Устройство для автоматического регулирования дренирования воды из резервуара системы подготовки нефти

СООЭ СОЮТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0% ИИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ДЕТЕЛЬСТВУ СКОМ инсти- техни 985 а Ф ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательскийтут интроскопии Томского полического института(56) Авторское свидетельство СССВ 1308616, кл. С 10 С 33/00, 198Авторское свидетельство СССРУ 1283245, кл . С 10 С 33/00, 1 1) С 10 С 33/00, С 05 Р 27/О(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ ДРЕНИРОВАНИЯ ВОДЫ ИЗРЕЗЕРВУАРА СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ НЕФТИ(57) Изобретение относится к техникерегулирования дренирования воды изрезервуаров системы подготовки нефти, мовет быть использовано при автоматизации резервуарных парков подготовки нефти и позволяет повысить точность регулирования . Устройство дляавтоматического регулирования дренирования воды иэ резервуара системыподготовки нефти содерзит выносной1613480 сосуд 10, соединенный с трубопроводом6 сброса воды, трубопровод 14 анализасостава сосуда 10, подключенный канализатору 15 состава жидкости, выход которого соединен с регулятором16 задвижки 17 сброса воды, трубопровод 7 подачи жидкости иэ резервуара1, блок 18 температурных датчиков,два сумматора 19 и 20, блок вычитания21 и переключения 22, дополнительныйвыносной сосуд 11 и две пары задвижек8, 12 и 9, 13, При этом блок 18 температурных датчиков соединен с внешней поверхностью резервуара в точках,распределенных по его высоте опредеИзобретение относится к техникеавтоматического регулирования процесса дренирования воды из резервуаровсистемы подготовки нефти и может бытьиспользовано при автоматизации резервуарных парков подготовки нефти.Целью изобретения является повышение точности регулирования,На фиг.1 схематично показано предлагаемое устройство; на фиг,2 - графи-З 0ки зависимости распределения температур Т по высоте резервуара Н,Устройство содержит (фиг.1) резер-вуар 1, в который поступает водонефтяная смесь с содержанием воды 20-707В резервуаре 1 происходит расслояниесмеси по плотности и образованиеслоев неФти 2, воды 3, межфазногослоя 4 водонефтяной эмульсии. Отборготовой (обезвоженной) нефти из резервуара 1 осуществляется в нефтянойколлектор 5, а дренирование отстоявшейся воды - через трубопровод 6сброса воды. Посредством трубопровода7 подачи жидкости из резервуара с заданного уровня межфаэного слоя резервуар 1 через задвижки 8 и 9 сообщается с выносными сосудами 10 и 11. Выносные сосуды 10 и 11 также подключены к трубопроводу 6 сброса воды ичерез задвижки 12 и 13 посредствомтрубопровода 14 анализа состава содержимого сосудов сообщаются с анализатором 15 состава жидкости, Выходанализатора 15 состава жидкости под 55ключен к регулятору 16 задвижки 17сброса воды, которая установлена натрубопроводе 6 сброса воды. Блок 18температурных датчиков связан с внгшленным образом, выходы блока 18 температурных датчиков, соответствующимобразом соединены с сумматорами 19и 20, выходы которых подключены кблоку 21 вычитания, соединенному сблоком 22 переключения, своими выходами подключенному к задвижкам 8, 12и 9, 13. Дополнительный выносной сосуд 11 подсоединен к трубопроводу 6сброса воды, а каждый из выносныхсосудов 10 и 11 через соответствующую пару задвижек 8, 12 н 9, 13 подключен к трубопроводу 7 подачи жидкости и к трубопроводу 14 анализа состава. 2 ил. ней поверхностью резервуара 1 в точках, распределенных по его высоте в области раздела фаз нефть-вода, симметрично относительно центра заданного положения межфазного слоя 4, на равных, больших половины его ширины отрезках. Выходы блока 18 температурных датчиков, соответствующие точкам регистрации температур в верхней и нижней части межфаэного слоя 4, соединены соответственно с входами первого и второго сумматоров 19 и 20. Выходы сумматоров 19 и 20 подключены к блоку 2 1 вычитания, соединенному с блоком 22 переключения, один из выходов которого подключен к входам первой пары задвижек 8 и 12 переключения, а другой - к аналогичным входам второй пары задвижек 9 и 13 переключения.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии задвижки 8 и 12 открыты, а 9 н 13 закрыты. По трубопроводу 7 подачи жидкости из резервуара с заданного уровня межфазного слоя, водонефтяная смесь непрерывно поступает из резервуара 1 в выносной сосуд 10 и сливается в трубопровод 6 сброса воды. Состав жидкости в выносном сосуде 10 непрерывно контролируется анализатором 15 состава жидкости, в котором, например, регистрируются изменения в содержании газа (кислорода, азота) в воздухе, подаваемом в газовое пространство сосуда 10 и выходящем иэ него по трубопроводу 14 анализа состава содержимого сосудов. Изменения в содержаниигаза происходят в результате насыщения воздуха парами поступающей в выносной сосуд 10 эмульгированной нефти,г зависимости от ее концентрации. При попадании нефти в выносной сосуд 10, вырабатываемое анализатором 15 состава управлякщее воздействие на регулятор 1 Ь задвижки 17 сброса воды вызывает снижение и полное прекрашение дренирования воды из резервуара 1При этом эа счет притока водонефтяной смеси в резервуар 1 попадание нефти в выносной сосуд прекращается . Анализатор 15 состава регистрирует примерное равенство концентрации газа на входе в пространство выносного сосуда1 О и на выходе из него. Воздействие на задвижку 17 обеспечивает увеличение расхода воды из резервуара 1 до тех пор, пока вновь не произойдет попадание в выносной сосуд 10 частиц эмульгированной в воде нефти.Посредством блока 18 температурных датчиков осуществляется фиксация температур по высоте внешней поверхности резервуара 1 в области раздела нефть- вода на участке, большем ширины межфазного слоя, Блок 18 температурных датчиков представляет собой, например, набор термочувствительных элементов, установленных с обеспечением надежного теплового контакта вдоль профиля резервуара, либо инфракрасный приемник, снабженный элементами, обеспечивакщими сканирование регистрируемой области. Выходы датчиков блока 18, соответствующие точкам регистрации температур вверх от центра заданного положения межфаэного слоя 4 подключены к одному из входов сумматора 19, а выход блока 18 регистрации температур, соответствукщий крайней верхней точке регистрации температур - к другому входу сумматора 19. Аналогичным образом подключены к входам сумматора 20 выходы датчиков блока 18, соответствукщие точкам регистрации температур вниз от центра к одному из входов, а крайняя нижняяточка к другому.Характер распределения температур на внешней стенке резервуара 1 определяется процессами теплообмена пристенных слоев жидкостей (нефти, межфаэного слоя, воды) с окружающей средой. Интенсивность теплообмена неодинакова для различных слоев в силу разности их теплофизических характери 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стик. Слой воды, обладая значительной теплопроводностью, плотностью, тепло- емкостью и на порядок меньшей вязко.тью по сравнению с нефтью характеризуется большей интенсивностью протекающего в нем конвективного теплообмена, поэтому контактирующая с ним часть боковой поверхности резервуара менее подвержена влиянию окружающей среды. В результате по профилю резервуара Н (фиг.2) между слоями нефти и воды существует тепловой контраст (Т-Т), а распределение температур в районе межфаэной области носит монотонно изменяющийся переходный характер. Поэтому вычисленные посредством сумматоров 19 и 20 (фиг.1) эначеиния 51=(Т-Т;) - на отрезке вьппе1 тцентра заданного положения межфаэногопслоя, Б =(Т -Т ) - на отрезке нижеч:(центра заданного положения межфаэного слоя равны между собой, если точность регулирования высока и межфазный слой поддерживается в практически неизменном положении по высоте резервуара. В этом случае кривая распределения температур в точках их фиксации блока 18 по высоте резервуара 1 имеет вид Н (Т) (фиг.2) и положение участка монотонного изменения температур ЬН неизменно относительно уровня отбора жидкости в выносной сосуд.Частицы нефти, обладакщие значительной вязкостью, попадая в ходе регулирования в выносной сосуд, не полностью сливаются в трубопровод сброса воды, загрязняют полость выносного сосуда и налипают на его стенки. При этом клапан дренажного трубопровода дополнительно подзакрывается на величину, пропорциональную добавке концентрации, вызванной засорением сосуда. Эта величина нарастает в процессе регулирования.Воэникакщее при этом смещение вверх межфазного слоя относительно заданного уровня вызывает перераспределение температур (кривая Н (Т), при котором участок монотонного изменения температур занимает положение 6 Н, сигнал Б 1 на выходе сумматора 19 (фиг.1) становится больше сигнала 5,2 (фиг.2) на выходе сумматора 20. Разность (Б-Б) находится в блоке 21. При 81-Б) 0(где У - число, задаваемое пользователем в зависи 161 3480мости от допустимой обводненности нефти) срабатывает устройство 22 переключения и, вгдействуя на регуляторы задвижек отключает пару задвиФ5 жек 8 и 12, подключая задвижки 9 и 13. Этим обеспечивается сообщение дополнительного выносного сосуда 11 с трубопроводом 7 подачи жидкости из резервуара 1 с заданного уровня межфазного слоя 4 и через трубопровод 14 анализа состава содержимого сосуда с анализатором 15 состава жидкости, При этом сигналы на выходах блоков сумматоров 19 и 20 выравниваются и процесс регулирования продолжается до тех пор, пока смещение вверх межфаэного слоя вновь не вызовет срабатывание блока 22 переключения, включение задвижек 8 и 12, отключение задвижек 9 и 13 и т.д. Отключенные выносные сосуды очищаются от остатков нефти.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность 25 регулирования дренирования воды из резервуаров подготовки нефти. При этом не допускается повышение обводненности готовой нефти выше допустимого предела, что при одновременном исключении уноса нефти с дренажной водой гарантирует высокое качество ее подготовки. Формула изобретения35Устройство для автоматическогорегулирования дренирования воды иэрезервуара системы подготовки нефти,содержащее выносной сосуд, соединенный с трубопроводом сброса воды из резервуара, трубопровод анализа состава содержимого сосуда, подключенныйк анализатору состава жидкости, выходкоторого соединен с регулятором задвижки сброса воды, и трубопровод подачи жидкости из резервуара с заданного уровня межфазного слоя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности регулирования, в него введены блок температурных датчиков, первый и второй сумматоры, блок вычитания, блок переключения, дополнительный выносной сосуди две пары задвижек, при этом температурные датчики соединены с внешнейповерхностью резервуара в точках,распределенных по его высоте в области раздела фаэ, симметрично относительно центра заданного положениямежфаэного слоя на равных и большихполовины ширины указанного слоя отрезках, выходы температурных датчиков, соответствующих точкам регистрации и верхней и нижней частях межфазного слоя, соединены соответственнос входами первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к блоку вычитания, соединенному с блокомпереключения, один из выходов которого подключен к входам первой парызадвижек, а другой - к аналогичнымвходам второй пары задвижек, дополнительный выносной сосуд подсоединенк трубопроводу сброса воды, а каждыйиз выносньм сосудов через соответствующую пару задвижек подключен ктрубопроводу подачи жидкости из резервуара с заданного уровня межфазного слоя и к трубопроводу анализа состава содержимого сосудов.1613480 г,г Корректор М.По Редакто ре роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Укг л. Гагарина, 101 Заказ 38ВНИИПИ Г Составитель Б.ДолотинТехред Л,Олийнык Тирак 447 Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5