Устройство для пропарки цистерн

Описание

Изобретение относится к отрасли транспорта, а именно к устройствам для очистки цистерн.

Известны устройства для пронарки цистерн, состоящие из паропровода и пароэжектора, опускаемых в цистерну. Однако с помощью таких устройств пропарка происходит недостаточно эффективно, что увеличивает простой цистерн.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что паропровод снабжен соплами, которые установлены таким образом, что они располагаются вблизи обечайки и направляют поток пара к днищам по спиралям, а на пароажекторе смонтирована насадка в виде отрезка трубы, размещаемая в центре цистерны параллельно образующей обечайки.

При такой конструкции устройства повышается эффективность пропарки цистерн.

На фиг. 1-3 схематически изображено описываемое устройство, установленное в цистерне, в трех проекциях.

В цистерну / опущены паропровод 2 с соплами 3 и пароэжектор 4 с насадкой 5.

Сопла на паропроводе установлены так, что при опускании в цистерну одни из них располагаются вблизи нижней части обечайки 6, а другие в ее верхней части и направлены так, что вылетающие из них струи пара движутся по спиралям к днищам.

Отводится пар с помощью пароэжектора 4 через насадку 5, которая располагается в центре цистерны,, при этом ось насадки должна совпадать с продольной осью цистерны.

Предмет изобретения

Устройство для пропарки цистерн, содержащее паропровод и пароэжектор, вводимые в цистерну, отличающееся тем, что, с целью новыщения эффективности пропарки, паропровод снабжен соплами, установленными таким образом, что они располагаются вблизи обечайки и направляют поток пара к днищам по спиралям, а на пароэжекторе смонтирована насадка в виде отрезка трубы, размещаемая в центре цистерны параллельно образующей обечайки.

8 Влияние ультразвука на структурно-механические свойства нефтей и процесс осадкообразования.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче и транспортировке тяжелых нефтей и нефтепродуктов. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса добычи и перекачивания тяжелых нефтей и нефтепродуктов за счет снижения их вязкости в результате одновременного кавитационного и теплового воздействия ультразвуковых стоячих волн высокой интенсивности без увеличения общего энергопотребления. Устройство содержит ультразвуковой пьезоэлектрический модуль, соединенный с трубопроводом при помощи фланцев, состоящий из цилиндрического пьезоэлемента с расположенным внутри отрезком металлической трубы, имеющим акустический контакт с пьезоэлементом, при этом диаметры цилиндрического пьезоэлемента и отрезка металлической трубы, а также резонансные частоты источника ультразвуковых колебаний соответствуют условию возбуждения цилиндрической стоячей волны в отрезке металлической трубы, заполненной нефтью. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче и транспортировке тяжелых нефтей и нефтепродуктов.

Уровень техники

Известны три основных способа снижения вязкости нефтепродуктов: нагрев, применение растворителей и ультразвуковая обработка. Нагрев требует высоких энергозатрат, применение растворителей предполагает высокий расход различных химических веществ и затрат на экологическую безопасность, а ультразвуковая обработка является недостаточно эффективной и требует усовершенствования.

Известно устройство для снижения вязкости тяжелых нефтей (US №6,279,653, МПК Е21В 28/00, опубликовано 28.08.2001). В скважину добавляется водный раствор щелочи, который смешивается и реагирует с сырой тяжелой нефтью. Затем ультразвуковые волны возбуждаются в смеси для формирования эмульсии. Конструктивным недостатком устройства является сложность технической реализации, обусловленная необходимостью последующего разделения нефти и химических реагентов.

Известно устройство для интенсификации добычи вязких нефтей (US №7,059,413, МПК Е21В 43/24, опубликовано 13.06.2006) [2]. Устройство использует ультразвуковые волны высокой эффективности в донной части скважины для нагрева и снижения вязкости нефти без использования реагентов и насосов. Устройство содержит ультразвуковой генератор, расположенный на поверхности, и ультразвуковой магнитострикционный излучатель, размещенный на конце буровой трубы в скважине. Недостатком устройства является сложность технической реализации и энергоемкость. Кроме того, устройство не решает проблем дальнейшей транспортировки нефти.

Известно устройство для ультразвуковой обработки жидкостей (RU №2228912, МПК C02F 1/36, опубликовано 10.09.2002) [3], в котором в качестве источника ультразвука применяется механическое звуковое устройство, принцип действия которого основан на прерывании струй жидкости, резонансные эффекты, обусловленные геометрическими размерами устройства, не используются.

Известен способ обработки парафинистой нефти (RU №2549383, МПК C10G 15/08, опубликовано 09.01.2013), заключающийся в комбинации ультразвукового и магнитного воздействий на парафинистую нефть, в котором ультразвуковое воздействие осуществляется с использованием бегущих ультразвуковых волн. Недостатком способа является низкая эффективность и сложность технической реализации исполнительного устройства.

Наиболее близким по большинству совпадающих признаков и по достигаемому результату к настоящему изобретению является устройство для снижения вязкости нефти и нефтепродуктов при помощи комплексного воздействия микроволновой энергии и ультразвукового излучения (RU №2382933, МПК F17D 1/16, опубликовано 28.10.2008), принимаемое за прототип, которое содержит микроволновую и ультразвуковую секции, образующие единый модуль обработки. Устройство обеспечивает комплексное воздействие двух факторов: микроволнового излучения и ультразвукового воздействия. Микроволновое излучение нагревает нефть и снижает вероятность слипания асфальтеновых ядер в крупные агрегаты, и, как следствие, уменьшается вязкость. Кавитационные эффекты, возникающие при воздействии ультразвука на нефть, препятствуют объединению поляризованных ассоциатов в крупные структуры, диспергируя их на более мелкие группы молекул. Данное устройство характеризуется сложностью исполнения и энергозатратностью, так как при организации ультразвукового воздействия резонансные эффекты, обусловленные геометрическими размерами устройства, не используются. В качестве источников ультразвуковых колебаний использованы магнитострикционные преобразователи, массогабаритные характеристики которых уступают аналогичным характеристикам пьезопреобразователей.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса добычи и перекачивания тяжелых нефтей и нефтепродуктов за счет снижения их вязкости в результате одновременного кавитационного и теплового воздействия ультразвуковых стоячих волн высокой интенсивности без увеличения общего энергопотребления.

Согласно изобретению устройство содержит ультразвуковой пьезоэлектрический модуль, соединенный с трубопроводом при помощи фланцев, состоящий из цилиндрического пьезоэлемента с расположенным внутри отрезком металлической трубы, имеющим акустический контакт с пьезоэлементом. При этом диаметры цилиндрического пьезоэлемента и отрезка металлической трубы, а также резонансные частоты источника ультразвуковых колебаний соответствуют условию возбуждения цилиндрической стоячей волны в отрезке металлической трубы, заполненной нефтью.

Цилиндрическая стоячая волна характеризуется чередованием пучностей и узлов, при этом в пучностях цилиндрической стоячей волны происходит резонансное увеличение амплитуды ультразвуковых колебаний, достаточное для снижения вязкости тяжелых нефтей и нефтепродуктов в результате кавитационного и теплового воздействия без увеличения потребляемой мощности.

В частных случаях выполнения устройства резонансные частоты источника ультразвуковых колебаний составляют 1-100 кГц, мощность источника ультразвуковых колебаний - от 100 до 1000 Вт.

Изобретение поясняется чертежами.

Устройство для снижения вязкости нефти и нефтепродуктов (фиг. 1) содержит ультразвуковой пьезоэлектрический модуль, состоящий из цилиндрического пьезоэлемента 1, электродов 2, 3, отрезка металлической трубы 4, фланцев для крепления к трубопроводу 5 и источника ультразвуковых колебаний 6 с диапазоном от 1 до 100 кГц и мощностью от 100 до 1000 Вт. Сигнал от источника ультразвуковых колебаний 6 поступает на электроды 2, 3 и возбуждает ультразвуковые колебания цилиндрического пьезоэлемента 1, которые передаются отрезку металлической трубы 4, и нефти, заполняющей трубопровод. Резонансные частоты источника ультразвуковых колебаний 6, а также диаметры цилиндрического пьезоэлемента 1 и отрезка металлической трубы 4 выбираются таким образом, чтобы в нефти, заполняющей отрезок металлической трубы 4, возбуждалась цилиндрическая стоячая волна.

Схема образования цилиндрической стоячей волны в нефти, заполняющей отрезок металлической трубы, приведена на фиг. 2. При приложении к электродам 2, 3 электрического напряжения заданной частоты, в цилиндрическом пьезоэлементе 1 и отрезке металлической трубы 4 возбуждаются ультразвуковые колебания, максимумы смещения которых находятся на внутренней границе отрезка металлической трубы 4 и внешней границе цилиндрического пьезоэлемента 1.

Таким образом, в нефти, заполняющей отрезок металлической трубы 4, устанавливается цилиндрическая стоячая волна, одна из пучностей акустического давления которой 8 находится на границе нефти и внутренней отрезка (внутренней границе отрезка) металлической трубы 4, вторая пучность акустического давления 7 располагается на центральной оси отрезка металлической трубы 4, а между ними располагаются узлы акустического давления цилиндрической стоячей волны 5, 6. При изменении резонансной частоты источника ультразвуковых колебаний в нефти образуются цилиндрические стоячие волны с кратным числом узлов и пучностей, которые также могут быть использованы для обработки нефти, заполняющей отрезок металлической трубы.