Предложена концепция газотурбинного струйного двигателя. Цель разработки - повышение термического коэффициента полезного действия (КПД) двигателя за счет увеличения температуры рабочего тела. Двигатель представляет собой устройство типа сегнерова колеса с вращающейся камерой сгорания и тангенциально установленными соплами. Вращающий момент создается за счет силы реакции струй, истекающих из сопел. Полное расширение рабочего тела происходит в системе роторов, установленных коаксиально с камерой сгорания и также оснащенных реактивными соплами. Охлаждение камеры сгорания и сопел камеры осуществляется жидкометаллическим теплоносителем, циркуляция которого обеспечивается за счет центробежных сил в сочетании с термосифонным эффектом. Расчетные оценки показывают, что при температуре рабочего тела, соответствующей температуре горения стехиометрической смеси углеводородного топлива с воздухом, термический КПД на расчетном режиме равен 0,46, удельный расход топлива 0,258 кг/квтч, что сопоставимо с соответствующими показателями для поршневых двигателей.
ПАССИВНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ
ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ АЭС
Бахметьев А.М., Большухин М.А., Хизбуллин А.М., Соколов А.Н.
ОКБМ
III международная научно-практическая конференция
«АЭС: ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СТРОИТЕЛЬСТВО, ЭКСПЛУАТАЦИЯ»
1 декабря 2009 года
Предложена концепция газотурбинного струйного двигателя. Цель разработки - повышение термического коэффициента полезного действия (КПД) двигателя за счет увеличения температуры рабочего тела. Двигатель представляет собой устройство типа сегнерова колеса с вращающейся камерой сгорания и тангенциально установленными соплами. Вращающий момент создается за счет силы реакции струй, истекающих из сопел. Полное расширение рабочего тела происходит в системе роторов, установленных коаксиально с камерой сгорания и также оснащенных реактивными соплами. Охлаждение камеры сгорания и сопел камеры осуществляется жидкометаллическим теплоносителем, циркуляция которого обеспечивается за счет центробежных сил в сочетании с термосифонным эффектом. Расчетные оценки показывают, что при температуре рабочего тела, соответствующей температуре горения стехиометрической смеси углеводородного топлива с воздухом, термический КПД на расчетном режиме равен 0,46, удельный расход топлива 0,258 кг/квтч, что сопоставимо с соответствующими показателями для поршневых двигателей.
ПАССИВНЫЕ СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ
ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ АЭС
Бахметьев А.М., Большухин М.А., Хизбуллин А.М., Соколов А.Н.
ОКБМ
III международная научно-практическая конференция
«АЭС: ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СТРОИТЕЛЬСТВО, ЭКСПЛУАТАЦИЯ»
1 декабря 2009 года
«Инновационные решения при производстве турбогенераторов для распределенной э...BDA
Артемов Александр Владимирович, заместитель директора по продажам ПАО НПО «ЭЛСИБ» «Инновационные решения при производстве турбогенераторов для распределенной энергетики»
1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28812
(51) B65D 88/74 (2006.01)
F17D 1/16 (2006.01)
F17D 1/12 (2006.01)
B65G 63/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0611.1
(22) 03.05.2013
(45) 15.08.2014, бюл. №8
(72) Надиров Надир Каримович; Баймиров
Мергенгали Ергалиевич; Бисенгалиев Макс
Дауылбаевич; Баямирова Рыскуль Омаровна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Атырауский
институт нефти и газа"
(56) Предпатент РК №18896, кл.B65D 88/74, 2007
Ермеков М.М. Справочная книга по добыче нефти.
Алматы, «TST Comneny», 2007, с.415
(54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЕФТИ
ПРИ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Изобретение относится к транспортированию
нефти, в частности к техническим средствам
термического снижения вязкости жидких
углеводородов, и может быть использовано на
нефтепромыслах при добыче вязкой нефти.
Технический результат, получаемый при
осуществлении изобретения, - более совершенная
технологии разогрева вязкой нефти, упрощение
устройства и его эксплуатации и уменьшение
энергоемкости процесса путем интенсификации
теплообмена, уменьшение степени обводнения нефти
в процессе подогрева, за счет непосредственного
контакта теплоносителя с нагреваемой высоковязкой
нефтью.
Предложен способ снижения вязкости нефти при
транспортировании, включающий нагрев
теплоносителя, подачу горячего теплоносителя -
горячего сжатого воздуха в объем подогреваемой
нефти для образования жидкостно-паровоздушной
пены, при этом горячий сжатый воздух высокого
давления вводят в нефтяную скважину сверху
затрубного пространства.
Предложено устройство для снижения вязкости
нефти при транспортировании, включающее узел
нагрева, соединенный с пространством между
обсадной трубой и НКТ нефтяной скважины,
нефтепроводы, при этом оно снабжено компрессором,
выход которого соединен с входом узла нагрева,
выход узла нагрева подключен к воздуховоду для
подачи в объем вязкой нефти горячего воздуха
высокого давления, который соединен с затрубным
пространством скважины.
(19)KZ(13)A4(11)28812
2. 28812
2
Изобретение относится к транспортированию
нефти, в частности к техническим средствам
термического снижения вязкости жидких
углеводородов, и может быть использовано на
нефтепромыслах при добыче вязкой нефти.
Известен способ снижения вязкости нефти при
транспортировке её по затрубному пространству,
включающий разбавление добываемой высоковязкой
нефти маловязким разбавителем, подаваемым сверху в
скважину, которым, в частности, может служить
легкая нефть / Ермеков М.М. Справочная книга по
добыче нефти. Алматы, «TST Соmpanу», 2007, с.219-
222/.
Устройство, осуществляющее способ, включает
обсадную колонну, колонну НКТ, штанговый насос,
колонну штанг, пакер, муфту с отверстиями.
Штанговый насос опускают в скважину на возможно
большую глубину, с целью исключения влияния газа
на его работу. Затрубное пространство ниже приема
насоса разобщают пакером, выше насоса монтируют
муфту с отверстиями. В НКТ насосом, установленным
на поверхности, подают маловязкий разбавитель,
которым может служить легкая нефть. Соотношение
расходов разбавителя и скважинной жидкости
подбирают экспериментально. Вывод смеси
производят через затрубное пространство / Ермеков
М.М. Справочная книга по добыче нефти. Алматы,
«TST Соmpanу», 2007, с.219-222/.
Известен способ снижения вязкости нефти путем
подогрева вязких нефтепродуктов в резервуарах,
включающий нагрев теплоносителя, подачу горячего
теплоносителя в подогреватели-теплообменники
резервуаров, вывод и рекуперацию отработанного
теплоносителя, при этом в качестве теплоносителя
используют антифризы-теплоносители с низкой
температурой застывания /Патент РФ №2104912, кл.
B65D 88/74, 1998/.
Известно устройство для снижения вязкости нефти
путем подогрева вязких нефтепродуктов в
резервуарах, содержащее, по меньшей мере, один
резервуар с конической крышкой и расположенным
внутри подогревателем-теплообменником,
сообщенным с узлом нагрева теплоносителя
посредством параллельно соединенных трубопроводов
с теплоносителем-водой, узел нагрева, снабженный, по
меньшей мере, одним рекуперативным
теплообменным аппаратом, одним насосом и
расширительной камерой, представляющей собой
емкость, заполняемую теплоносителем-водой при
объемном тепловом расширении, установленную
после рекуперативного теплообменного аппарата и
соединенную двумя трубопроводами с основной
линией, при этом на трубопроводах перед насосом
установлен, по меньшей мере, один фильтр /Патент
РФ №2028262, кл. B65D 88/74, B65G 69/20, 1995/.
Существенными недостатками известных способов
и реализующих их устройств является их высокая
энергоемкость из-за малой удельной контактной
поверхности нагрева и отсутствия непосредственного
контакта теплоносителя с нагреваемыми вязкими
нефтепродуктами.
Известен наиболее близкий по технической
сущности способ снижения вязкости нефти и
нефтепродуктов путем подогрева вязких нефтей и
нефтепродуктов, включающий нагрев теплоносителя,
подачу горячего теплоносителя в резервуар с
нефтепродуктом, вывод и рекуперацию отработанного
теплоносителя, при этом используют для подогрева
нефтепродуктов в резервуаре горячий сжатый воздух
высокого давления, который диспергируют и вводят в
резервуар снизу вверх, для образования в объеме
подогреваемого нефтепродукта жидкостно-
паровоздушной пены /Предпатент РК №18896, кл.
B65D 88/74, 2007/.
Известна наиболее близкая по технической
сущности установка для снижения вязкости нефти и
нефтепродуктов путем подогрева вязкой нефти в
скважине, включающая скважину, обсадную трубу,
НКТ, нефтепроводы, штанговый насос с колонной
штанг, узел нагрева - электронагреватель ТЭН -
трехфазная печь сопротивления, состоящая из U-
образных или прямых трубчатых нагревательных
элементов и отпускаемая на кабель-канате в
освобожденную от оборудования скважину, для
выдерживания в течение необходимого времени, для
снижения вязкости нефти за счет её нагрева / Ермеков
М.М. Справочная книга по добыче нефти. Алматы,
«TST Соmpanу», 2007, с.415.
Недостаток известного способа в том, что подогрев
вязкой нефти производят только в резервуаре, что
требует значительного времени для разогрева и
большого расхода энергии.
Недостаток известного устройства в сложности
устройства и его эксплуатации и высокой
энергоемкости.
Технический результат, получаемый при
осуществлении изобретения, - более совершенная
технологии разогрева вязкой нефти, упрощение
устройства и его эксплуатации и уменьшение
энергоемкости процесса путем интенсификации
теплообмена, уменьшение степени обводнения нефти
в процессе подогрева, за счет непосредственного
контакта теплоносителя с нагреваемой высоковязкой
нефтью.
Технический результат изобретения достигается
тем, что предлагаемый способ снижения вязкости
нефти так же, как известный способ, включает нагрев
теплоносителя, подачу горячего теплоносителя -
горячего сжатого воздуха в объем подогреваемой
нефти.
Однако, в отличие от известного способа, горячий
сжатый воздух высокого давления вводят в скважину
сверху затрубного пространства, а также в центр
выводного трубопровода, для захвата и
диспергирования его турбулентным движением нефти,
передачи ей своего тепла и снижения её вязкости.
Технический результат изобретения достигается
также тем, что установка для снижения вязкости нефти
путем её подогрева так же, как известное устройство,
включает узел нагрева, соединенный с пространством
между обсадной трубой и НКТ нефтяной скважины,
нефтепроводы.
Однако, в отличие от известного устройства,
предлагаемое снабжено компрессором, выход
которого соединен с входом узла нагрева, выход узла
нагрева подключен к воздуховодам для подачи в
3. 28812
3
объем вязкой нефти горячего воздуха высокого
давления, один из воздуховодов соединен с затрубным
пространством скважины, а второй с выходным
трубопроводом из скважины.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на
котором схематически изображено устройство,
реализующее предлагаемый способ снижения вязкости
нефти.
В продуктивный пласт 1 заглублена обсадная труба
4 скважины, колонна НКТ 5 опущена до
продуктивного пласта 1, пространство между
обсадной трубой и НКТ служит каналом 3 для подачи
горячего воздуха. Отверстие в нижнем торце НКТ
служит для выхода нефти под давлением. В НКТ 5
размещен штанговый насос 2 с колонной штанг 6.
Верхний торец НКТ 5 соединен с трубопроводом 7 для
отвода нефти из скважины. Устройство снабжено
типовым компрессором высокого давления фирмы
Forte производительностью 12 м/ мин, рабочее
давление 7,8 атм (не показан), выход которого
соединен с входом узла нагрева 10, выход узла нагрева
подключен к воздуховодам для подачи в объем вязкой
нефти горячего воздуха высокого давления, один 8 из
воздуховодов соединен с затрубным пространством 3
скважины, а второй 9 с выходным трубопроводом из
скважины.
Способ снижения вязкости нефти осуществляют
(т.е. устройство работает...) следующим образом.
Сжатый воздух давлением 7,8 атм от компрессора
падают в узел нагрева 10, где нагревают 90-100°С.
Далее горячий, сжатый воздух высокого давления по
воздуховоду 8 подают в затрубное пространство 3,
служащее каналом для подачи горячего воздуха,
который далее направляют в продуктивный пласт 1.
Разогретую и разжиженную нефть откачивают по НТК
5 штанговым насосом 2, поднимают её на верх
скважины и направляют в выходной нефтепровод 7.
Для дополнительного нагрева и снижения вязкости
в нефтепроводе 7 предусмотрен второй воздуховод 9
для подвода горячего воздуха высокого давления от
узла нагрева 10, выход воздуховода 9 расположен по
центру нефтепровода 7, где горячий воздух в
турбулентном движении в нефти передает тепло
вязкой нефти и разжижает её.
Изобретение просто в эксплуатации, дает
возможность исключить применение деэмульгаторов,
растворителей, электронагревателей и других сложных
устройств, позволяет экономить энергетические
ресурсы, обезвоживает сырую нефть аэрацией её
горячим воздухом.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ снижения вязкости нефти при
транспортировании, включающий нагрев
теплоносителя, подачу горячего теплоносителя -
горячего сжатого воздуха в объем подогреваемой
нефти, отличающийся тем, что горячий сжатый
воздух высокого давления вводят в нефтяную
скважину сверху затрубного пространства.
2. Способ снижения вязкости нефти по п.1,
отличающийся тем, что горячий сжатый воздух
высокого давления дополнительно подают в центр
выводного трубопровода, для захвата и
диспергирования его турбулентным движением нефти,
т.е. дополнительно нагревают откачиваемую нефть и
снижают её вязкость.
3. Устройство для снижения вязкости нефти при
транспортировании, включающее узел нагрева,
соединенный с пространством между обсадной трубой
и НКТ нефтяной скважины, нефтепроводы,
отличающееся тем, что оно снабжено компрессором,
выход которого соединен с входом узла нагрева,
выход узла нагрева подключен к воздуховоду для
подачи в объем вязкой нефти горячего воздуха
высокого давления, который соединен с затрубным
пространством скважины.
4. Устройство для снижения вязкости нефти по п.2,
отличающиеся тем, что узел нагрева соединен
вторым дополнительным воздуховодом с выходным
трубопроводом из скважины.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч