Нагревательное устройство для средства транспортировки углеводородсодержащей жидкости

ИСПРАВЛЕННОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ 2011.03.22 НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРЕДСТВА ТРАНСПОРТИРОВКИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕЙ ЖИДКОСТИ Нагревательное устройство (20) для средства (10) транспортировки углеводородсодержащей жидкости содержит жсткий корпус (22), содержащий две боковые стенки (22 а, 22b),ограничивающие пространство (23) между ними, гибкую оболочку (21), включающую в себя нагревательные средства и входящую внутрь указанного пространства (23) для формирования в этом пространстве (23) внутренней полости (23 а) и наружной полости (23b), по меньшей мере,частично окружающей средство (10) транспортировки, и перекачивающие средства (24) для подачи жидкости во внутреннюю полость (24 а), удаления жидкости из этой полости и удержания жидкости во внутренней полости, чтобы ввести оболочку (21) в контакт со средством (10) транспортировки для его нагрева. Примечание: библиография отражает состояние при переиздании Изобретение относится к нагревательному устройству для средства транспортировки углеводородсодержащей жидкости. Средства транспортировки углеводородов иногда устанавливаются в условиях очень холодного климата на суше и на море, иногда на очень больших глубинах под водой. При таких условиях жидкость может замерзнуть, или в ней могут образовываться сгустки или парафиновые отложения. Эти явления в жидкости могут вызвать закупоривание трубопровода и отрицательно сказываться на перекачке жидкости в транспортирующем средстве, таком как трубопровод, патрубок или клапан. Именно поэтому такие средства транспортировки углеводородсодержащей жидкости иногда нагревают для предотвращения возникновения вышеуказанных проблем. Существуют нагревательные оболочки для трубопроводов или патрубков, предназначенных для транспортировки углеводородов. Их обычно обматывают вокруг трубопровода, и на поверхности трубы их удерживают несколько бандажей. Такая нагревательная оболочка описана в документе US 2006/102615. Однако такие оболочки трудно реализовать в очень холодных климатических условиях и/или в море на очень больших глубинах. Задачей изобретения является предотвращение возникновения таких проблем. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения нагревательное устройство для средства транспортировки углеводородсодержащей жидкости содержит жсткий корпус, включающий в себя две боковые стенки, ограничивающие пространство между ними и имеющий обращенный в одну сторону пром между двумя боковыми стенками; гибкую оболочку, выступающую от боковых стенок внутрь вышеупомянутого пространства для его разделения на внутреннюю полость между корпусом и оболочкой и наружную полость между оболочкой и входным промом и содержащую нагревательное средство, причем внутренняя полость является герметичной, а наружная полость выполнена с возможностью, по меньшей мере, частичного охвата транспортирующего устройства; перекачивающие средства для подачи жидкости во внутреннюю полость, удаления из не жидкости или удержания жидкости внутри не, выполненные с возможностью заполнения жидкостью внутренней полости для приведения оболочки в контакт со средством транспортировки с целью его нагрева нагревательными средством и откачки жидкости из внутренней полости для установки нагревательного устройства вокруг средства транспортировки или удаления его с этого средства. Благодаря такой конструкции нагревательное устройство может быть легко установлено вокруг средства транспортировки углеводородов и приведено в действие так, чтобы нагревательная оболочка вошла в контакт со средством транспортировки углеводородов. Естественно, такая оболочка соответствует форме средства транспортировки углеводородов. Кроме того, нагревательное устройство выполнено съмным и может быть дистанционно установлено автоматически без вмешательства человека. В нагревательном устройстве согласно различным вариантам осуществления изобретения могут быть использованы одна или несколько из следующих конструкций: перекачивающие средства включают в себя по меньшей мере один резервуар, содержащий жидкость, по меньшей мере один трубопровод, соединяющий резервуар с внутренней полостью, по меньшей мере один насос для перекачивания жидкости из резервуара во внутреннюю полость и обратно, и по меньшей мере один клапан для закрытия внутренней полости; нагревательное устройство также содержит блок управления, предназначенный для управления насосом и клапаном и для включения нагревательного средства с целью нагрева оболочки, когда внутренняя полость заполнена жидкостью; нагревательное средство представляет собой по меньшей мере один электропроводник, нагревающий оболочку за счт Джоулева тепла; оболочка изготовлена из эластомера, а электропроводник содержит углеродные волокна, введенные в эластомерный материал оболочки; жидкость представляет собой жидкость с теплоизолирующими свойствами, за счет чего внутренняя полость термически изолирует оболочку; оболочка имеет форму, обеспечивающую, по существу, закрытие входного прома, когда полость заполнена жидкостью. Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из дальнейшего описания варианта его осуществления, представленного в качестве неограничивающего примера со ссылкой на чертежи. На фиг. 1 схематично показано нагревательное устройство согласно настоящему изобретению, вид в разрезе. Как показано на фиг. 1, нагревательное устройство 20 согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предназначено для средства 10 транспортировки углеводородсодержащей жидкости, такой как сырая нефть, газ, мазут или аналогичный углеводород. Показанное здесь транспортирующее средство 10 представляет собой трубу или трубопровод, по существу, цилиндрической формы. Однако средством транспортировки углеводородов может быть также любое другое средство, например клапаны, фонтанная арматура, элемент для распределения потоков между трубами, оборудование устья скважины или другое аналогичное оборудование. Нагревательное устройство 20 для средства 10 транспортировки жидкости включает в себя жсткий корпус 22, например, П-образной формы, содержащий две боковые стенки 22 а, 22b, ограничивающие пространство 23 между ними; гибкую оболочку 21, выступающую от боковых стенок 22 а, 22b в упомянутое пространство 23 и ограничивающую в нем внутреннюю полость 23 а между корпусом 22 и оболочкой 21 и наружную полость 23b между оболочкой 21 и входным промом 22d корпуса 22. Кроме того,нагревательное устройство 20 содержит перекачивающие средства 24 для внутренней полости 23 а. Жсткий корпус 22 содержит соединительный элемент 22 с между боковыми стенками 22 а, 22b и имеет входной пром 22d, расположенный между двумя боковыми стенками 22 а, 22b и обращенный в направлении Z, противоположном по отношению к соединительному элементу 22 с. Внутренняя полость 23 а является, по существу, замкнутой и герметичной. Наружная полость 23b является открытой, так что нагревательное устройство 20 может быть установлено вокруг средства 10 транспортировки, и вышеупомянутая полость при установленном нагревательном устройстве 20, по меньшей мере, частично окружает средство 10 транспортировки. Оболочка 21 содержит нагревательное средство. Это нагревательное средство может быть любого типа: встроенной в оболочку 21 или выполненной за одно целое с ней трубой, по которой циркулирует горячая жидкость, или встроенным в оболочку 21 или выполненным за одно целое с ней электропроводником. Такой проводник имеет электрическое сопротивление R и при пропускании через него электрического тока i обеспечивает за счт Джоулева тепла мощность нагрева Р = Ri2. Такой электропроводник может представлять собой провод, изготовленный, например, из меди. Преимущественно электропроводник изготовлен из углеродных волокон, введенных в эластомерный материал оболочки 21. Углеродные волокна распределены более или менее равномерно по всей поверхности оболочки 21. Таким образом, оболочка 21 является гибкой даже при наличии вышеупомянутого электропроводника. Кроме того, электропроводник способен обеспечивать более равномерный нагрев и является более надежным, чем отдельный медный провод, поскольку все параллельно соединнные углеродные волокна проводят часть электрического тока. Гибкая оболочка 21 может быть изготовлена из эластомера, например из силикона. Перекачивающие средства 24 предназначены для подачи жидкости во внутреннюю полость 23 а,удаления из не жидкости или удержания в ней жидкости. Они дают возможность заполнять жидкостью внутреннюю полость 23 а, для того чтобы вводить оболочку 21 в контакт со средством 10 транспортировки таким образом, чтобы нагревательное средство нагревало это средство 10. Они также позволяют откачивать жидкость из внутренней полости 23 а, чтобы устанавливать нагревательное устройство 20 вокруг средства 10 транспортировки и удалять нагревательное устройство 20 с этого средства 10. Жидкость может представлять собой жидкость, обладающую теплоизоляционными свойствами, такую как вязкое гелеобразное вещество. Благодаря такой конструкции, когда внутренняя полость 23 а заполняется жидкостью, и нагревательное средство нагревает оболочку 21, внутренняя полость 23 а за счет заполнения жидкостью оказывается более термически изолированной от внешней среды, окружающей нагревательное устройство 20, и выделяемое тепло концентрируется в направлении к средству 10 транспортировки. Благодаря этому нагревательное устройство 20 является более эффективным. Кроме того, оболочка 21 может иметь любую форму внутри пространства 23. В частности, она может иметь переврнутую U-образную форму или -образную форму, или может иметь по меньшей мере часть 21 а, образующую складку, выступающую внутрь пространства 23 и тем самым сужающую входной пром 22d. Благодаря такой конструкции, когда внутренняя полость 23 а заполнена жидкостью, оболочка 21 может войти в контакт с большей площадью поверхности средства 10 транспортировки и, возможно,полностью закрыть входной пром 22d для лучшего нагрева средства транспортировки и его теплоизоляции при уменьшении потерь тепла. Перекачивающие средства 24 содержат резервуар 24 а, содержащий резервное количество жидкости, трубопровод 24b, соединяющий резервуар 24 а с внутренней полостью 23 а нагревательного устройства 20, насос 24 с для перекачки жидкости из резервуара во внутреннюю полость и наоборот, а также клапан 24d для открытия или закрытия трубопровода 24d. Для управления насосом 24 с, клапаном 24d и для нагрева средств нагревания оболочки 21, когда внутренняя полость 23 а заполнена жидкостью, имеется блок 25 управления. Для работы нагревательного устройства 20 выполняются следующие действия: открывают клапан 24d,включают насос 24 с для перекачки заранее заданного количества жидкости из резервуара 24 а во внутреннюю полость 23 а, так что внутренняя полость 23 а заполняется жидкостью, за счет чего гибкая оболочка 21 расширяется и контактирует со средством 10 транспортировки,затем закрывают клапан 24d для поддержания объма жидкости во внутренней полости 23 а и поддержания контакта между оболочкой 21 и средством 10 транспортировки, и включают нагревательное средство для нагрева оболочки 21, которое нагревает средство 10 транс-2 019418 портировки. Когда средство 10 транспортировки будет нагрето достаточно для того, чтобы исчезла пробка из замрзшего углеводорода, выполняют следующие действия: снова открывают клапан 24d,включают насос 24 с для перекачки заранее заданного количества жидкости обратно из внутренней полости 23 а в резервуар 24 а, чтобы удалить жидкость из внутренней полости 23 а, и чтобы гибкая оболочка 21 вернулась в положение на расстоянии от средства 10 транспортировки, и нагревательное устройство 20 может быть теперь снято. Блок 25 управления может размещаться на расстоянии от нагревательного устройства 20. Благодаря этому нагревательное устройство 20 можно легко автоматически и без вмешательства человека устанавливать на средство 10 транспортировки и снимать с него. Кроме того, гибкая оболочка 21 нагревательного устройства 20 может лучше охватывать средство 10 транспортировки для того, чтобы нагревать его. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Нагревательное устройство для средства (10) транспортировки углеводородсодержащей жидкости, содержащее жсткий корпус (22), включающий в себя две боковые стенки (22 а, 22b), ограничивающие пространство (23) между ними, и имеющий обращенный в одну сторону (Z) пром (22d) между двумя боковыми стенками; гибкую оболочку (21), выступающую от боковых стенок (22 а, 22b) внутрь вышеупомянутого пространства (23) для его разделения на внутреннюю полость (23 а) между корпусом (22) и оболочкой (21) и наружную полость (23b) между оболочкой (21) и входным промом (22d) и содержащую нагревательное средство, причем внутренняя полость (23 а) является герметичной, а наружная полость (23b) выполнена с возможностью, по меньшей мере, частичного охвата средства (10) транспортировки; перекачивающие средства (24) для подачи жидкости во внутреннюю полость (23 а), удаления из не жидкости или удержания жидкости внутри не, выполненные с возможностью заполнения жидкостью внутренней полости (23 а) для приведения оболочки (21) с нагревательным средством в контакт со средством (10) транспортировки и откачки жидкости из внутренней полости (23 а) для установки нагревательного устройства вокруг средства (10) транспортировки или удаления его с этого средства. 2. Устройство по п.1, характеризующееся тем, что перекачивающие средства (24) включают в себя по меньшей мере один резервуар (24 а), содержащий жидкость, по меньшей мере один трубопровод (24b),соединяющий резервуар (24 а) с внутренней полостью (23 а), по меньшей мере один насос (24 с) для перекачивания жидкости из резервуара во внутреннюю полость и обратно и по меньшей мере один клапан(24d) для закрытия внутренней полости (23 а). 3. Устройство по п.2, характеризующееся тем, что дополнительно содержит блок (25) управления,предназначенный для управления насосом (24 с) и клапаном (24d) и для включения нагревательного средства с целью нагрева оболочки (21), когда внутренняя полость (23 а) заполнена жидкостью. 4. Устройство по п.3, характеризующееся тем, что нагревательное средство представляет собой по меньшей мере один электропроводник, обеспечивающий нагрев за счт Джоулева тепла. 5. Устройство по п.4, характеризующееся тем, что оболочка (21) изготовлена из эластомера, а электропроводник содержит углеродные волокна, введенные в эластомерный материал оболочки. 6. Устройство по п.5, характеризующееся тем, что жидкость представляет собой жидкость с теплоизолирующими свойствами, за счет чего внутренняя полость (23 а) термически изолирует оболочку (21). 7. Устройство по п.6, характеризующееся тем, что оболочка (21) имеет переврнутую U- или образную форму или имеет по меньшей мере часть (21 а), образующую складку, выступающую внутрь пространства (23), тем самым обеспечивающую, по существу, закрытие входного прома (22d), когда полость (23 а) заполнена жидкостью.