RU131165U1 - STAND FOR EVALUATING THE EFFECTIVENESS OF PHYSICAL AND CHEMICAL IMPACT ON THE FLOW OF WATER, OIL, GAS AND GAS CONDENSATE - Google Patents

Abstract

Стенд для оценки эффективности физико-химического воздействия на поток воды, нефти, газа и газоконденсата, включающий бак, сливной бак, ручные вентили, основной трубопровод, насос, нагревательный элемент, датчики температуры, расхода и давления, отличающийся тем, что дополнительно включает газовый баллон с компрессором, установленные параллельно основному баку с насосом, насос и компрессор для циркуляции потока, а также байпасные линии для установки сменных блоков, в качестве которых используются узел ввода химического реагента, магнитная установка, турбулизатор, диффузор, конфузор, нагревательный элемент, блок охлаждения, а также узлы контроля коррозии, причем датчики температуры, давления и узлы контроля коррозии установлены после каждого съемного блока.A bench for assessing the effectiveness of the physicochemical effect on the flow of water, oil, gas and gas condensate, including a tank, drain tank, manual valves, main pipe, pump, heating element, temperature, flow and pressure sensors, characterized in that it further includes a gas cylinder with a compressor installed parallel to the main tank with a pump, a pump and a compressor for circulating the flow, as well as bypass lines for installing replaceable units, which use a chemical input unit, magnetic a unit, a turbulator, a diffuser, a confuser, a heating element, a cooling unit, as well as corrosion monitoring units, and temperature, pressure, and corrosion monitoring units are installed after each removable unit.

Description

Полезная модель относится к стендам и может быть использована для исследования влияния физического и химического воздействия на состав и свойства жидкости или газа.The utility model relates to stands and can be used to study the effect of physical and chemical effects on the composition and properties of a liquid or gas.

Для исследования процессов физико-химического воздействия необходим стенд, который при минимальной стоимости и габаритам позволит моделировать практически любой технологический процесс, связанный с потоком жидкости или газа, в том числе в нефтегазовой отрасли.To study the processes of physico-chemical effects, a stand is needed that, at the lowest cost and dimensions, will allow you to simulate almost any technological process associated with the flow of liquid or gas, including in the oil and gas industry.

Известен стенд гидравлический для экспериментальных и исследовательских работ, связанных с изучением сопротивлений трубопроводов и струеформирующих устройств [Патент RU 2275607, МПК G01F 25/00, 2006]. Стенд включает опытный трубопровод, основной бак, сливной бак, мерные баки, насос, стеклянные пьезометры для замера давления на участке опытного трубопровода, причем опытный трубопровод выполнен с участками поворота, сужения и расширения.A well-known hydraulic stand for experimental and research work related to the study of the resistance of pipelines and jet-forming devices [Patent RU 2275607, IPC G01F 25/00, 2006]. The bench includes an experimental pipeline, a main tank, a drain tank, measuring tanks, a pump, glass piezometers for measuring pressure in the experimental pipeline section, and the experimental pipeline is made with sections of rotation, narrowing and expansion.

Недостатком данного стенда является ограничение функциональных возможностей, так как замеряется только перепад давлений на гидравлических сопротивлениях. Нет возможности оценки влияния химического воздействия на поток, а также магнитного поля, так как отсутствуют необходимые устройства и средства для их подключения. Кроме того отсутствует возможность исследовать газопровод.The disadvantage of this stand is the limited functionality, since only the differential pressure is measured at the hydraulic resistance. There is no way to assess the influence of chemical effects on the flow, as well as the magnetic field, since there are no necessary devices and means for their connection. In addition, there is no opportunity to explore the gas pipeline.

Наиболее близким к заявляемому является учебный стенд «Гидравлический объект», содержащий основной бак, сливной бак, расходомер Вентури, ручные вентили, трубопроводы, насос, нагреватель, датчики температуры, расхода, давления. Данный стенд предназначен для построения автоматических систем регулирования гидравлических и термодинамических процессов различной степени сложности [Патент RU 100155, МПК F16B 19/00, 010].Closest to the claimed is the training facility "Hydraulic object", containing the main tank, drain tank, Venturi flow meter, manual valves, pipelines, pump, heater, temperature, flow, pressure sensors. This stand is designed to build automatic control systems for hydraulic and thermodynamic processes of varying degrees of complexity [Patent RU 100155, IPC F16B 19/00, 010].

Недостатком данного стенда является отсутствие возможности проведения оценки влияния магнитного, химического воздействия на поток, а также невозможность изменения режима течения жидкости или газа. Также отсутствует возможность исследовать влияние физико-химического воздействия на газ и газоконденсат, так как не обеспечивается пониженных температур, необходимых для перекачки газоконденсата.The disadvantage of this stand is the inability to assess the influence of magnetic and chemical effects on the flow, as well as the impossibility of changing the flow regime of a liquid or gas. There is also no opportunity to study the effect of physico-chemical effects on gas and gas condensate, since it does not provide the low temperatures necessary for pumping gas condensate.

Задача полезной модели - расширение функциональных возможностей стенда, а также возможность исследовать физико-химическое воздействие на поток газа и газоконденсата.The objective of the utility model is to expand the functional capabilities of the bench, as well as the ability to study the physicochemical effect on the flow of gas and gas condensate.

Поставленная задача решается тем, что стенд для оценки эффективности физико-химического воздействия на поток воды, нефти, газа и газоконденсата включает бак, сливной бак, ручные вентили, основной трубопровод, насос, нагревательный элемент, датчики температуры, расхода и давления, газовый баллон с компрессором, установленные параллельно баку с насосом, а также байпасные линии для установки сменных блоков, в качестве которых используются узел ввода химического реагента, магнитная установка, турбулизатор, диффузор, конфузор, нагревательный элемент, блок охлаждения. Также стенд дополнительно включает узлы контроля коррозии. Датчики температуры, давления и узлы контроля коррозии установлены после каждого съемного блока.The problem is solved in that the stand for evaluating the effectiveness of the physicochemical effect on the flow of water, oil, gas and gas condensate includes a tank, a drain tank, manual valves, the main pipeline, a pump, a heating element, temperature, flow and pressure sensors, a gas cylinder with a compressor installed parallel to the tank with the pump, as well as bypass lines for installing interchangeable units, which are used as the input unit of the chemical reagent, magnetic installation, turbulator, diffuser, confuser, heating element, cooling unit. Also, the stand additionally includes corrosion control units. Temperature, pressure sensors and corrosion control units are installed after each removable unit.

На фиг.1 представлен заявляемый стенд, гдеFigure 1 presents the inventive stand, where

1 - основной трубопровод;1 - the main pipeline;

2 - байпасная линия;2 - bypass line;

Б - бак;B - tank;

ГБ - газовый баллон;GB - gas cylinder;

СБ - сливной бак;SB - drain tank;

H1 - насос;H1 - pump;

Н2 - насос для циркуляции;H2 - pump for circulation;

К1 - компрессор;K1 - compressor;

К2 - компрессор для циркуляции;K2 - compressor for circulation;

М - датчик давления;M - pressure sensor;

Т - датчик температуры;T - temperature sensor;

Р - расходомер;P is a flow meter;

УЗК - узел контроля коррозии;UZK - corrosion control unit;

А - узел ввода химического реагента;A - input node of the chemical reagent;

МУ - установка магнитной обработки;MU - installation of magnetic processing;

Д - диффузор;D - diffuser;

КД - конфузор;KD - confuser;

ТП - турбулизатор;TP - turbulizer;

НЭ - нагревательный элемент;NE - heating element;

БО - блок охлаждения;BO - cooling unit;

B1 - вентиль основного трубопровода;B1 - valve of the main pipeline;

В2 - вентиль байпасной линии.B2 - bypass valve.

На фиг.2 представлен блок охлаждения БО, гдеFigure 2 presents the cooling unit BO, where

БХ - бак с хладагентом;BH - a tank with a refrigerant;

Н3 - насос для циркуляции хладагента.H3 - pump for the circulation of the refrigerant.

Стенд представляет собой контур из основного трубопровода 7 и байпасных линий 2, выполненных из химического стекла с показателем адгезии, сопоставимым со стальной трубой. Стенд оснащен баком Б для жидкостей, откуда жидкость насосом Н1 подается в контур, а также газовым баллоном ГБ, откуда газ компрессором К1 подается в контур. На контуре установлены контрольно-измерительные приборы - датчики давления М, температуры Т, узлы контроля коррозии УЗК. На байпасные линии 2 устанавливаются съемные блоки: узел ввода А, установка магнитной обработки МУ, диффузор Д или конфузор КД, турбулизатор ТП, нагревательный элемент НЭ или блок охлаждения БО. На трубопроводе после насоса Н1 и компрессора К1 установлен расходомер Р. На основной трубопровод 1 установлены ручные вентили В1, а на байпасные линии 2 установлены ручные вентили В2, с помощью которых поток жидкости или газа направляется в основной трубопровод 1 или ту или иную байпаснуюлинию 2. Для создания высоких температур на одну из байпасных линий устанавливается нагревательный элемент НЭ, а для создания низких температур потока устанавливается блок охлаждения БО. Для циркуляции потока по контуру стенд оснащен насосом для циркуляции H2 и компрессором для циркуляции К2. Стенд оснащен сливным баком СБ.The stand is a circuit of the main pipeline 7 and bypass lines 2 made of chemical glass with an adhesion index comparable to a steel pipe. The stand is equipped with a tank B for liquids, from where the liquid is pumped by the pump Н1 to the circuit, as well as a gas cylinder GB, from where gas is supplied by the compressor K1 to the circuit. On the circuit there are control and measuring devices - pressure sensors M, temperature T, corrosion monitoring units of ultrasonic testing. Removable blocks are installed on bypass line 2: input unit A, magnetic treatment unit MU, diffuser D or confuser KD, turbulizer TP, heating element NE or cooling unit BO. A flow meter R is installed on the pipeline after the pump N1 and compressor K1. Manual valves B1 are installed on the main pipeline 1, and manual valves B2 are installed on the bypass lines 2, by which the flow of liquid or gas is directed to the main pipeline 1 or one or another bypass line 2. To create high temperatures, a NE heating element is installed on one of the bypass lines, and a BO cooling unit is installed to create low flow temperatures. To circulate the flow along the circuit, the stand is equipped with a pump for circulation H2 and a compressor for circulation K2. The stand is equipped with a drain tank SB.

Полезная модель работает следующим образом. Заявляемый лабораторный стенд используется для исследования влияния химического и физического воздействия на поток жидкости и газа. В качестве исследуемой среды может быть нефть, нефтепродукты, вода, газ, газоконденсат.The utility model works as follows. The inventive laboratory bench is used to study the effect of chemical and physical effects on the flow of liquid and gas. The studied medium may be oil, oil products, water, gas, gas condensate.

Насосом Н1 жидкость из бака Б подается в основной трубопровод 1, в случае исследования газового потока газ из газового баллона ГБ в основной трубопровод 1 подается компрессором К1. Далее поток проходит через датчики М, Т, Р, где замеряется давление, температура, расход потока, а также при исследованиях коррозионной активности среды в узел контроля коррозии УЗК устанавливаются образцы-свидетели.With pump N1, the liquid from tank B is fed into the main pipe 1, in the case of studying the gas flow, gas from the GB gas cylinder is supplied to the main pipe 1 by the compressor K1. Further, the flow passes through the sensors M, T, P, where pressure, temperature, flow rate are measured, and also when examining the corrosivity of the medium, test specimens are installed in the corrosion control unit of the ultrasonic inspection device.

Далее поток направляется в основной трубопровод 1 и при соответствующем положении вентилей В1 и В2 поток может циркулировать по контуру за счет работы насоса для циркуляции Н2 или компрессора для циркуляции К2 (в случае перекачки газового потока) или сливаться в сливной бак СБ.Next, the flow is directed to the main pipeline 1 and, with the corresponding position of valves B1 and B2, the flow can circulate through the circuit due to the operation of a pump for circulating H2 or a compressor for circulating K2 (in the case of pumping a gas stream) or merged into the SB drain tank.

Поток направляется по основному трубопроводу 1 или в байпасные линии 2 путем открытия или закрытия вентилей В1 и В2. Так на байпасные линии устанавливаются съемные блоки. После каждой байпасной линии установлен датчики давления М и температуры Т а также узлы контроля коррозии УЗК.The flow is directed through the main pipeline 1 or to the bypass line 2 by opening or closing the valves B1 and B2. So removable blocks are installed on the bypass lines. After each bypass line, pressure sensors M and temperature T are installed, as well as corrosion monitoring units of the ultrasonic inspection device.

При установке узла ввода химического реагента А исследуется влияние химического реагента на свойства перекачиваемой среды. По образцам-свидетелям, установленным в узлах контроля коррозии УЗК, гравиметрическим методом возможна оценка коррозионной активностисреды, а также процессов отложения асфальтеносмолопарафиновых соединений и неорганических солей.When installing the input unit of the chemical reagent A, the effect of the chemical reagent on the properties of the pumped medium is investigated. According to test specimens installed in the corrosion control nodes of the ultrasonic testing machine, the corrosion activity of the medium, as well as the processes of deposition of asphalt-resin-paraffin compounds and inorganic salts, can be measured by the gravimetric method.

При монтаже установки магнитной обработки МУ оценивается воздействие магнитного поля на коррозионную активность среды, процессы отложения асфальтеносмолопарафиновых соединений и неорганических солей. Кроме того, известно, что магнитные установки при перекачке потока жидкости или газа с примесями, являются фильтрами или коагуляторами, поэтому по перепаду давления можно судить работе установки магнитной обработки МУ как фильтра, а при установке в сливной бак СБ набора фильтров - как коагулятора.During the installation of the magnetic treatment unit MU, the effect of a magnetic field on the corrosiveness of the medium, the deposition processes of asphalt-resin-paraffin compounds and inorganic salts are evaluated. In addition, it is known that magnetic installations, when pumping a stream of liquid or gas with impurities, are filters or coagulators, therefore, by the pressure drop it is possible to judge the operation of the magnetic treatment unit MU as a filter, and when installing a set of filters in the SB drain tank, as a coagulator.

Кроме показания датчиков, изменения в потоке после обработки можно визуально качественно оценить, так как трубки выполнены стеклянными.In addition to the readings of the sensors, changes in the flow after processing can be visually qualitatively evaluated, since the tubes are made of glass.

Для моделирования процессов перекачки при низких или высоких температурах, а также оценки влияния температуры на свойства потока на одну из байпасных линий может устанавливаться нагревательный элемент НЭ или блок охлаждения БО. Блок охлаждения БО укомплектован емкостью с хладагентом БХ, где за счет циркуляции хладагента с помощью насоса Н3 создаются температуры до -20°С. Данный блок позволяет не только моделировать перекачку нефти в холодное время года, но и работать с газоконденсатом.To simulate the pumping processes at low or high temperatures, as well as to evaluate the effect of temperature on the flow properties, a NE heating element or a BO cooling unit can be installed on one of the bypass lines. The BO cooling unit is equipped with a tank with BH refrigerant, where temperatures up to -20 ° C are created due to the circulation of the refrigerant using the H3 pump. This unit allows not only to simulate the pumping of oil in the cold season, but also to work with gas condensate.

Так как режим течения может оказывать влияние на коррозионное разрушение или образования стойких эмульсий, то для изменения режима течения среды на одну из байпасных линий устанавливается или турбулизатор ТП, или диффузор Д, или конфузор КД. Данные съемные блоки могут устанавливаться одновременно на разные байпасные линии в различных комбинациях в зависимости от цели исследования.Since the flow regime can affect the corrosion failure or the formation of stable emulsions, either a turbulizer TP, or a diffuser D, or a KD confuser is installed on one of the bypass lines to change the flow regime of the medium. These removable blocks can be installed simultaneously on different bypass lines in various combinations depending on the purpose of the study.

Каждый из сменных блоков может быть подключен к основному трубопроводу на байпасные линии как одиночно, так и в комплексе с другими.Each of the replaceable units can be connected to the main pipeline bypass lines both singly and in combination with others.

Заявляемый стенд позволяет моделировать практически любой технологический процесс в нефтегазовой отрасли, проводить исследования физико-химического воздействия на перекачиваемые среды.The inventive stand allows you to simulate almost any technological process in the oil and gas industry, to conduct studies of the physico-chemical effect on the pumped medium.

На заявляемом стенде могут производиться следующие виды исследований:The following types of studies can be carried out at the claimed stand:

- оценка коррозионной агрессивности жидкостей, газов и газоконденсата (гравиметрическим методом по образцам-свидетелям);- assessment of the corrosiveness of liquids, gases and gas condensate (gravimetric method according to witness samples);

- оценка эффективности ингибиторов коррозии (гравиметрическим методом по образцам-свидетелям);- assessment of the effectiveness of corrosion inhibitors (gravimetric method according to witness samples);

- оценка эффективности ингибиторов отложений АСПО, неорганических солей, (гравиметрическим методом по приросту массы образца-свидетеля); очистка от механических и вязких примесей;- Evaluation of the effectiveness of sediment inhibitors of paraffin deposits, inorganic salts, (gravimetric method for the increase in mass of the witness sample); purification from mechanical and viscous impurities;

- влияние магнитной обработки на образование отложений;- the effect of magnetic treatment on the formation of deposits;

- влияние магнитной обработки на коррозионные процессы;- the effect of magnetic treatment on corrosion processes;

- совместное физико-химическое воздействие на воду, нефть, газ и газоконденсат.- joint physical and chemical effects on water, oil, gas and gas condensate.

Источники информации:Information sources:

1. Патент RU 2275607, МПК G01F 25/00, 20061. Patent RU 2275607, IPC G01F 25/00, 2006

2. Патент RU 100155, МПК F16В 19/00, 20102. Patent RU 100155, IPC F16В 19/00, 2010

Claims (1)

Стенд для оценки эффективности физико-химического воздействия на поток воды, нефти, газа и газоконденсата, включающий бак, сливной бак, ручные вентили, основной трубопровод, насос, нагревательный элемент, датчики температуры, расхода и давления, отличающийся тем, что дополнительно включает газовый баллон с компрессором, установленные параллельно основному баку с насосом, насос и компрессор для циркуляции потока, а также байпасные линии для установки сменных блоков, в качестве которых используются узел ввода химического реагента, магнитная установка, турбулизатор, диффузор, конфузор, нагревательный элемент, блок охлаждения, а также узлы контроля коррозии, причем датчики температуры, давления и узлы контроля коррозии установлены после каждого съемного блока.

A bench for assessing the effectiveness of the physico-chemical effect on the flow of water, oil, gas and gas condensate, including a tank, drain tank, manual valves, main pipe, pump, heating element, temperature, flow and pressure sensors, characterized in that it further includes a gas cylinder with a compressor installed parallel to the main tank with a pump, a pump and a compressor for circulating the flow, as well as bypass lines for installing replaceable units, which use a chemical input unit, magnetic a unit, a turbulator, a diffuser, a confuser, a heating element, a cooling unit, as well as corrosion monitoring units, and temperature, pressure, and corrosion monitoring units are installed after each removable unit.

Images