Документ описывает инновационное изобретение - стальной наземный вертикальный резервуар цилиндрической формы с горизонтальной крышей, предназначенный для сбора, транспорта и хранения нефтепродуктов. Изобретение включает наклонное днище с защитным антикоррозийным покрытием и кольцевым коллектором для упрощения процесса очистки резервуара от нефтешлама. Основными преимуществами являются экологическая безопасность, сокращение потерь углеводородов и простота реализации конструкции.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28676
(51) B08B 9/093 (2006.01)
B08B 9/08 (2006.01)
B08B 3/02 (2006.01)
B08B 3/10 (2006.01)
B65D 88/06 (2006.01)
C02F 1/00 (2006.01)
E04H 7/02 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0289.1
(22) 05.03.2013
(45) 15.07.2014, бюл. №7
(72) Муллаев Берт Тау-Султанович; Курбанбаев
Мурат Избергенович; Ярулин Руфат Ханвелович
(RU); Бердыев Арсланбек Жарылгасынович (KZ)
(73) Акционерное общество "Казахский научно-
исследовательский и проектный институт нефти и
газа"
(56) RU 2322311 C1, кл.В09В 9/093, 20.04.2006
(54) СТАЛЬНОЙ НАЗЕМНЫЙ
ВЕРТИКАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВУАР
ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ С
ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ КРЫШЕЙ
(57) Изобретение относится к
нефтегазодобывающей промышленности, в
частности к резервуарам для сбора, транспорта и
хранения водонефтяной эмульсии, нефти, сточной
воды и нефтепродуктов.
Изобретение представляет собой стальной
наземный вертикальный резервуар цилиндрической
формы с горизонтальной крышей, днищем,
выполненным с защитным покрытием от коррозии и
от адгезии донных осадков и с уклоном 10°- 15° к
поверхности земли, с установленным по верхней
образующей днища кольцевым коллектором с
внешним и внутренним антикоррозийным
защитным покрытием, снабженным
распределительными форсунками,
смонтированными под углом 15° к наклонной
поверхности днища резервуара.
Способ очистки заявленного резервуара
(устройства) от нефтешлама осуществляется
следующим образом. В резервуар, в процессе его
эксплуатации, по приемному патрубку поступает
жидкость, содержащая фракции затвердевших
тяжелых углеводородов и механических примесей,
которые, в процессе отстоя под действием
гравитационных сил, совместно со сточной водой
осаждаются на дне резервуара. В резервуар с
защитным покрытием от коррозии и от адгезии
донных осадков и с уклоном 10°- 15° к поверхности
земли по кольцевому коллектору периодически под
напором подается вода, нагретая до 60-80°С с
добавками моющих ПАВ, которая легко смывает
донный осадок с наклонного днища резервуара в
противоположную сторону и по отводящему
патрубку периодически сбрасывается из него или, в
период опорожнения резервуара, откачивается из
него вакуумным насосом в дренажную систему.
Преимуществом предполагаемого изобретения
является то, что осадки в нем накапливаются в зоне
отвода их из резервуара, что облегчает их откачку в
дренажную систему.
Заявленное устройство в виде резервуара с
наклонным днищем имеет простую конструкцию,
легко поддающуюся реализации строительными
организациями, а способ очистки его от нефтешлама
реализуется за короткое время, в основном, в период
непрерывного технологического режима
эксплуатации резервуара, без привлечения ручного
труда, экологически более безопасен, обеспечивает
сокращение потерь жидких углеводородов и
выбросов газообразных углеводородов в
окружающую среду.
(19)KZ(13)A4(11)28676

2. 28676
2
Изобретение относится к нефтегазодобывающей
промышленности, в частности к резервуарам для
сбора, транспорта и хранения водонефтяной
эмульсии, нефти, сточной воды и нефтепродуктов.
Нефтяная промышленность начала использовать
резервуары для хранения нефти с начала 19-ого
века. Большинство стандартов, широко
применяемых в нефтяной индустрии по всему миру,
разработаны Американским Нефтяным институтом
(API - American Petroleum Institute) и Американским
Обществом Инженеров Механиков (ASME -
American Society of Mechanical Engineers), и
покрывают такие аспекты хранения нефти и
нефтепродуктов, как геомертические размеры
резервуаров, материалы для их изготовления, налив
нефти в резервуары и их разгрузка, ремонт
резервуаров. При использовании резервуаров для
отстоя, хранения и перекачки нефти на дне его
осаждается нефтешлам, состоящий из частиц
минерального (не нефтяного происхождения) и
наиболее тяжелых углеводородов в основном
парафинового ряда, удельный вес которых выше
плотности нефти и воды, составляющий от 3-х до
5-ти % от всей добываемой нефти, которые, в
конечном счете, не могут быть использованы для
последующей переработки. Однако в указанных
стандартах буквально вскользь говорится об
удалении донных нефтешламов из резервуаров и их
мойке. Поразительно, но через 130 лет после того,
как был построен первый резервуар для хранения
нефти, экологически вредная и очень опасная
ручная очистка резервуаров от нефтешламов
остается наиболее распространенным методом
очистки по всему миру.
Известен стальной наземный вертикальный
резервуар, представляющий собой емкость
цилиндрической формы с горизонтальными крышей
и днищем, патрубками с фланцами,
опубликованный в 1883 году в работе В.Г. Шухова
«Механические сооружения нефтяной
промышленности», в которой приведены основные
принципы расчета и строительства цилиндрических
стальных резервуаров.
Недостатком известного резервуара является то,
что в процессе его эксплуатации на дне резервуара
накапливаются осадки, состоящие из
асфальтосмолопарафиновых веществ, частиц
породы, выносимых из продуктивного пласта,
кристаллических солей, продуктов коррозии,
которые со временем уплотняются, в результате
чего работы по очистке резервуара от донных
осадков приобретают значительную сложность. При
этом очистка резервуара сопровождается выбросами
и потерями от испарения жидких и газообразных
углеводородов в окружающую среду, нарушая
экологическую обстановку на промыслах. Для
очистки резервуара применяется в основном ручной
труд, отрицательно воздействующий на организм
человека.
Известен резервуар для подачи жидкостей,
включающий расходную емкость, внутри которой
размещен с возможностью вертикального
перемещения приемный патрубок с поплавком.
Приемный патрубок соединен со сливным
патрубком, расположенным внутри резервуара в
нижней его части посредством двух гибких шлангов
и шарнирно соединенных рычагов с роликами.
Вертикальное перемещение приемного патрубка с
поплавком обеспечивается приводом, состоящим из
гибкого троса, противовеса и роликов [А.с. SU
1655895 Ф1, 15.06.1991г.].
Недостатком известного резервуара (устройства)
является недостаточная надежность и долговечность
его работы, обусловленная тем, что находящиеся в
его полости рукава постоянно находятся в
жидкости, набухают и быстро выходят из строя.
Вследствие воздействия на рукава постоянно
действующих изгибающих моментов в местах их
крепления образуются трещины. Кроме того,
изменение массы рукавов вследствие набухания
приводит к увеличению глубины погружения в
жидкость поплавка и приемного патрубка, что, в
свою очередь, приводит к сливу жидкости
обводненной жидкости.
Известен резервуар с наклонным днищем и
способ его очистки от донных отложений. Резервуар
содержит корпус с наклонным днищем, патрубок
для подачи рабочего агента, трубу для отвода
остатка через центр днища. Коническое днище
состоит из верхнего наклонного днища с
двухсторонним уклоном к центру резервуара от 2°
до 12° в зависимости от содержания твердых
парафинов и асфальтосмолистых компонентов в
нефти и нижнего наклонного днища с
двухсторонним уклоном от 1° до 5° к центру,
снабженных кольцевыми коллекторами с
распределительными форсунками,
смонтированными под углом 2-5° к поверхности
наклонного конического днища и под углом 45° к
поверхности кольцевого коллектора в одном
направлении против часовой стрелки. В качестве
рабочего агента используют нефть, нагретую до 60-
95°С, воздействие струи которой осуществляют в
поле центробежных сил на поверхности верхнего и
нижнего конических наклонных днищ. Резервуар и
способ его очистки позволяют резко сократить
выбросы в окружающую среду, т.е. экологически
более безопасны, сокращено время чистки в
2-3 раза, донные осадки удаляют в режиме работы
резервуара. Удается производить чистку без доступа
обслуживающего персонала вовнутрь резервуара.
[«Резервуар с наклонным днищем и способ его
очистки от донных отложений». Патент RU 2322311
C1, опубл. 20.04.2008.
Недостаток известного резервуара с наклонным
днищем состоит в сложности исполнения
предлагаемой в нем конструкции днища, состоящего
из верхнего наклонного днища с двухсторонним
уклоном к центру резервуара от 2° до 12° в
зависимости от содержания твердых парафинов и
асфальтосмолистых компонентов в нефти и нижнего
наклонного днища с двухсторонним уклоном от 1°
до 5°. В связи с тем, что в известном резервуаре
донные осадки накапливаются в центре его днища,
то откачка их по трубопроводу, длиной, равным
радиусу цилиндрического резервуара

3. 28676
3
(в зависимости от его объема до 14 м) в виду
плотной структуры донных осадков является
затруднительным. Это подтверждается схемой этого
устройства, приведенного на рисунке 1. Широкий
диапазон рекомендуемых уклонов днищ резервуара
(от 2° до 12° и 1° до 5°) содержат неопределенность
в его изготовлении и применении, как для
изготовителя, так и для потребителя, так как
отсутствуют четкие критерии выбора параметров
этих уклонов. Как известно, на дне резервуара
постоянно присутствуют донные осадки,
содержащие высоко менерализованные сточные
воды, представляющие собой коррозионно
агрессивную среду. В связи с этим сложная 2-х
этажная конфигурация днища подвержена
коррозионному износу рабочих поверхностей как с
внешней, так и с внутренней стороны.
Необходимость периодического качественного
защитного антикоррозионного покрытия рабочих
поверхностей днища сложной конфигурации как с
внешней, так и с внутренней стороны, представляет
значительную сложность. Внутренняя поверхность
днища, доступная воздействию коррозионно
агрессивной среды, не предусмотрена для
постоянной или периодической промывки и не
располагает возможностью для контроля за ее
техническим состоянием.
Задача предлагаемого технического решения -
повышение экономической эффективности и
экологической надёжности технических средств и
технологии очистки резервуара от донных осадков.
Задача решается тем, что в предлагаемом
устройстве в виде стального наземного
вертикального резервуара цилиндрической формы с
горизонтальной крышей, патрубками с фланцами
для ввода, отвода и дренажа рабочего агента, для
упрощения технологии очистки от донных осадков,
сокращения объёма потерь жидких и газообразных
углеводородов в окружающую среду, создания
благоприятной экологической обстановки на
промыслах, его днище выполнено с покрытием,
защищающем поверхность днища от коррозии и
адгезии донных осадков, с уклоном 10°- 15° к
поверхности земли, по верхней образующей
которого установлен кольцевой коллектор с
внешним и внутренним антикоррозийным
защитным покрытием, снабженный
распределительными форсунками,
смонтированными под углом 15° к наклонной
поверхности днища резервуара. Последними
достижениями промышленности созданы
лакокрасочные материалы, которые защищают
металл не только от коррозии, но обладают
высокими антиадгезионными свойствами
(способностью предотвращать налипание донных
осадков к поверхности днища).
Заявленное устройство в виде стального
наземного вертикального резервуара
цилиндрической формы с горизонтальной крышей,
днища, выполненного с защитным покрытием от
коррозии и адгезии донных осадков и с уклоном 10°
- 15° к поверхности земли, с установленным по
верхней образующей кольцевым коллектором с
внешним и внутренним антикоррозийным
защитным покрытием, снабженным
распределительными форсунками,
смонтированными под углом 15° к наклонной
поверхности днища резервуара, показано на фиг.2.
Способ очистки заявленного резервуара
(устройства) от нефтешлама осуществляется
следующим образом. В резервуар, в процессе его
эксплуатации, по приемному патрубку поступает
жидкость, содержащая фракции затвердевших
тяжелых углеводородов и механических примесей,
которые, в процессе отстоя под действием
гравитационных сил, совместно со сточной водой
осаждаются на дне резервуара. В кольцевой
коллектор резервуара с днищем, выполненным с
защитным покрытием от коррозии и адгезии донных
осадков и с уклоном 10°-15°, периодически под
напором подается вода, нагретая до 60-80°С с
добавками моющих ПАВ, которая смывает донный
осадок с наклонного днища резервуара в
противоположную сторону и по отводящему
патрубку периодически сбрасывается из него или, в
период опорожнения резервуара, откачивается из
него вакуумным насосом в дренажную систему.
Преимуществом предполагаемого изобретения
является еще и то, что осадки в нем накапливается
не в центре его днища, что затрудняет их откачку по
трубопроводу, длиной, равным радиусу
цилиндрического резервуара (в зависимости от его
объема до 14 м), а в зоне отвода их из резервуара,
что существенно облегчает их откачку в дренажную
систему.
Нефтешлам, накопившийся в дренажной
системе, направляется на переработку известным
способом, например, путем нагрева до 60-80°С,
обработкой активным деэмульгатором и отстоя, из
него выделяются углеводороды, которые
возвращаются в голову технологического процесса
товарной подготовки нефти, где совместно с общей
продукцией доводятся до качества,
соответствующего требованиям ГОСТа.
Заявленное устройство в виде резервуара с
наклонным днищем имеет простую конструкцию,
легко поддающуюся реализации строительными
организациями, а способ очистки его от нефтешлама
реализуется за короткое время, в основном, в период
непрерывного технологического режима
эксплуатации резервуара, без привлечения ручного
труда, экологически более безопасен, обеспечивает
сокращение потерь жидких углеводородов и
выбросов газообразных углеводородов в
окружающую среду.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Стальной наземный вертикальный резервуар
цилиндрической формы с горизонтальной крышей,
наклонным днищем, патрубками для подвода и
отвода продукции, кольцевым коллектором,
снабженным распределительными форсунками для
подачи рабочего агента, трубы для отвода осадка в
дренажную систему, отличающийся тем, что
днище резервуара выполнено с уклоном 10°-15° к

4. 28676
4
поверхности земли и с защитным покрытием от
коррозии и от адгезии донных осадков, а
установленный по верхней образующей днища
кольцевой коллектор выполнен с внешним и
внутренним антикоррозийным защитным
покрытием и снабжен распределительными
форсунками, смонтированными под углом 15° к
наклонной поверхности днища резервуара.
2. Способ очистки стального наземного
вертикального резервуара цилиндрической формы
от нефтешлама, включающий очистку стенок и дна
под воздействием струи нагретого рабочего агента,
отличающийся тем, что в качестве рабочего агента
используют воду, нагретую до 60-80° с добавками
моющих ПАВ, воздействие струи которой
осуществляют путем подачи нагретого рабочего
агента через кольцевой коллектор с форсунками,
установленными под углом 15° к наклонной
поверхности днища резервуара.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч