DE1271023B - Verfahren zum Foerdern eines wachshaltigen OEls durch Rohrleitungen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/WWWt PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F17d

Deutsche Kl.: 8Ie-76

P 12 71 023.5-22
25. August 1966
20. Juni 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Pumpen von wachshaltigem öl durch eine Rohrleitung. Genauer gesagt betrifft die Erfindung Maßnahmen, um die Viskosität und den Ausbeutewert des Öls herabzusetzen und die erneute Inbetriebsetzung der Rohrleitung nach einer Betriebspause zu erleichtern, insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen, bei denen die Gefahr besteht, daß sich in dem öl feste Gebilde aus Wachs abscheiden. Ferner sieht die Erfindung Maßnahmen vor, um die Reibungsverluste zu verringern, so daß sich eine Senkung der Pumpkosten und der erforderlichen Drücke ergibt. Eine Anwendbarkeit der Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, beim Transportieren von wachshaltigem Rohöl von hoher Viskosität gegeben.

Wachshaltiges öl läßt sich mit geringen Pumpkosten durch Rohrleitungen fördern, wenn das vorhandene Wachs keine festen Körper od. dgl. bildet. Diese Situation ist dann gegeben, wenn sich das Öl oberhalb seines Fließpunktes befindet, und zwar entweder oberhalb der Temperatur, bei der sich Wachs abscheidet, oder unterhalb der Temperatur, bei der Wachs ausfällt und sich nur wenige feste Wachskristalle bilden, die jedoch wegen der niedrigen Konzentration und infolge der während des Strömens auftretenden Scherkräfte getrennt gehalten werden. Das öl wird häufig an einem oder mehreren Punkten längs der Rohrleitung erwärmt, um die Viskosität zu verringern und/oder die Entstehung größerer Gebilde aus Wachs zu verhindern. Eine Abkühlung des Öls bis unterhalb seines Fließpunktes tritt gewöhnlich während der Förderung durch eine Rohrleitung nicht ein, da das öl die nächste Heizstation erreicht, bevor es sich wieder bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt hat. Wird jedoch die Rohrleitung aus irgendeinem Grund außer Betrieb gesetzt, dann treten keine Scherkräfte mehr auf, und Wärme kann von dem öl an die Umgebung abgegeben werden. Unter diesen Umständen können sich die vorhandenen Wachskristalle zu großen und festen Gebilden vereinigen, und diese Erscheinung wird häufig noch dadurch verstärkt, daß sich frische Wachskristalle infolge der Abkühlung aus dem öl abscheiden. Diese Gebilde aus Wachs überbrücken schließlich den ganzen Querschnitt der Rohrleitung und bewirken, daß der Strömungswiderstand einen so hohen Wert annimmt, daß es schwierig oder sogar unmöglich ist, das Fördergut erneut zum Strömen zu bringen, solange das Wachs nicht wieder geschmolzen ist.

Derartige öle können zwar mittels Pumpen gefördert werden, doch weisen sie häufig einen unerwünscht hohen Strömungswiderstand auf. Bekannt-Verfahren zum Fördern

eines wachshaltigen Öls durch Rohrleitungen

Anmelder:

Shell Internationale Research Maatschappij N. V., Den Haag

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. v. Pechmann, Patentanwälte,
8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:
Paul Ray Scott, Houston, Tex.;
Ronald Frederick Scheuerman,
Bellaire, Tex. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. August 1965 (483167)

lieh ist es möglich, Flüssigkeiten von hoher Viskosität durch geeignete Maßnahmen so zu verändern, daß sie leichter durch Rohrleitungen strömen; man kann z. B. die Viskosität einer solchen Flüssigkeit dadurch herabsetzen, daß man Verdünnungsmittel beifügt oder Wasser in dem Öl dispergiert. In jedem Fall ergeben sich hierbei jedoch Nachteile, z. B. höhere Kosten, eine Verunreinigung des Öls sowie die Gefahr der Entstehung von Wasser-Öl-Emulsionen, die später wieder beseitigt werden müssen. Außerdem ermöglichen es diese Maßnahmen nicht, die vorstehend geschilderten Schwierigkeiten auszuschalten. Gemäß der Erfindung werden die Schwierigkeiten, die sich beim Einleiten eines wachshaltigen Öls in eine Rohrleitung ergeben, dadurch überwunden, daß in dem Öl, das unter einem Überdruck steht und sich oberhalb seines Fließ- oder Stockpunktes befindet und während vorzugsweise die gesamte vorhandene Wachsmenge in dem öl gelöst ist, eine Gasmenge gelöst wird, deren Menge diejenige Menge überschreitet, welche zu einer Sättigung des Öls mit dem betreffenden Gas bei atmosphärischem Druck führen würde, wobei die Gasmenge jedoch vorzugsweise kleiner ist als diejenige Menge, welche in dem öl bei der Temperatur und dem Druck gelöst werden kann, welche an der Gaszuführungsstelle herrschen, wo der Druck zweckmäßig über dem Druck der Atmosphäre

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liegt, sowie dadurch, daß die so hergestellte Lösung unter einem Überdruck und bei einer über ihrem Stockpunkt liegenden Temperatur durch die Rohrleitung gefördert wird, d. h. unter Bedingungen, unter denen keine festen Wachskristalle oder nur wenige voneinander getrennte Wachskristalle vorhanden sind. Beim Aufhören der strömenden Bewegung wird der Druck in der Rohrleitung bis unterhalb des Blasenbildungspunktes herabgesetzt, und zwar erforderwerden kann. Praktische Versuche haben gezeigt, daß schon eine kleine Bewegung von wachshaltigem Öl, das sich unterhalb seines Stockpunktes befindet, zu einer erheblichen Steigerung der Fließfähigkeit im 5 Vergleich zu dem Fließvermögen im Ruhezustand führt; bei manchen Versuchen wurde die Fließgrenze bis auf ein Hundertstel ihres ursprünglichen Wertes herabgesetzt.
Die zweite zusätzliche Wirkung, die gelegentlich

lichenfalls dadurch, daß ein Teil des Öls aus der io auftritt, besteht darin, daß die Senkung des Druckes Rohrleitung abgelassen wird, um zu bewirken, daß bei der Außerbetriebsetzung der Rohrleitung und die sich Gas aus dem Öl in Form einer großen Zahl
kleiner Blasen abscheidet, die sich mit den schon vor

handenen und den neu entstehenden Wachskristallen

Unter der Bezeichnung »Gas« werden im folgenden auch Dämpfe verstanden. Das zu verwendende Gas wird vorzugsweise aus der Gruppe gewählt, die Stick-

sowie Gemische aus beliebigen der genannten Gase umfaßt. Bei dem Rauchgas kann es sich um ein Gas handeln, das durch Verbrennen eines Teils des Öls in

dabei zu beobachtende Entstehung sich ausdehnender Gasblasen bewirkt, daß Gebilde aus Wachs zerkleinert werden, die schon entstanden oder im Entstehen vereinigen, um diese Kristalle voneinander getrennt 15 begriffen sind. Auf diese Weise entsteht ein weniger zu halten und das Entstehen fester Gebilde aus dem festes Wachsgefüge, das die Beweglichkeit des Öls Wachs zu verhindern. Auf diese Weise wird die Be- in der Rohrleitung weniger stark verringert, als es weglichkeit des Öls aufrechterhalten. ohne das Auftreten der sich ausdehnenden Blasen ge-

Die vorstehend geschilderte Wirkung der Gasbla- schehen würde. Dies hat zur Folge, daß sich die sen beruht auf der Entscheidung, daß sich das frei 20 Rohrleitung in einem späteren Zeitpunkt leichter wiewerdende Gas auf irgendeine Weise mit den Wachs- der in Betrieb setzen läßt.

kristallen vereinigt und so verhindert, daß sich das Schließlich führt das Vorhandensein von Gas in

ausgefallene Wachs zusammenballt und feste Wachs- dem Öl nicht nur dazu, daß sich der ölstrom leichter gebilde erzeugt. Der genaue Ablauf dieses Vorgangs in Bewegung setzten läßt, sondern es ergibt sich auch ist noch nicht vollständig geklärt. Es ist möglich, daß 25 eine Verringerung des Strömungswiderstandes, so sich das Gas mindestens teilweise an den Außen- daß sich die Pumpkosten verringern und eine Verflachen der Wachsteilchen, insbesondere der größeren größerung des Durchsatzes der Rohrleitung erzielt Wachsteilchen, sammelt und filmartige Gashüllen werden kann.

bildet, welche die Wachsteilchen umschließen, so daß Gemäß der Erfindung kann ein beliebiges Gas ver-

Filme oder Sperrschichten entstehen, welche die 30 wendet werden; jedoch wird vorzugsweise ein Gas Wachsteilchen voneinander getrennt halten und so verwendet, das in dem öl nur begrenzt löslich ist. eine Vereinigung der Wachsteilchen verhindern.
Diese Angaben sollen jedoch nicht einer Festlegung
auf eine bestimmte Theorie bezüglich der Vereinigung des Gases mit den Wachsteilchen gleichkom- 35 stoff, Kohlendioxyd, Rauchgas, Kohlenwasserstoffe men; vielmehr ist es auch möglich, daß in Wirklich- mit weniger als drei Kohlenstoffatomen wie Erdgas keit keine gasförmige Umhüllung entsteht, welche die
Wachskristalle umschließt. Es sei bemerkt, daß man
Schaber für Rohrleitungen benutzen kann, um zu

verhindern, daß sich Wachs an den Wänden der 40 der Rohrleitung gewonnen wird. Rohleitungen ansammelt, während sich das Öl ab- Die Mindestmenge des Gases, die in dem öl gelöst

kühlt. werden muß, richtet sich nach dem Erfordernis, daß

Bei der Inbetriebsetzung der Rohrleitung können sich Blasen bilden müssen, wenn der Druck beim zwei weitere Wirkungen des Gases in dem öl beob- Abstellen der Rohrleitung bis unter den Betriebsachtet werden. Die erste dieser Wirkungen besteht 45 druck herabgesetzt wird, und daß vorzugsweise BIadarin, daß die zusammendrückbaren Gasblasen die sen entstehen sollen, deren Gesamtvolumen 1% bis Beschleunigung des sich noch nicht bewegenden Öls 10 "Yo des Ölvolumens entspricht. Die maximale Gasin der Rohrleitung erleichtern. Es sind große Kräfte menge ist vorzugsweise diejenige, welche in dem öl erforderlich, um die in einer Rohrleitung enthaltene beim höchsten in der Rohrleitung herrschenden Druck Ölmenge in Bewegung zu setzen, wenn die Entfer- 50 gelöst werden kann, d. h. in der Strömungsrichtung nung zwischen benachbarten Pumpstationen mehrere kurz hinter einer Förderpumpe einer Pumpstation, an Kilometer beträgt und wenn die gesamte Ölmenge welcher das Gas dem öl beigemischt wird. Es ist gleichzeitig aus dem Ruhezustand beschleunigt wer- jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß die gesamte den muß. Wenn dafür gesorgt ist, daß in der gesam- Gasmenge im Öl gelöst wird, und in einigen oder ten ölmenge Blasen verteilt sind, entsteht eine Puffer- 55 allen Teilen der Rohrleitung können Blasen vorhanwirkung, denn die Blasen werden zusammengedrückt, den sein, und zwar in einer Menge von bis zu 8 Voum schließlich ganz zu verschwinden, da sie sich bei lumprozent und gewöhnlich zwischen 0,1 und 5 Voeiner Erhöhung des Druckes in dem Öl lösen. Auf lumprozent der Ölmenge.

diese Weise ist es möglich, aufeinanderfolgende Teil- Wenn der Druck in der Rohrleitung herabgesetzt

mengen des Öls nacheinander zu beschleunigen, wo- 60 wird, z. B. bei einer Unterbrechung der Förderung, bei mit der einer Pumpe benachbarten Teilmenge be- und wenn sich Blasen bilden, die bei der erneuten Ingonnen wird; somit kann das Öl unter Aufwendung betriebsetzung nicht vollständig wieder im Öl gelöst von sich in vernünftigen Grenzen haltenden Pump- werden, sowie auch dann, wenn die zugeführte Gasdrücken in strömende Bewegung gesetzt werden. So- menge diejenige Menge überschreitet, welche mindebald die Bewegung des Öls beginnt, werden außer- 65 stens in dem von der Förderpumpe entfernten Ende dem Wachsgebilde, die bereits entstanden sind, durch eines Leitungsabschnitts in dem Öl gelöst werden die vorhandene Turbulenz und die auftretenden kann, d. h. kurz vor der nächsten Pumpstation, kann Scherkräfte verkleinert, so daß das Öl leichter bewegt es zweckmäßig sein, das Gas zu entfernen, um einen

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einwandfreien Betrieb der Pumpe zu gewährleisten. Strömungsrichtung weiter entfernte Pumpe oder über Zu diesem Zweck kann man das Öl oder einen Teil eine um die Pumpe herumgeführte Umgehungsleitung des Öls aus der Rohrleitung entnehmen, um die be- nicht möglich ist, wird der Druck bei einer Ausbiltreffende Ölmenge durch einen Abscheider zu leiten, dungsform der Erfindung dadurch herabgesetzt, daß wo das freie Gas entfernt wird, woraufhin die ver- 5 man eine kleine Menge des Gemisches aus Öl und bleibende Flüssigkeit erneut der Rohrleitung züge- Gas abführt. Es ist ein besonderes Druckverringeführt werden kann. rungssystem vorgesehen, das auf Druckänderungen In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der ansprechende Vorrichtungen 21 und 22 umfaßt, die Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. bei einer Verringerung des Druckes in der Rohrlei-Sie umfaßt schematisch einen Teil einer Rohrlei- 10 tung ansprechen, da sie durch Leitungen 21,4 und tung in Verbindung mit den Mitteln zum Durchfüh- 22,4 mit den zugehörigen Meßpunkten 23 und 24 ren des erfindungsgemäßen Verfahrens. verbunden sind; die Vorrichtungen 21 und 22 geben In der Zeichnung erkennt man einen Teil einer ihre Ausgangssignale über Verbindungen 21B und Rohrleitung 1, der sich zwischen zwei Förderpumpen 22 B an die Betätigungsvorrichtungen für die Ventile 2 und 3 erstreckt; solche Förderpumpen können in 15 25 und 26 in der Hauptrohrleitung ab, um diese Venvorbestimmten Abständen von z. B. mehreren Kilo- tile zu schließen. Ferner sind Steuervorrichtungen 27 metern in die Rohrleitung eingeschaltet sein. Hierbei und 28 vorgesehen, mittels deren an die Hauptrohrhandelt es sich gewöhnlich um Schleuderpumpen, die leitung angeschlossene Überdruckventile 29 und 30 durch geeignete, hier nicht gezeigte Elektromotoren gesteuert werden; bei den Steuervorrichtungen 27 angetrieben werden. Der Druck auf der Förderseite _ao und 28 handelt es sich um Zeitverzögerungsvorrichjeder Pumpe liegt gewöhnlich zwischen etwa 70 und tungen, die durch die Ventilbetätigungssignale betä-200 atü, und er wird so geregelt, daß auf der Saug- tigt werden, welche durch die druckempfindlichen seite jeder Pumpe noch ein Überdruck vorhanden ist. Vorrichtungen 21 und 22 erzeugt werden, wenn der Gegebenenfalls können Heizmittel nach Bedarf längs Druck in der Hauptrohrleitung über einem vorher der Rohrleitung verteilt sein; dies ist jedoch gewöhn- ₂₅ eingestellten Wert liegt. Zu diesem Zweck sind die Hch nicht erforderlich; eine solche Heizeinrichtung ist Steuervorrichtungen 27 und 28 an Signalerzeugungsin der Zeichnung bei 4 in der Form eines Wärmeaus- leitungen 21B und 22 B über Signalnachweisleitungen tauschers dargestellt, dem ein Heizmittelstrom, z. B. 27A und 28 A angeschlossen und außerdem mit Dampf, über Leitungen 5 und 6 zugeführt wird. Das geeigneten Druckmeßpunkten in der Hauptrohrleiwachshaltige Öl wird der Rohrleitung bei 7 zugeführt _3O tung durch Druckleitungen 27B und 285 verbun- und mit Hilfe geeigneter Ventile 8, 9 und 10 ent- den. Die zeitabhängig gesteuerten Überdruckvenweder durch den Wärmeaustauscher 4 oder teilweise tile 29 und 30 regeln den Strom, der den Gasoder vollständig durch das Ventil 8 geleitet. abscheidern 31 zugeführt wird, welchen ein Teil Ferner sind Gaszuführungsvorrichtungen von be- des Öl- und Gasgemisches aus der Hauptrohrleiliebiger geeigneter Konstruktion, z. B. in der Form 35 tung zugeführt wird, um den Druck in der Hauptvon Düsen 11 und 12, vorgesehen, und zwar jeweils rohrleitung herabzusetzen; zu diesem Zweck sind auf der Förderseite der Pumpen. Jedoch könnte man Rohrleitungen 32 zwischen der Hauptrohrleitung und auch jede andere mechanische Einrichtung zum Ein- den Gasabscheidern 31 vorgesehen. Auf der ölausleiten von Gas in das wachshaltige Öl benutzen. Bei- trittsseite der Abscheider 31 sind Ventile 31,4 angespielsweise könnte man zu diesem Zweck Schlitze 40 ordnet, mittels deren der von den Abscheidern abgege- oder Öffnungen in der Wand der Rohrleitung vor- bene ölstrom geregelt werden kann. In die Ölabgabesehen. Jede Vorrichtung zum Zuführen von Gas ist leitungen der Abscheider 31 sind Pumpen 33 eingemit geeigneten Mitteln zum Regeln des Gasdurch- schaltet; der Durchsatz dieser Pumpen wird durch auf Satzes ausgerüstet. Hierbei kann es sich z. B. um ein der Saugseite der Pumpen angeordnete Ventile 33,4 Strömungsregelventil 13 handeln, das in eine Leitung 45 geregelt. Rohrleitungen 34, in die Ventile 35 einge-14 eingeschaltet ist, die an eine Druckgasquelle, z. B. schaltet sind, verbinden die Förderseite der Pumpen gemäß der Zeichnung an einen Druckgasbehälter 15, 33 mit der Hauptrohrleitung. Das Gas wird aus den angeschlossen ist. Ferner ist dem Ventil 13 ein Regler Abscheidern 31 über Rohrleitungen 36 und Druck-16 zugeordnet. Gemäß der Zeichnung spricht der minderventile 37 abgeführt. Damit überschüssige Öl-Regler 16 auf die gemessene Öldurchsatzmenge an, 50 mengen untergebracht werden können, die nicht von d. h. auf den Druckunterschied zwischen zwei Druck- den Abscheidern 31 aus direkt wieder in die Hauptentnahmeleitungen 17, die an die Hauptrohrleitung rohrleitung eingeführt werden können, sind gegebeauf entgegengesetzten Seiten einer Meßblende 18 an- nenfalls öllagerbehälter 38 vorgesehen, die mit den geschlossen sind; das Ausgangssignal des Reglers 16 ölabgabeleitungen der Abscheider 31 jeweils zwiwird dem Ventil 13 über eine Verbindung 19 züge- 55 sehen den Ventilen 31,4 und 33,4 über Rohrleitunführt, so daß die Geschwindigkeit der Zuführung von gen 38,4 mit Ventilen 38 B verbunden sind. Bei die-Gas zu dem öl auf einem zum Öldurchsatz proportio- ser Anordnung ist es möglich, das Öl aus den Abnalen Wert gehalten wird. Der Proportionalitätsfak- scheidern 31 direkt zur Hauptrohrleitung zurückzutor kann dadurch eingestellt werden, daß man den pumpen, indem man die Ventile 31,4 und 33,4 öff-Einstellpunkt des Reglers 16 mit Hilfe eines Betäti- 60 net und die Ventile 38 B schließt; aus den Lagergungsknopfes 20 einstellt. behältern 38 kann öl zur Hauptrohrleitung gefördert Das Rohrleitungssystem kann geeignete Mittel um- werden, indem man die Ventile 33,4 und 38 B öffnet fassen, um den Druck in der Rohrleitung bei der und die Ventile 31,4 schließt; ferner kann Öl aus den Außerbetriebsetzung zu verringern. Da der Druck- Abscheidern 31 auf einfache Weise in die Lagerabfall längs der Rohrleitung beim Aufhören der Strö- 65 behälter 38 übergeführt werden, wenn man die Venmungsbewegung verschwindet, ergibt sich häufig eine tile 31,4 und 382? öffnet und die Ventile 33 A schließt. Druckerhöhung am entfernteren Ende der Rohrlei- Damit ungelöstes Gas aus dem Ölstrom entfernt tung. Wenn eine Entnahme von Öl über eine in der werden kann, ist es auch möglich, kurz vor jeder in

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der Strömungsrichtung weiter entfernten Pumpe Gas- der Pumpe 3 einer Zwischenpumpstation erhöht,

abführungsmittel vorzusehen, die mit dem Abschei- Wenn dieser Druck auf der Saugseite einen vorbe-

der 31 verbunden sind und einen Gasdom 39 umfas- stimmten Wert erreicht, der z. B. wiederum 27 atü

sen, welcher sich an einen exzentrisch erweiterten beträgt, öffnet die Steuervorrichtung 22 das Ventil

Abschnitt 40 der Hauptrohrleitung 1 anschließt und 5 26 in der Hauptrohrleitung 1 auf der Förderseite der

mit dem Abscheider 31 über eine Gaseinlaßleitung Pumpe 3. Hierbei ist das Ventil 30 geschlossen. Das

41 verbunden ist, in die ein Ventil 42 eingeschaltet ist. Ventil 26 wird durch die Steuervorrichtung 22 so ein-

Um das Festsetzen von Wachs an den Wänden gestellt, daß die Pumpe 3 den Ansaugdruck auf einem der Rohrleitung zu verhindern, kann man Rohr- Mindestwert von 27 atü hält. Das-wachshaltige Ölleitungsschaber von bekannter Bauart benutzen. Die ¹⁰ Gas-Gemisch strömt dann zur Pumpe einer weiteren Benutzung solcher Schaber kann sich bei denjenigen Pumpstation oder zum Ende der Rohrleitung, wo ein Abschnitten der Rohrleitung als besonders zweck- großer Gasabscheider 43 dazu dient, das Gas von mäßig erweisen, in denen die Temperatur des Öls von dem wachshaltigen Öl zu trennen. Das Gas wird aus der höheren Anfangstemperatur auf die Temperatur dem Abscheider 43 über eine Leitung 44 und ein in der Umgebung der Rohrleitung zurückgeht. Eine ¹S Druckminderventil 45 abgeführt. Das Öl wird über zweckmäßige, hier jedoch nicht gezeigte Anordnung eine Rohrleitung 46 und eine Pumpe 47 zu einem besteht darin, bekannte kugelförmige Schaber zu be- Lagerbehälter oder einem Verbraucher gefördert,
nutzen, die in die Rohrleitung an einer beliebigen Im folgenden wird eine mögliche Reihenfolge von Stelle eingeführt werden können, um einen Teil der Vorgängen für den Fall beschrieben, daß die Rohr-Leitung zu reinigen, und die dann aus der Leitung ²⁰ leitung stillgesetzt wurde. Wenn der Druck auf der über einen Kugelaufnehmer wieder entfernt werden Förderseite der Pumpe 2 auf einen Wert unter 27 atü können, nachdem sie die Leitung passiert haben; abnimmt, z.B. wegen eines Ausfalls der Antriebssolche kugelförmigen Schaber können immer dort einrichtung oder beim Stillsetzen der Anlage, schließt verwendet werden, wo sich das Öl auf die Temperatur die Steuervorrichtung 21 das Ventil 25, woraufhin der in der Umgebung der Rohrleitung abkühlt. 25 Druckabfall über die Verbindung 21,4 gefühlt und

Um die erneute Inbetriebsetzung der Rohrleitung das Ventilschließsignal durch die Verbindung 21B nach einer längeren Stillstandszeit und einer Tem- übertragen wird. Das in der Leitung 21B erscheiperatursenkung des Gemisches zu erleichtern, kann nende Signal wirkt auch über die Leitung 27^4 auf man Mittel vorsehen, um der Rohrleitung einen pul- die Zeitverzögerungsvorrichtung 27, um sie in Tätigsierenden Druck zuzuführen. Ein solcher variierender 3<> keit zu setzen. Nach Ablauf einer vorbestimmten Ver-Drack kann mit Hilfe einer Impulserzeugungsvor- zögerungszeit von z. B. 2 bis 30 Minuten nach dem richtung 48 erzeugt werden, die einen Zylinder 49 vollständigen Schließen des Ventils 25 wird das umfaßt,Jn welchem ein hin- und herbewegbarer KoI- Überdruckventil 29 geöffnet, um den Druck in der ben 50 angeordnet ist, dessen Kolbenstange 51 mit Hauptleitung herabzusetzen. Das Überdruckventil 29 einer geeigneten Antriebseinrichtung verbunden ist 35 wird durch die Vorrichtung 27 geöffnet, wenn der Der Zylinder ist an die Rohrleitung über eine Zweig- über die Leitung 275 gefühlte Druck in der Rohrleitung 52 angeschlossen, in die ein normalerweise leitung über 24 atü liegt, doch bleibt es geschlossen, geschlossenes Ventil 52 a eingeschaltet ist, und wenn der Druck niedriger ist. Das Ventil 29 wird außerdem ist der Zylinder mit einem Behälter für dann bei der erneuten Inbetriebsetzung automatisch eine Newtonsche Flüssigkeit über eine Rohrleitung 53 40 geschlossen, wobei das Öffnen des Ventils 25 durch verbunden, die ein normalerweise geschlossenes die Steuervorrichtung 27 gefühlt wird. Eine Verzöge-Ventil 53 A enthält. rung der Betätigung des Überdruckventils 29 ist

Im folgenden wird beschrieben, auf welche Weise zweckmäßig, um ein vorzeitiges Öffnen infolge von die dargestellte Anlage betrieben werden kann. Das Druckschwankungen oder eines kurzzeitigen Leiwachshaltige Öl, das bei 7 von einem Lagerbehälter 45 stungsabfalls der Pumpe zu verhindern. Das Öl-Gasod. dgl. aus zugeführt wird, gelangt zur Saugseite der Gemisch wird dem Gasabscheider 31 zugeführt, bis ersten Pumpe 2, wobei die Temperatur des Öls über der Druck an diesem Punkt in der Rohrleitung einen dem Stockpunkt liegt; erforderlichenfalls wird das vorbestimmten Wert erreicht, der unter dem Blasen-Öl mit Hufe des Wärmeaustauschers 4 erwärmt. Die bildüngspunkt des Gemisches liegt und z. B. 24 atü Pumpe 2 erhöht den Druck des Öls auf einen vor- 50 beträgt.

her eingestellten Mindestwert von z. B. 27 atü. Die Kurz nach dem Aufhören der Förderung durch die Regelvorrichtung 21 fühlt den erhöhten Druck und erste Pumpe 2 geht der Druck auf der Saugseite der öffnet das Ventil 25, das geöffnet gehalten wird, so- Pumpe 3 auf weniger als 27 atü zurück. Die Steuerlange der Förderdruck der Pumpe 2 z. B. 27 atü 'oder vorrichtung 22, die in der gleichen Weise arbeitet wie mehr beträgt. Hierbei ist das Ventil 29 geschlossen 55 die Steuervorrichtung 21, schließt dann das Gegen-Wenn das Öl durch die Meßblende 18 strömt, ent- druckregelventil 26. Hierdurch wird die Zeitverzögesteht hier ein Druckunterschied, der durch die Steuer- rungsvorrichtung 28 in Tätigkeit gesetzt. Wenn die vorrichtung 16 für das Gaszuführungsventil 13 ge- eingestellte Verzögerungszeit von 2 bis 30 Minuten fühlt wird. Das Ventil 13 wird durch die Steuervor- abgelaufen ist, wird das Ventil 30 zum Regeln des richtung 16 so eingestellt, daß der Rohleitung 1 Gas 60 Druckes in der Rohrleitung geöffnet, und das Öl-Gasüber die Düse 11 in einer Menge zugeführt wird, die Gemisch wird dem zugehörigen Gasabscheider 31 zuausreicht, um ein Gemisch mit einem konstanten Ver- geführt, bis der Druck in der Rohrleitung 1 einen hältnis zwischen dem Gas und dem Öl zu erzeugen. Wert von 24 atü erreicht. Nachdem das Ventil 30 ge-Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine Gasmenge nügend lange geöffnet war, um den Druck in der zugeführt, die ausreicht, um den Blasenbildungspunkt 65 Rohleitung bis unter den Blasenbildungspunkt herdes Gemisches auf 25 atü zu erhöhen. Durch das abzusetzen, d. h. 5 bis 30 Minuten lang, bewirkt die Strömen des Gemisches wird der Druck in der Rohr- Zeitverzögerungsvorrichtung, daß sich das Ventil 30 leitung und somit auch der Druck auf der Saugseite schließt und geschlossen bleibt, bis das Ventil 26

wieder geöffnet und erneut geschlossen worden ist; das öffnen des Ventils 30 wird nur durch das Schließen des Ventils 26 eingeleitet. Das Ventil 30 muß bis zur nächsten Außerbetriebsetzung geschlossen bleiben, um das Austreten des Gemisches zu verhindern, wenn die Pumpe 3 wieder in Betrieb gesetzt wird.

Wenn der Druck in der Hauptleitung herabgesetzt wird, wird das Öl-Gas-Gemisch übersättigt, so daß sich Gas- oder Dampfblasen bilden können. Wenn sich das Gemisch abkühlt, wird der Druck in der Leitung wegen der damit verbundenen Volumenabnahme weiter herabgesetzt, so daß das Öl weiterhin ohne Rücksicht auf die Temperatur auf dem Übersättigungspunkt oder in dessen Nähe verbleiben kann. Das Wachs, das ausgeschieden wird, während das Öl mit Gas übersättigt ist, bildet kein festes Gefüge mit einer hohen Fließgrenze, so daß sich die Gefahr eines Verstopfens der Rohrleitung verringert.

Nachstehend wird beschrieben, auf welche Weise es z. B. möglich ist, die beschriebene Rohrleitung wieder in Betrieb zu setzen, nachdem sie längere Zeit hindurch nicht in Betrieb war und sich die Temperatur des Gemisches erniedrigt hat. Das dem Lagerbehälter im strömungsfähigen Zustand entnommene wachshaltige öl wird der Saugseite der ersten Pumpe 2 zugeführt. Sobald der Druck auf der Förderseite den Wert von 27 atü überschreitet, öffnet sich das Ventil 25, während das Ventil 29 geschlossen wird. Der Druck wird auf 70% des normalen Betriebsdruckes der Pumpe auf der Förderseite gesteigert. Das Ventil 53 A wird geöffnet, und eine Newtonsche Flüssigkeit wird einer Kammer 49 über die Leitung 53 von einem hier nicht gezeigten Behälter aus mit Hilfe einer ebenfalls nicht dargestellten Hilfspumpe zugeführt. Dann wird das Ventil 53,4 geschlossen und das Ventil 52,4 geöffnet. Nunmehr wird der Kolben 50 durch einen hier nicht gezeigten Impulsgenerator mit einer vorbestimmten Frequenz betätigt. Die eine hohe Energie aufweisenden Impulswellen, die sich längs der Rohrleitung fortpflanzen, erleichtern das Zerkleinern des Wachsgefüges, sie verringern den zur Einleitung des Strömens erforderlichen Druck, und sie verkürzen die Zeit, die bis zum Erreichen der normalen Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung verstreicht. Außerdem wirken die Gasblasen als Puffer und erleichtern ebenfalls das Einleiten der Bewegung des Ölstroms. Sobald das öl strömt, wird das Ventil 52^4 geschlossen.

Ein Teil des Gases, das infolge der Senkung des Druckes frei wird, geht erst dann wieder in Lösung, wenn das Gemisch die Saugseite der Pumpe 3 erreicht hat. Große Gasblasen können an dem Gasabscheider mit dem Dom 39 entfernt werden, der mit dem erweiterten Rohrleitungsabschnitt 40 und dem Abscheider 31 verbunden ist, an welch letzterem das beschriebene Abführungssystem angeschlossen ist.

Wenn der Druck auf der Saugseite der Pumpe 3 auf 27 atü ansteigt, wird die Pumpe in Betrieb gesetzt und das Ventil 26 geöffnet. Die Pumpe 3 erzeugt erneut den höchsten zulässigen Druck, woraufhin ein Impulsgenerator in Tätigkeit gesetzt wird usw., bis sich die gesamte Rohrleitung wieder in Betrieb befindet.

Man kann die beschriebene Rohrleitungskonstruktion für den Fall abändern, daß die Ablagerung von Wachs und die Entstehung eines starren Wachsgefüges beim Abkühlen des Öls dazu führt, daß zu hohe Drücke erforderlich werden, um die strömende Bewegung aufrechtzuerhalten. Eine Möglichkeit besteht darin, den ersten Abschnitt der Rohrleitung im Vergleich zu der zuerst beschriebenen Ausbildungsform mit einem entsprechend größeren Durchmesser zu versehen, damit das Öl unter einem Druck, der unter dem Blasenbildungspunkt liegt, wobei freie Gasblasen in dem öl vorhanden sind, mit der gewünschten Durchsatzgeschwindigkeit strömen kann. Dieser einen größeren Durchmesser aufweisende Abschnitt der Rohrleitung würde eine ausreichende Länge von z. B. mehreren Kilometern erhalten müssen, damit sich die Temperatur des Öls während des Durchströmens dieses Abschnittes auf die mittlere Rohrleitungstemperatur senken kann. Die ungelösten, sich ausdehnenden Blasen, deren Entstehung auf den natürlichen Druckabfall in einer durchströmten Leitung zurückzuführen ist, würden jedes starre Wachsgefüge zerkleinern und die erneute Bildung eines solchen Gefüges verhindern, wenn sich das Öl abkühlt, da es Wärme an das die Leitung umgebende Erdreich abgibt. Nachdem das öl abgekühlt worden ist, könnte man es weiterhin unter einem höheren Hauptleitungsdruck durch eine Hauptleitung von kleinerem Durchmesser pumpen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen Rohrleitungsabschnitt vorzusehen, innerhalb dessen die Öltemperatur derart auf die Temperatur in der Umgebung der Rohrleitung herabgesetzt werden kann, daß sich nur eine minimale starre Wachsmenge bildet. Zu diesem Zweck könnte man eine unterirdisch verlegte Kühlrohrschleife vorsehen, deren Länge ausreicht, um das öl auf die Umgebungstemperatur der Rohrleitung abzukühlen, bevor es der Hauptleitung von der Kühlschleife aus zugeführt wird. Es würde zweckmäßig sein, Schaber, z. B. kugelförmige Schaber, in den Kühlabschnitten oder Kühlschleifen zu verwenden, um zu verhindern, daß sich Wachs an den Rohrwänden festsetzt. Der Betrieb dieser abgeänderten Rohrleitungen würde weitgehend dem Betrieb der hier dargestellten Rohrleitung ähneln und ihm vollständig entsprechen, sobald das öl auf die Rohrleitungstemperatur abgekühlt worden ist.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gas unter einem über dem Atmosphärendruck liegenden Druck in dem öl gelöst wird. Doch könnte man das Gas z.B. auch unter einem niedrigeren Druck zuführen und dann einen höheren Druck auf das öl aufbringen, z. B. dadurch, daß man das öl durch eine in die Hauptleitung eingeschaltete Pumpe leitet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren, um durch eine Rohrleitung öl zu fördern, das bei einer in der Umgebung der Rohrleitung herrschenden Temperatur ungelöstes Wachs enthält, und um das Entstehen fester Wachskörper in der Rohrleitung zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Öl, während es sich oberhalb seines Stockpunktes und unter einem Überdruck befindet, ein Gas in einer Menge gelöst wird, die größer ist als die Gasmenge, welche eine Sättigung des Öls bei atmosphärischem Druck bewirkt, und daß die so hergestellte Lösung unter einem Überdruck durch die Rohrleitung geleitet wird, so daß sich ein Teil des gelösten Gases abscheidet, um in dem öl Gasblasen zu bilden, wenn sich das Öl auf die in der Umgebung der Rohrleitung herrschende Tem-

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peratur abkühlt, um so zu verhindern, daß sich bei dieser Abkühlung in dem Öl feste Wachskörper oder -gefüge bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in dem Öl bei einer Temperatur gelöst wird, bei der im wesentlichen das vorhandene Wachs in dem Öl gelöst wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Gasmenge in dem Öl gelöst wird, wenn sich das Öl oberhalb seiner Stockpunkttemperatur befindet.

4. Verfahren, um durch eine Rohrleitung öl zu fördern, das bei einer in der Umgebung der Rohrleitung herrschenden Temperatur ungelöstes Wachs enthält, und um zu verhindern, daß sich in der Rohrleitung bei der Außerbetriebsetzung der Leitung feste Wachskörper bilden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Öl, während es sich oberhalb seiner Stockpunkttemperatur und unter einem Überdruck befindet, ein Gas gelöst wird, so dessen Menge größer ist diejenige Menge, welche eine Sättigung des Öls bei atmosphärischem Druck bewirken würde, daß das so hergestellte Gemisch unter einem Überdruck durch offene Ventile innerhalb der Rohrleitung geleitet wird, daß jede as Drucksenkung bis unterhalb eines vorbestimmten Mindestwertes, durch, die eine Außerbetriebsetzung angezeigt wird, gefühlt wird, um die in die Rohrleitung eingeschalteten Ventile zu schließen, daß ein Teil des Gemisches nach einer solchen Feststellung einer Außerbetriebsetzung entfernt wird, um den Druck weiter herabzusetzen und zu gewährleisten, daß sich ein Teil des gelösten Gases abscheidet, damit freie Gasblasen in dem Öl entstehen, und daß die Ventile nach der Beendigung der Außerbetriebsetzung wieder geöffnet werden, damit die Rohrleitung kontinuierlich durchströmt werden kann.

5. Verfahren zur Inbetriebsetzung von Rohrleitungen zum Fördern von Öl, das bei einer in der Umgebung der Rohrleitung herrschenden Temperatur ungelöstes Wachs enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Öl, während es sich oberhalb seiner Stockpunkttemperatur und unter einem Überdruck befindet, ein Gas in einer Menge gelöst wird, die größer ist als diejenige Menge, bei welcher das Öl bei atmosphärischem Druck gesättigt ist, daß das so hergestellte Gemisch unter einem Überdruck durch die Rohrleitung gefördert wird, daß der Druck in der Rohrleitung nach einer Außerbetriebsetzung bis unter den über dem Atmosphärendruck liegenden Betriebsdruck herabgesetzt wird, damit freie Gasblasen entstehen, daß mehrere Druckimpulse auf das Gemisch in der Rohrleitung aufgebracht werden, um das erneute Strömen des Öls nach der Außerbetriebsetzung wieder einzuleiten, und daß damit fortgefahren wird, das Öl in der normalen Weise unter einem Überdruck durch die Rohrleitung zu fördern.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmenge um 0,1 bis 8 Volumprozent die in dem öl lösliche Gasmenge überschreitet, so daß das Öl freie Gasblasen enthält.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus der Gruppe gewählt wird, die Stickstoff, Kohlendioxyd, Rauchgas, Kohlenwasserstoffe mit weniger als drei Kohlenstoffatomen und Gemische aus diesen Stoffen umfaßt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens Teile der Wände der Rohrleitung abgeschabt werden, um das Ansammeln von Wachs in der Rohrleitung zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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