there is a disperser-sprayer made in the form of a hollow cylindrical tube with one closed end, in which a central through hole is made, which is hydraulically connected to the hole in the bottom wall of the valve block box. Inside the disperser-sprayer, a needle is concentrically installed, one end of which is rigidly connected to a flat washer-shaped seal placed in a cylindrical guide element, the upper end of which is rigidly connected to the inner surface of the upper wall of the box of the valve block. A spring is located inside the guide element. In this case, the disperser-sprayer is installed so that its end hole is located in the region of the central axis of the transport pipeline. To prevent precipitation and dust from entering the equipment, the metal box of the valve block is covered with a cover. 2 ill.

Description

Устройство ввода жидких химических реагентов в трубопровод транспортировки скважинной продукцииDevice for injecting liquid chemical reagents into the pipeline for transportation of well products

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model belongs

Полезная модель относится к области нефтедобычи, в частности, к устройствам ввода различных составов, например, жидких химических реагентов, в наземный трубопровод, по которому осуществляют перекачку скважинной жидкости, включая нефть, водонефтяную эмульсию, пластовую воду.The utility model relates to the field of oil production, in particular, to devices for injecting various compositions, for example, liquid chemicals, into an onshore pipeline through which well fluid is pumped, including oil, oil-water emulsion, formation water.

Уровень техникиState of the art

Известно автоматическое устройство дозирования деэмульгатора (патент РФ №2538186, кл. МПК F17D 3/12, дата публ. 10.01.2015), включающее емкость с деэмульгатором, связанную через реагентопровод с насосом, и блок автоматики. Устройство дополнительно снабжено гидропневмоаккумулятором, датчиками давления и расхода, регулирующим и обратными клапанами и сообщено с узлом учета нефти, установленным на нефтепроводе, при этом узел учета нефти электрически связан через блок автоматики с регулирующим клапаном, установленном на реагентопроводе. Гидропневмоаккумулятор реагентопроводом связан с насосом и установлен перед регулирующим клапаном, а датчик давления установлен перед гидропневмоаккумулятором и электрически связан с блоком автоматики, при этом обратные клапаны установлены соответственно перед датчиком давления и после датчика расхода.Known is an automatic demulsifier dosing device (RF patent No. 2538186, class IPC F17D 3/12, published on 01/10/2015), including a container with a demulsifier connected through a reagent line with a pump, and an automation unit. The device is additionally equipped with a hydraulic-pneumatic accumulator, pressure and flow sensors, control and non-return valves and communicated with an oil metering unit installed on the pipeline, while the oil metering unit is electrically connected through an automation unit with a control valve installed on the reagent pipeline. The hydro-pneumatic accumulator is connected to the pump by a reagent line and is installed in front of the control valve, and the pressure sensor is installed in front of the hydro-pneumatic accumulator and is electrically connected to the automation unit, while check valves are installed, respectively, in front of the pressure sensor and after the flow sensor.

Известно устройство для дозирования подачи реагентов (патент РФ №180117, кл. МПК F17D 3/12, дата публ. 04.06.2018), в поток жидкости в трубопроводе, содержащее насос - дозатор с приемной и нагнетательной линиями, обеспечивающий подачу заданного количества реагентов в поток жидкости в трубопроводе, и контролер. Нагнетательная линия выполнена с возможностью соединения с трубопроводом, а насос-дозатор соединен с контроллером. Устройство снабжено средством измерения массы жидкости в трубопроводе, которое установлено в нагнетательной линии насоса-дозатора и соединено с контроллером.There is a known device for dispensing the supply of reagents (RF patent No. 180117, class IPC F17D 3/12, published date 06/04/2018), into a fluid flow in a pipeline containing a dispenser pump with intake and discharge lines, which provides a given amount of reagents the fluid flow in the pipeline, and the controller. The discharge line is made with the ability to connect to the pipeline, and the metering pump is connected to the controller. The device is equipped with a means for measuring the mass of liquid in the pipeline, which is installed in the discharge line of the metering pump and is connected to the controller.

Известно устройство ввода химического реагента (патент РФ №133898, кл. МПК F17D 3/12, дата публ. 27.10.2013), включающее в себя цилиндрический корпус с двумя фланцами, и форсункой с соплами, штуцер, отбойники, диспергатор. Форсунка предназначена для ввода химического реагента и диспергирования его в основной поток. Отбойники служат для гидродинамического возмущения проходящего по нефтепроводу нефтепродукта. Диспергатор представляет собой цилиндрический патрубок с перегородками, выполненными в форме сегментов, служащих для гидродинамического возмущения потока проходящего нефтепродукта в зоне смешения.A device for introducing a chemical reagent is known (RF patent No. 133898, class IPC F17D 3/12, published on 10/27/2013), which includes a cylindrical body with two flanges, and a nozzle with nozzles, a fitting, bumpers, a disperser. The nozzle is designed to introduce a chemical reagent and disperse it into the main stream. Bumpers serve for hydrodynamic disturbance of the oil product passing through the pipeline. The disperser is a cylindrical branch pipe with partitions made in the form of segments that serve for hydrodynamic disturbance of the flow of passing oil in the mixing zone.

Недостатками приведенных конструкций является неравномерность распределения объема подаваемого реагента по сечению трубопроводаThe disadvantages of the above structures are the uneven distribution of the volume of the supplied reagent over the cross section of the pipeline

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой конструкции является способ ввода химического реагента в поток жидкости в трубопроводе и устройство для его осуществления (Патент РФ №2308639, МПК E17D 3/12, B01D 17/04, опубл. 20.10.2007.). Устройство ввода химического реагента в поток жидкости в трубопроводе, через которое реализуют предложенный способ, включает емкость для химического реагента, насос прокачки, вспомогательный трубопровод для прокачки химического реагента из емкости в поток жидкости в трубопроводе при помощи насоса. В трубопроводе размещают зонд для ввода химического реагента в поток жидкости в трубопроводе с одним или несколькими отверстиями, которые выполнены из условия, чтобы доля подаваемого химического реагента в трубопровод увеличивалась от периферии к центру.The closest analogue (prototype) of the proposed design is a method of introducing a chemical reagent into a fluid flow in a pipeline and a device for its implementation (RF Patent No. 2308639, IPC E17D 3/12, B01D 17/04, publ. 20.10.2007.). A device for introducing a chemical reagent into a liquid flow in a pipeline through which the proposed method is implemented includes a container for a chemical reagent, a pumping pump, an auxiliary pipeline for pumping a chemical reagent from the container into a liquid flow in a pipeline using a pump. A probe is placed in the pipeline for introducing a chemical reagent into the liquid flow in a pipeline with one or more openings, which are made such that the proportion of the supplied chemical reagent into the pipeline increases from the periphery to the center.

Основным недостатком известного способа является неравномерность распределения реагентов по сечению трубопровода за счет стационарного размещения зонда, подачу реагента из которого осуществляют капельным способом, при котором доля подаваемого химического реагента изменяется от периферии к центру.The main disadvantage of the known method is the uneven distribution of the reagents over the cross section of the pipeline due to the stationary placement of the probe, the supply of the reagent from which is carried out by the drop method, in which the proportion of the supplied chemical reagent varies from the periphery to the center.

Раскрытие сущности полезной моделиDisclosure of the essence of a utility model

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в повышении степени равномерности диспергирования жидкого реагента по площади поперечного сечения потока транспортируемой скважинной продукции в трубопроводе.The technical result achieved by the utility model consists in increasing the degree of uniformity of dispersion of the liquid reagent over the cross-sectional area of the flow of the transported well products in the pipeline.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что устройство ввода жидких химических реагентов в трубопровод транспортировки скважинной продукции включает диспергатор-распылитель, выполненный в виде полой цилиндрической трубки с одним закрытым торцом, в котором выполнено центральное сквозное отверстие, при этом, внутри диспергатора-распылителя концентрично установлена игла, а внутри направляющего элемента, соосно, размещена пружина, при этом распылитель диспергатор устанавливают так, что его торцевое отверстие находится в области центральной оси транспортировочного трубопровода, при этом металлический ящик клапанного блока закрыт чехлом для предотвращения попадания осадков и пыли на оборудование.The specified technical result is achieved due to the fact that the device for introducing liquid chemical reagents into the pipeline for transporting well products includes a disperser-sprayer made in the form of a hollow cylindrical tube with one closed end, in which a central through hole is made, while inside the disperser-sprayer it is concentrically installed a needle, and a spring is placed coaxially inside the guide element, while the disperser atomizer is installed so that its end hole is in the region of the central axis of the transport pipeline, while the metal box of the valve block is covered with a cover to prevent precipitation and dust from entering the equipment.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На Фиг. 1 представлена общая схема подачи жидких химических реагентов в трубопровод транспортировки скважинной продукции. На Фиг. 2 показан укрупненный фрагмент диспергатора-распылителя с иглой.FIG. 1 shows a general scheme for the supply of liquid chemical reagents to the pipeline for the transportation of well products. FIG. 2 shows an enlarged fragment of a disperser-sprayer with a needle.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Устройство ввода жидких химических реагентов в трубопровод транспортировки скважинной продукции (Фиг. 1) включает клапанный блок 1, выполненный, например, в форме металлического ящика со сквозным отверстием 2 в днище, к которому соосно, через полый, цилиндрический, вертикально ориентированный переходник 3, присоединен горизонтально ориентированный фланец 4, предназначенный для соединения с фланцем трубопровода 5, с установленным на трубопроводе 5, перед местом ввода жидкого химического реагента, манометром 6.The device for introducing liquid chemical reagents into the pipeline for transporting well products (Fig. 1) includes a valve block 1, made, for example, in the form of a metal box with a through hole 2 in the bottom, to which it is coaxially connected through a hollow, cylindrical, vertically oriented adapter 3 horizontally oriented flange 4, designed to be connected to the pipeline flange 5, with a pressure gauge 6 installed on the pipeline 5, in front of the liquid chemical reagent injection point.

Через сквозное отверстие 2, полую цилиндрическую часть переходника 3, центральное отверстие фланца 4 и фланца трубопровода 5, концентрично, проходит диспергатор-распылитель 7, выполненный в виде полой цилиндрической трубки с одним закрытым торцом, в центральной части которого выполнено центральное сквозное отверстие 8, гидравлически связанное со сквозным отверстием 2 в нижней стенке металлического ящика клапанного блока 1. Другим концом диспергатор-распылитель 7 жестко, под прямым углом, соединен с наружной поверхностью нижней стенки металлического ящика клапанного блока 1.Through the through hole 2, the hollow cylindrical part of the adapter 3, the central hole of the flange 4 and the flange of the pipeline 5, concentrically, there is a disperser-sprayer 7, made in the form of a hollow cylindrical tube with one closed end, in the central part of which a central through hole 8 is made, hydraulically connected with the through hole 2 in the lower wall of the metal box of the valve block 1. The other end of the disperser-sprayer 7 is rigidly, at right angles, connected to the outer surface of the lower wall of the metal box of the valve block 1.

Внутри полой части диспергатора-распылителя 7, концентрично, установлена игла 9, образуя кольцевой зазор 10, гидравлически связанный с внутренним объемом металлического ящика клапанного блока 1 и центральным сквозным отверстием 8 диспергатора-распылителя 7. Наружный диаметр иглы 9 не менее диаметра сквозного отверстия 7 (Фиг. 2). Другой конец иглы 9 жестко соединен с нижней поверхностью плоского шайбообразного уплотнителя 11, размещенного в вертикально ориентированном, полом, цилиндрическом направляющем элементе 12, соосном с диспергатором-распылителем 7. Верхним торцом направляющий элемент 12 жестко соединен с внутренней поверхностью верхней стенки металлического ящика клапанного блока 1. Внутри направляющего элемента 12, соосно, размещена пружина 13, жестко соединенная с одной стороны с внутренней поверхностью верхней стенки металлического ящика клапанного блока 1, а с другого конца- с верхней поверхностью плоского шайбообразного уплотнителя 11. Металлический ящик клапанного блока 1 закрыт чехлом 17 для предотвращения попадания осадков и пыли на оборудование.Inside the hollow part of the disperser-atomizer 7, the needle 9 is installed concentrically, forming an annular gap 10, hydraulically connected with the inner volume of the metal box of the valve block 1 and the central through hole 8 of the disperser-atomizer 7. The outer diameter of the needle 9 is not less than the diameter of the through hole 7 ( Fig. 2). The other end of the needle 9 is rigidly connected to the lower surface of the flat washer-shaped seal 11, located in a vertically oriented, hollow, cylindrical guide element 12, coaxial with the disperser-atomizer 7. The upper end of the guide element 12 is rigidly connected to the inner surface of the upper wall of the metal box of the valve block 1 Inside the guide element 12, coaxially, there is a spring 13 rigidly connected on one side with the inner surface of the upper wall of the metal box of the valve block 1, and at the other end with the upper surface of the flat washer-shaped seal 11. The metal box of the valve block 1 is closed with a cover 17 for prevent the ingress of precipitation and dust on the equipment.

Подачу жидкого химического реагента в металлический ящик клапанного блока 1 осуществляют из бака 14 по трубопроводу 15. Манометр 6 трубопровода 5 связан с контроллером станции управления 16 и датчиками бака 14 электрической связью.The supply of a liquid chemical reagent to the metal box of the valve block 1 is carried out from the tank 14 through the pipeline 15. The pressure gauge 6 of the pipeline 5 is connected to the controller of the control station 16 and the sensors of the tank 14 by electrical connection.

Работу устройства ввода химических реагентов в трубопровод транспортировки скважинной продукции осуществляют следующим образом:The operation of the device for introducing chemical reagents into the pipeline for transporting well products is carried out as follows:

На основании показаний датчика давления 6, через контроллер станции управления 16 регулируют объем подаваемого химреагента из бака 14 по трубопроводу 15 в металлический ящик клапанного блока 1. После чего, через распылитель-диспергатор 7 подают жидкий химреагент в трубопровод транспортировки скважинной продукции следующим образом: распылитель-диспергатор 7 устанавливают так, что его торцевое отверстие 8 находится в области центральной оси транспортировочного трубопровода 5, а центральная ось отверстия 8 распылителя-диспергатора 7 расположена перпендикулярно направлению потока транспортируемой по трубопроводу 5 скважинной жидкости.Based on the readings of the pressure sensor 6, the volume of the supplied chemical from the tank 14 through the pipeline 15 into the metal box of the valve block 1 is regulated through the controller of the control station 16. After that, the liquid chemical is fed through the sprayer-disperser 7 into the pipeline for transporting well products as follows: The disperser 7 is installed so that its end hole 8 is in the region of the central axis of the transport pipeline 5, and the central axis of the hole 8 of the sprayer-disperser 7 is perpendicular to the direction of flow of the well fluid transported through the pipeline 5.

В зависимости от количества реагента, поступающего из бака 14 по трубопроводу 15 в металлический ящик клапанного блока 1, шайбообразный уплотнитель 11, под давлением поступающей жидкости, совершает линейные поступательные перемещения внутри направляющего элемента 12, сжимая пружину 13. Одновременно с шайбообразным уплотнителем 11 совершает поступательное движение вверх игла 9, увеличивая величину зазора Δ между торцевым отверстием 8 распылителя-диспергатора 7 и торцом иглы 9.Depending on the amount of reagent coming from the tank 14 through the pipeline 15 into the metal box of the valve block 1, the washer-shaped seal 11, under the pressure of the incoming fluid, makes linear translational movements inside the guide element 12, compressing the spring 13. Simultaneously with the washer-shaped seal 11, it makes a translational movement up the needle 9, increasing the gap Δ between the end hole 8 of the spray gun 7 and the end of the needle 9.

При снижении давления в трубопроводе 5 на основании показаний датчика давления 6, через контроллер станции управления 16 регулируют величину подачи реагента из блока подачи химреагентов по трубопроводу 14 в металлический ящик клапанного блока 1. Уровень жидкости в нем снижается, что приводит к перемещению внутри направляющего элемента 12 цилиндрического уплотнителя 11 с иглой 9. Пружина 13 разжимается, уменьшая при этом величину зазора Δ, следствием чего является уменьшение объема подаваемого через торцевое отверстие 8 жидкого химреагента в центральную часть потока транспортируемой жидкости трубопровода 5.When the pressure in pipeline 5 decreases, based on the readings of the pressure sensor 6, through the controller of the control station 16, the amount of reagent supply from the chemical supply unit through the pipeline 14 to the metal box of the valve block 1 is controlled. The liquid level in it decreases, which leads to movement inside the guide element 12 a cylindrical seal 11 with a needle 9. The spring 13 expands, while reducing the value of the gap Δ, which results in a decrease in the volume of the liquid chemical supplied through the end hole 8 into the central part of the flow of the transported liquid of the pipeline 5.

Опытные работы по использованию устройства ввода химических реагентов в трубопровод транспортировки скважинной продукции проведены на объектах ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ», в частности, на нефтесборном коллекторе с АГЗУ-0435 ЦДНГ №4 Полазненского нефтяного месторождения. Типоразмер нефтепровода 114×6 мм, внутренний диаметр 102 мм. По нефтепроводу перекачивали жидкость с расходом 163,1 м³/сут, рабочим давлением в трубопроводе 0,17 МПа. Осуществлялась подача химического реагента - деэмульгатора «ФЛЭК Д-028М». Работы проводились на нефтесборном коллекторе с АГЗУ-1006 ЦДНГ №10 Кокуйского нефтяного месторождения. Типоразмер нефтепровода 159×6 мм, внутренний диаметр 147 мм. По нефтепроводу перекачивали жидкость с расходом 9,7 м³/сут, рабочим давлением в трубопроводе 0,9 МПа. Осуществлялась подача химического реагента - деэмульгатора «Сондем 4403». Работы проводились на нефтесборном коллекторе с АГЗУ-6333 ЦДНГ №6. Типоразмер нефтепровода 159×6 мм, внутренний диаметр 147 мм. По нефтепроводу перекачивалась жидкость с расходом 140 м³/сут, рабочим давлением в трубопроводе 1,5 МПа. Осуществлялась подача химического реагента - растворителя «ЭФРИЛ 270 марка 2».Experimental work on the use of a device for injecting chemicals into the pipeline for transporting well products was carried out at the facilities of OOO LUKOIL-PERM, in particular, at the oil-gathering collector with AGZU-0435 TsDNG No. 4 of the Polaznenskoye oil field. The standard size of the oil pipeline is 114 × 6 mm, the inner diameter is 102 mm. Liquid was pumped through the pipeline at a flow rate of 163.1 m ³ / day, a working pressure in the pipeline of 0.17 MPa. The supply of a chemical reagent - demulsifier "FLEK D-028M" was carried out. The work was carried out on the oil-gathering reservoir with AGZU-1006 TsDNG No. 10 of the Kokuyskoye oil field. The standard size of the oil pipeline is 159 × 6 mm, the inner diameter is 147 mm. Liquid was pumped through the pipeline at a flow rate of 9.7 m ³ / day, a working pressure in the pipeline of 0.9 MPa. The supply of a chemical reagent - demulsifier "Sondem 4403" was carried out. The work was carried out on an oil-gathering collector with AGZU-6333 TsDNG No. 6. The standard size of the oil pipeline is 159 × 6 mm, the inner diameter is 147 mm. Liquid was pumped through the oil pipeline at a flow rate of 140 m ³ / day, a working pressure in the pipeline of 1.5 MPa. The supply of a chemical reagent - solvent "EFRIL 270 grade 2" was carried out.

Экспериментально полученные зависимости количества подаваемого реагента в трубопровод от давления и величины подъема иглы приведены в Таблице.The experimentally obtained dependences of the amount of reagent supplied into the pipeline on the pressure and the value of the needle lift are shown in the Table.

Проведенные опытные работы показали, что наибольший эффект по распылению (диспергированию) жидких реагентов в трубопровод достигается при размере торцевого отверстия 8 распылителя-диспергатора 7 порядка 0,22 мм².The experimental work carried out showed that the greatest effect on spraying (dispersing) liquid reagents into the pipeline is achieved when the size of the end hole 8 of the spray-disperser 7 is of the order of 0.22 mm ² .

Claims

A device for introducing liquid chemical reagents into the pipeline for transporting well products, characterized in that the disperser-sprayer is made in the form of a hollow cylindrical tube with one closed end, in which a central through hole is made, while a needle is concentrically installed inside the disperser-sprayer, and inside the guide element the spring is arranged coaxially, and the spray-disperser is installed so that its end hole is located in the region of the central axis of the transport pipeline.