NL2003602C2 - Pijpleiding netwerk voor het over grote afstand transporteren van vloeistoffen, drukinrichting, toepasbaar bij een dergelijk pijpleidingnetwerk en werkwijze voor het transporteren van vloeistof over grote afstanden door de transportleiding van dergelijk pijpleiding netwerk. - Google Patents

Description

Titel:

Pijpleiding netwerk voor het over grote afstand transporteren van vloeistoffen, drukinrichting, toepasbaar bij een dergelijk pijpleidingnetwerk en werkwijze voor het transporteren van vloeistof over grote afstanden door 5 de transportleiding van dergelijk pijpleiding netwerk.

De uitvinding betreft een pijpleiding netwerk voor het over grote afstand transporteren van vloeistoffen, omvattende een transportleiding met leidingsegmenten en pompmiddelen met een aantal drukinrichtingen voor 10 het door het uitoefenen van druk op de vloeistof door de transportleiding verpompen van de vloeistof.

Om bij bekende pijpleiding netwerken vloeistoffen over grote afstanden te kunnen verpompen zijn ingewikkelde en dure installaties nodig, met dure 15 pompstations voor zien van grote, hoge druk pompen die de vloeistof met relatief hoge stroomsnelheid door de pijpleiding transporteren.

De uitvinding beoogt in een pijpleiding netwerk vloeistoffen op eenvoudige 20 doch effectieve wijze onder relatief lage drukken over grote afstanden te kunnen verpompen zonder dat daarvoor ingewikkelde en dure installaties voor nodig zijn.

Hiertoe wordt de uitvinding gekenmerkt, doordat; 25 - het pijpleiding netwerk naast de transportleiding tevens een pneumatische leiding omvat; en de drukinrichtingen op regelmatige afstanden aanwezig zijn tussen de leidingsegmenten, aangesloten zijn op de pneumatische leiding en op pneumatische wijze de druk op de vloeistof handhaven.

Een voorkeurs vorm van een pijpleiding netwerk volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat; 30 2 de drukinrichtingen elk tenminste één druktank omvatten die aan één zijde via kleppen aangesloten is op de respectieve einddelen van twee leidingsegmenten van de transportleiding en langs deze weg de leidingsegmenten onderling verbindt; 5 - de druktank aan de andere zijde via kleppen met de pneumatische leiding in verbinding staat voor het uitoefenen van druk op de in de druktank aanwezige vloeistof; en de druktank een regelinrichting met vlotters omvat die afwisselend de verbinding van de tank met de transportleiding en de verbinding met de 10 pneumatische leiding opent en sluit voor het met vloeistof vullen en vervolgens legen van de druktank.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een drukinrichting, toepasbaar bij een dergelijk pijpleidingnetwerk. Deze omvat volgens de uitvinding 15 tenminste één druktank met een aansluiting op een pneumatische leiding en een aansluiting op een vloeistof leiding en met een regelinrichting met twee vlotters, waarbij door een eerste vlotter de aansluiting van de druktank op de pneumatische leiding en door een tweede vlotter de aansluiting op de vloeistof leiding afsluitbaar is.

20

De uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze voor het transporteren van vloeistof over grote afstanden door de transportleiding van dergelijk pijpleiding netwerk, waarbij door drukinrichtingen vloeistof door leidingsegmenten van een transportleiding wordt gepompt. De 25 werkwijze wordt gekenmerkt door de stappen: de drukinrichtingen omvatten druktanks en telkens tenminste één druktank pompt pulserend de vloeistof door een stroomafwaarts gelegen leidingsegment, vervolgens wordt aan het eind van dit leidingsegment via tenminste één volgende druktank de vloeistof door een volgend stroomafwaarts gelegen leidingsegment 3 gepompt en wordt de voorgaande stap voor elk daarop volgend stroomafwaarts gelegen leidingsegment herhaald.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarbij 5 Fig.1 op schematische wijze een drukinrichting tussen twee leidingsegmenten van een pijpleiding netwerk volgens de uitvinding toont, waarbij de druktank nagenoeg gevuld is met vloeistof;

Fig.2 een deel van de drukinrichting volgens fig.1 toont, waarbij de drukinrichting de vloeistof in de transportleiding heeft gedrukt, 10 Fig.3 op schematische wijze een drukinrichting toont als in fig.1, maar met twee druktanks.

In figuur 1 wordt een deel van een pijpleiding netwerk voor het over grote afstand transporteren van laag-visceuze vloeistoffen getoond, bijvoorbeeld 15 voor water. Het netwerk omvat een transportleiding 1 met een groot aantal leidingsegmenten, waarvan weergegeven zijn leidingsegmenten 2 en 3 die verbonden zijn door een T-stuk 4, waarop een drukinrichting bestaande uit een druktank 5 aangesloten is, terwijl in het T- stuk voor en na de tank een terugslagklep 6 en 7 aanwezig is.

20 De druktanks 5 zijn in de leiding 1 op regelmatige afstanden aanwezig zijn tussen de leidingsegmenten en via een verbindingsleiding 8 aangesloten zijn op een pneumatische leiding 9, in deze uitvoering een persluchtleiding, voor het kunnen uitoefenen van druk op de vloeistof en daarmee door de transportleiding verpompen van de vloeistof. In de leiding 8 is een luchtklep 25 10 aanwezig, die aangestuurd wordt door een regelinrichting 11 met vlotters 12 en 13 en die voor het kunnen ontsnappen van de lucht uit de tank 5 een luchtventiel 10a bezit. Door de regelinrichting 11 en de luchtklep 10 wordt afwisselend de verbinding van de tank met de transportleiding 1 en de verbinding met de pneumatische leiding 8 geopend en gesloten voor het met 30 vloeistof 14 vullen vanuit het stroomopwaarts gelegen leidingsegment 2 en 4 vervolgens leegpersen van de druktank 5 in het stroomafwaarts gelegen leidingsegment 3. Fig. 1 toont de tank 5 in de met vloeistof gevulde toestand, fig. 2 in de geleegde toestand.

5 Volgens de uitvinding is aldus de leiding 1 werkzaam als een soort pulserende slagader en worden zonder hoge drukken nagenoeg alle wrijvingsverliezen bij het vloeistof transport overwonnen.

In fig. 3 is een uitvoering getoond met tussen twee leidingsegmenten telkens 10 een aantal, in fig. 3 een tweetal, druktanks 15 en 16, elk voorzien van een luchtklep 10 en een regelinrichting 11 met vlotters 12 en 13 en via een verbindingsleiding 8 aangesloten op de leiding 9. De regelinrichtingen 11 van de tanks 15 en 16 zijn zo ingesteld dat deze onderling in tegenfase werkzaam zijn. Geeft toepassing van één tank als in fig.1 en 2 een 15 pulserende stroming, de toepassing van twee tanks als in fig. 3 geeft een meer continue stroming. Een nog meer continue stroming wordt bereikt door toepassen van drie of vier tanks.

Bij een goede keuze van de diameter van de transportleiding 1 en van de 20 persluchtleiding 9, waarbij de druk in de leiding 6 bar bedraagt, kan bij een drukverlies van 4 bar H=40m een vloeistof in de vorm van water door de leiding worden verpompt over een leidingsegment met een afstand van bijvoorbeeld 4000 meter. De stroomsnelheid bedraagt dan 2 m/sec en het debiet Q = 440 M3/uur.

25

Na elke 4000 meter is een “ministation” met één of meer druktanks geplaatst op een T - stuk 4 met voor en na ieder tank een terugslagklep 6 en 7. In de uitvoering met een “ministation” bestaande uit meer druktanks als in fig.3 wordt door de werking in onderlinge tegenfase van de 30 regelinrichtingen 11 omstebeurt iedere tank vol geduwd met vloeistof uit de 5 transportleiding tot er een bepaald niveau bereikt is en er via de vlotter 12 de luchtklep 10 geactiveerd wordt. Nu wordt er bovenin de betreffende tank vanuit de persluchtleiding 8 lucht ingepompt en wordt het water terug de transportleiding 1 ingeduwd. Middels de terugslagkleppen 6 en 7 kan het 5 water niet terugstromen maar naar het volgende 4000m lange leidingsegment gestuwd worden. Ondertussen loopt nu de tweede tank vol. Als de eerste tank leeg is, is de tweede tank vol, het kritische niveau wordt in de tweede tank bereikt en de tweede tank wordt onder luchtdruk gezet, de vloeistof die er daarin zit wordt dan in het volgende leidingsegment 10 gestuwd.

Omdat de tanks omstebeurt in gebruik zijn is er slechts een relatief gering tankvolume nodig. Het is niet nodig om in een tank een geheel leidingsegment volume te stuwen. Toepassing van een tank met een slechts 15 beperkt werkzaam volume betekent wel dat alle kleppen en ventielen vaker bediend moeten worden. Bij meerdere tanks zorgt een groter volume ervoor dat de terugslagkleppen 6 en 7 en luchtkleppen 10 minder vaak open en dicht gaan.

In de praktijk is de keuze van het werkzame tankvolume een zaak van een 20 economisch optimum. Opgemerkt wordt dat het werkzame tankvolume, indien men slechts één tank gebruikt, groot genoeg dient te zijn om compatibel te zijn met het kortste leidingsegment (berg op trajecten in het pijpleiding netwerk).

25 Bij een druk in de leiding 9 van 6 bar en een vloeistof met een viscositeit ongeveer gelijk aan die van water wordt effectief 4 bar op de vloeistof overgedragen en wordt een flow gerealiseerd van 440m3 per uur (2m/sec) per “ministation” kan de leiding in dit voorbeeld een extra lengte hebben van 4 km. Neemt men nu een iets lagere stroomsnelheid en iedere 40 km 30 een "ministation", dan is de stroomsterkte nog altijd 155m3 per uur.

6 (v=0,7m/sec). Neemt men een tussenafstand tussen de “ministations” van 100 km dan is het debiet nog steeds 80m3 per uur. (v=0,37m/sec)

Het effect van het pijpleiding netwerk volgens de uitvinding is dat de 5 transportleiding 1 niet meer een lineair verhang vertoont van pompstation tot pompstation maar een zaagtandverhang van T-stuk met “ministation”naar T-stuk met “ministation”met een maximale systeemdruk van 5 bar.

10 Op trajectdelen welke zich berg af bevinden kan er d.m.v. een stel regelkleppen en soortgelijke tanks energie op een soortgelijke manier teruggewonnen worden, welke door middel van een ventiel teruggevoerd in de persluchtleiding in hetzelfde netwerk weer opgebruikt kan worden.

15 Het wordt op deze manier eenvoudig mogelijk om in een pijpleiding netwerk vrij grote hoeveelheden vloeistof zonder dure of ingewikkelde apparatuur over zeer grote afstanden te verpompen onder lage drukken.

De werking van de “ministations” berust in feite op de toepassing van 20 zogenaamde “pneumatische verhangcompensatoren” die in wezen functioneren als door middel van perslucht aangedreven verdringer pompen zonder membranen.

De voordelen van het pijpleiding netwerk met de “ministations” zijn o.a.: 25 1 Geen rendementsverliezen in pompstations; 2 Geen dure pompstations, van waar uit een lokale infrastructuur energie aan het netwerk toegevoegd dient te worden; 3 Kleine maximale drukken, alle leidingsegmenten kunnen door middel van eenvoudige technieken samengesteld worden uit materiaal met 7 laagwaardige specificaties, door lokaal personeel, met een prijsvoordeel als resultaat; 4 Gezien de lage drukken kunnen grote delen van het systeem buiten allerlei keuringsnormen om gerealiseerd worden, met als gevolg korte 5 doorlooptijd en lagere kosten; 5 Vanwege de grotere hoeveelheid kleppen in het netwerk kan het in geval van lekkage sneller in compartimenten afgesloten worden en ook makkelijker gerepareerd; 6 Indien de ontluchting van de druktank eindigt in een drainagebuis 10 kan het “mini station” ondergronds uitgevoerd worden; 7 Het geheel aan terugslag- en regelkleppen van de “ministations” zal periodiek nagekeken moeten worden. Vergeleken met de onderhoudswerkzaamheden aan conventionele stations is echter geen sprake van high tech onderhoud, het onderhoud kan met behulp van 15 simpele gereedschappen door een eenvoudig geschoolde monteur uitgevoerd worden.

In een alternatieve uitvoering is het hiervoor beschreven pijpleiding netwerk uitgevoerd voor het transport van hoog-visceuze vloeistoffen zoals 20 bijvoorbeeld aardolie met een hoge gemiddelde ketenlengte en voor het transport met name in koude gebieden.

De transportleiding 1 wordt nu tezamen met een pneumatische leiding 9 gelegd, de leiding 1 als olietransportleiding, de leiding 9 als stoomleiding.

25 Aan het begin wordt er stoom in de stoomleiding 9 geblazen met behulp van een stoomketel of rest stoom van een lokale elektriciteitscentrale. Bij voorkeur ligt de stoomleiding 9 ofwel binnen de olietransportleiding 1, of tegen de wand van de leiding, of om de olietransportleiding heen (waarbij de olietransportleiding uitgevoerd is met een stoom buitenmantel), of samen in 8 een isolatiepakket opdat de stoom onderweg de olie enigszins kan bijverwarmen dan wel vloeibaar kan houden.

Daar waar een “ministation” aanwezig is werkt dit op overeenkomstige wijze als in het water perslucht systeem, alleen gaat het hier om een 5 pijpleiding netwerk met olie als vloeistof en met stoom als pneumatisch drukmiddel, welke stoom door middel van regelventielen ingeblazen en afgeblazen wordt. Een eventueel stoomcondensaat dat in de olie terechtkomt is geen probleem aangezien dat in een later stadium bij raffinageprocessen gemakkelijk van de olie te scheiden is.

10 Zijn de transport afstanden groot dan kan er bij een “ministation” ook een stoomketel geplaatst worden. Hier kan water gekookt worden om het netwerk op druk en op temperatuur te houden. Als brandstof hiervoor kan in het netwerk reeds ruwe olie aangewend worden. Water kan ook lokaal uit sneeuw of ijs gemaakt worden.

15

Extra voordeel van dit netwerk is dat er bij de start up van de flow van de olie gekozen kan worden om eerst een hoeveelheid stoom door de transportleiding 1 te blazen om de aanwezige olie een minder hoge viscositeit mee te geven. Met name met een stoomleiding 9 door de 20 olietransportleiding 1 is dit zeer effectief.

De uitvinding is niet beperkt tot de weergegeven details en de in de conclusies omschreven maatregelen.

Claims (9)

1. Pijpleiding netwerk voor het over grote afstand transporteren van vloeistoffen, omvattende een transportleiding (1) met leidingsegmenten (2,3) 5 en pompmiddelen met een aantal drukinrichtingen (5) voor het door het uitoefenen van druk op de vloeistof door de transportleiding verpompen van de vloeistof, met het kenmerk dat; - het pijpleiding netwerk naast de transportleiding (1) tevens een pneumatische leiding (9) omvat; en 10. de drukinrichtingen (5) op regelmatige afstanden aanwezig zijn tussen de leidingsegmenten (2,3), aangesloten zijn op de pneumatische leiding (9) en op pneumatische wijze de druk op de vloeistof (14) handhaven.

2. Pijpleiding netwerk volgens conclusie 1, met het kenmerk dat; 15. de drukinrichtingen elk tenminste één druktank (5) omvatten die aan één zijde via kleppen (6,7) aangesloten is op de respectieve einddelen van twee leidingsegmenten (2,3) van de transportleiding (1) en langs deze weg de leidingsegmenten onderling verbindt; de druktank (5) aan de andere zijde via kleppen (10) met de 20 pneumatische leiding(9) in verbinding staat voor het uitoefenen van druk op de in de druktank aanwezige vloeistof (14); en de druktank (5) een regelinrichting (11) met vlotters (12,13) omvat die afwisselend de verbinding van de tank met de transportleiding en de verbinding met de pneumatische leiding opent en sluit voor het met 25 vloeistof vullen en vervolgens legen van de druktank

3. Pijpleiding netwerk volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de drukinrichtingen elk tenminste twee druktanks (15, 16) omvatten en de bijbehorende regelinrichtingen (11) in tegenfase werkzaam zijn. 30

4. Pijpleiding netwerk volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk dat het werkzame volume van een druktank (5) kleiner is dan of gelijk is met het volume van het kortste leidingsegment van de transportleiding (1).

5. Pijpleiding netwerk volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het netwerk ingericht is voor het transport van laag-visceuze vloeistoffen (14) en de pneumatische leiding (9) uitgevoerd is als persluchtleiding.

6. Pijpleiding netwerk volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het 10 netwerk ingericht is voor het transport van hoog-visceuze vloeistoffen (14) en de pneumatische leiding (9) uitgevoerd is als stoomleiding die over de lengte zodanig binnen of tegen de buitenwand van de transportleiding (1) gelegen is dat deze de in de transportleiding aanwezige vloeistof verwarmt.

7. Drukinrichting, toepasbaar bij een pijpleidingnetwerk volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk dat ten minste één druktank (5: 15,16)aanwezig is met een aansluiting op een pneumatische leiding (9) en een aansluiting (14) op een vloeistof leiding en met een regelinrichting (11) met twee vlotters (12,13), waarbij door een eerste vlotter (12) de 20 aansluiting van de druktank op de pneumatische leiding en door een tweede vlotter (13) de aansluiting op de vloeistof leiding afsluitbaar is.

8. Werkwijze voor het transporteren van vloeistof over grote afstanden door de transportleiding (1) van een pijpleiding netwerk volgens 25 één der conclusies 1-6, waarbij door drukinrichtingen vloeistof door leidingsegmenten (2,3) van een transportleiding (1) wordt gepompt, gekenmerkt door de volgende stappen; - de drukinrichtingen druktanks (5) omvatten en telkens tenminste één druktank (5) pulserend de vloeistof door een stroomafwaarts gelegen 30 leidingsegment (2,3) pompt; - aan het eind van dit leidingsegment via tenminste één volgende druktank (5) de vloeistof door een volgend stroomafwaarts gelegen leidingsegment wordt gepompt; en - de voorgaande stapvoor elk daarop volgend stroomafwaarts gelegen 5 leidingsegment wordt herhaald.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk dat vóór elk stroomafwaarts gelegen leidingsegment (2,3) tenminste twee druktanks (15,16) opgesteld zijn met vlotters (12,13) die de vloeistof stroom regelen, en 10 die onderling in tegenfase bewegen, waarbij, als de ene druktank (15) leeggeperst wordt in een stroomafwaarts gelegen leidingsegment, gelijktijdig de andere druktank (16) vanuit een stroomopwaarts gelegen leidingsegment volstroomt. 15