Герметизированная система трубопроводного транспорта

 

Изобретение относится к герметизации трубопроводного транспорта и может быть применено при транспортировке смеси нефти с газом. Целью изобретения является обеспечение полной герметизации системы и предотвращение потерь легких компонентов. Достигается это тем, что герметизированная система трубопроводного транспорта снабжена блоком сепарации со ступенчатым мультигидроциклоном, с каплеуловителем и с наклонной перегородкой, а также вихревым инжектором, таким образом газонасыщенная нефть обрабатывается в гидроциклонных элементах, имеющих сливную трубку с наружным обтекаемым кольцом, после чего стабильная нефть без газа собирается в блоке сепарации и подается насосом в активное сопло вихревого инжектора, а парогазожидкостная смесь поступает в тот же блок сепарации, ударяясь о наклонную перегородку, после чего нефть собирается в нем, а парогазовая смесь, пройдя через каплеуловитель с тарелками в виде вогнутых по ходу движения потока линз, засасывается в камеру смешения вихревого инжектора. При этом тарелки в виде линз изготовлены из объемных сеток с рифлениями, а активное сопло инжектора имеет на внутренней поверхности винтовые канавки, позволяющие получать закрученный центральный поток, а значит, и повышенное разрежение в камере смешения этого инжектора. Камера смешения инжектора соединена трубопроводами с каплеуловителем и с уравнительными линиями резервуарных и товарных парков. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

OI38kl

ТЕХЮй Чйффф

ИОТА А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4 372892Л3-29 (22) 01,02.88 (46) 15.11.89. Бюл. N 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов и Производственное объединение

"Варьеганскнефтегаз" (72) P.P.Àõñàíîâ, Ю.М.Абызгильдин, Г.П.Харланов, Э.Г.Маннанов, И.P.Ñàãáèåâ, .В.П.Пелевин, В.В.Конради и H.M.Áàøèðoeà (53) 621.643 (088.8) (56) Патент США 11 3426775, кл. 137-12, 1970. (54) ГЕРМЕТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА (57) Изобретение относится к герметизации трубопроводного транспорта и может быть применено при транспорти,ровке смеси нефти с газом. Целью изобретения является обеспечение полной герметизации системы и предотвра" щение потерь легких компонентов. Достигается это тем, что герметизированная система трубопроводного транспор та снабжена блоком сепарации со ступенчатым мультигидроциклоном, с кап- леуловителем и с наклонной перегоИзобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к герметизированным системам совмещенного трубопроводного транспор" та нефти и газа от промыслов до неф" теперерабатывающих заводов.

„„SU„„1521978 A 1 (51)4 F 17 Р 1/08

2 родкой, а также вихревым инжектором.

Таким образом, газонасыщенная нефть обрабатывается в гидроциклонных элементах, имеющих сливную трубку с наружным обтекаемым кольцом, после чеro стабильная нефть без газа собирается в блоке сепарации и подается насосом в активное сопло вихревого инжектора, а парогазожидкостная смесь поступает в тот же блок сепарации, ударяясь о наклонную перегородку, после чего .нефть собирается в нем, а парогазовая смесь, пройдя через каплеуловитель с тарелками в виде вогнутых по ходу движения потока линз, засасывается в камеру Я смешения вихревого инжектора. При этом тарелки в виде линз изготовлены из объемных сеток с рифлениями, а активное сопло инжектора имеет на С внутренней поверхности винтовые канавки, позволяющие получать закрученный центральный поток, а значит, и повышенное разрежение в камере смешения этого инжектора. Камера 4д смешения инжектора соедийена трубо" М проводами с каплеуловителем и с урав нительными линиями резервуарных f© и товарных парков. 1 з.п. ф-лы, ак)

6 ил. 00

Целью изобретения является обеспечение полной герметизации системы трубопроводного транспорта, ее упрощение и предотвращение потерь легких, наиболее ценных компонентов нефти и нефтепродуктов совместным транспортом нефти и газа.

1521978

Указанная цель достигается тем, что наличие ступенчатого мультигидlроциклона в блоке сепарации позволяет значительно интенсифицировать ripoцесс за счет регулируемой ступенча:той закрутки потока . Такая закрутка потока жидкости позволяет разрушить метастабильное состояние систем газ-жидкость при разгазировании нефти. Это приводит не только к интенсивному выделению тонкодисперсных газовых включений из нефти, но и уда лению газа, находящегося в жидкости

|в метастабильном состоянии. Для удаления таких больших количеств выде, лившихся газов сливная трубка ступенчатого мультигидроциклона должна

,быть выполнена таким образом, чтобы воспрепятствовать их увеличению жид. костью помимо сливной трубки. Этого

;можно достичь, если сливная трубка ! ! снабжена снаружи обтекаемым кольцом. Это позволяет изменить поле давления возле выводного отверстия сливной

25 трубки таким образом, что жидкость проходит по периферии сливной камеры, а газ удаляется..по выводному каналу сливной трубки. При этом.в ступенчатом мультигидроциклоне парогазожидкостная смесь, собранная в сборник этой смеси, соединенный трубопро водом с регулируемым по высоте патрубком,. поступая в блок сепарации, ударяется о перегородку, что приводит к интенсификации процесса отде- З5 ления газа от жидкости. Интенсивное отделение оставшегося газа из жидкости происходит также, если сборник легкой жидкой Фазы соединить с газовой областью блока сепарации через

40 нижний отбойный козырек мультигидроциклона с боковыми щелями в этом козырьке, так как при этом происходит веерообразное истечение жидкости в

45 виде тонкой пленки, наличие отбоиного козырька в мультигидроциклоне диспергирует стекающий поток жидкости. Каплеуловитель в блоке сепарации, состоя. щий из тарелок в виде линз, выполненных из объемных сеток с рифлениями, обеспечивает эффективное отделение капельной жидкости из газа вследствие значительных адгезионных сил жидких капель на поверхности объемной сетки и действия сил на каплю от ни55 ти в сторону периферии за счет кривизны поверхности, что приводит к коалесценции (укрупнению) этих капель и стеканию жидкости по внутренней стенке каплеуловителя в виде пленки жидкости, Кроме того, в каплеуловителе такой конструкции объемная сетка является упругим элементом, что обеспечивает при пульсирующей нагрузке по газу, самоочищение тарелок сферической формы от загрязнений, неизбежно присутствующих в нефтяном газе.

Наклонная перегородка, установленная в блоке сепарации, воспринимает ударную нагрузку нисходящего потока жидкости, стекающую по, регулируемому по высоте патрубку, при этом этот патрубок и наклонная перегородка образуют щель, причем щель может быть регулируемая не только по высоте, но и по форме, так как скошенный конец патрубка может образовать как параллельную с перегородкой щель, так и под другим углом. Это дает возможность наиболее полно удалить газовые включения, находящиеся в окклюдированном и метастабильном состоянии в жидкости за счет ударного эффекта и пленочного режима течения жидкости по наклонной перегородке. Наличие отверстия в перегородке позволяет скопившимся газам поступать в зону отсоса газа на блоке сепарации.

Снабжение герметизированной системы трубопроводного транспорта вихревым инжектором, в котором на внутренней поверхности активного сопла выполнены винтовые канавки, позволяющие закручивать выходящий из инжектора поток, так что в .камере смешения этого инжектора создается наибольшее разрежение увеличивает степень сжатия потока. Этому we способствует и тангенциальный патрубок на входе в камеру смешения.

Наличие трубопроводов, соединяющих выход газа из блока сепарации и уравнительные линии резервуаров с камерой смешения вихревого инжектора, приводит к подсасыванию газов и продуктов разрушения метастабильного состояния газожидкостного продукта, а также продуктов испарения из резервуаров.

Это приводит к возврату этих продуктов в поток нефти, а значит к сокращению потерь нефти и нефтепродуктов.

Таким образом, наличие блока сепарации со ступенчатым мультигидроциклоном,со сливными трубками, снабженными у входной кромки наружной по5 152 верхности обтекаемых кольцом, позволяет значительно интенсифицировать процесс выделения газовых включений за счет интенсивной крутки потока в ступенчатом мультигидроциклоне и при пленочном, веерообразном истечении жидкости из нижнего разгрузочного отверстия гидроциклона, эа счет диспергирования стекающей в блок сепарации жидкости отбойным козырьком гидроциклона, а также за счет более четкого отбора скопившегося в центре вращения потока газа через сливную трубку, имеющую наружное обтекаемое кольцо. 8се это приводит к разрушению метастабильного состояния системы газ-жидкость, а значит к более полному отделению газов от жидкости.

На фиг. 1 схематично показана сис тема трубопроводного транспорта; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (в увеличенном масштабе); на Фиг. 3 - узел II на фиг. 2 {в увеличенном масштабе); на фиг. 4 - вихревой инжектор; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 4 (в увеличенном масштабе); на Фиг. 6вид Б, на фиг. 4.

Герметизированная система трубопроводного транспорта состоит из магистрального нефтепровода 1, блока 2 сепарации со ступенчатым мультигидроциклоном 3 и с каплеуловителем 4, а также с перегородкой 5 с отверстиями.6 для выхода газопаровой смеси и удаления последней, насоса 7 перекачки, узла 8 учета, вихревого инжектора

9, резервуарного парка 10 с гаэоурав.нительной системой 11.

Ступенчатый мультигидроциклон 3 с тангенциальным входным патрубком состоит из гидроциклонных элементов 12 с эавихрителями 13, обеспечивающими пленочный режим истечения гаэожидкости за счет изменяющейся по ширине винтовой канавки на внешней поверхности эавихрителя и образующей со стенкой элемента 14 отверстие, сливных камер !5 в виде трубы длиной 2050 ее диаметров с расширяющимся сборником 16 жидкости, а также сливной трубки 17,с обтекаемым кольцом 18 для отбора парогазовой смеси в виде шнура. Сливная камера 15 крепится с помощью прикрепленного к этой камере ! фланца к стакану 19, в которых и устанавливается гидроциклонный элемент 12.

1978

5

Ступенчатый мультигидроциклон 3 снабжен также сборником 20 легкой жидкой Фазы, соединенной с парогазовой областью I блока 2 сепарации боковыми щелями 21 нижнего отбойного козырька 22, Кроме того, он снабжен сборником 23 парогазожидкостной смеси. Сборник 23 соединен с гаэопаровой областью II блока 2 сепарации трубой

24 и патрубком 25. Последний на конце имеет скос с.углом наклона, равным наклону перегородки 5. Расстоя- ние между патрубком 25 и перегородко

5 может быть отрегулировано подняти" ем или опусканием патрубка 25 с фланцем с помощью шпилек 26 с гайками 27.

Каплеуловитель 4 блока 2 сепарации выполнен в виде гильзы 28 иэ трубы с тарелками 29, изготовленными из регулярных проволочных насадок в Форме линз, вогнутых по ходу движения парогазового потока. Герметизированная система трубопроводного транспорта снабжена также вихревым инжектором

9, состоящим иэ активного сопла 30, камеры 31 инжекции, камеры 32 смешения, причем активное сопло 30, снабжено винтовыми канавками 33, а камера 32 смешения имеет тангенциальный ввод 34 продукта инжекции.

Камера 32 смешения соединена трубопроводом 35 с помощью тангенциаль" ного ввода 34 с выводом газа иэ блока 2 сепарации и трубопроводом 36 с гаэоуравнительными линиями 11 резервуарного парка 10.

Герметизированная система трубо" проводного транспорта работает следующим образом.

Поток газонасыщенной нефти поступает в мультигидроциклон 3, где эа счет тангенциального входного патрубка распределяется равномерно по всем гидроциклонным элементам 12, Далее в каждом гидроциклонном элементе 12 истечение газонасыщенной нефти происходит в пленочном режиме за счет специальной конструкции завихрителя 13.

В периферийной области гидроциклонно" го элемента собирается более тяжелая фаза - стабильная нефть беэ газа, а в центре вращения потока образуется газопаровой шнур, поэтому на расстоянии, близком к центру вращения лотока, происходит интенсивное выделение газов, чем выше скорость вращения, тем больше перепад давления между периферией и центром вращения потока, 1521978 следовательно интенсивнее происходит дегазация жидкости.

Парогазовая смесь по сливной труб

ke 17 с наружным обтекаемым кольцом

;18 вместе с капельками жидкости про ходит в общий сборник 23 и по трубе

24 поступает в блок сепарации, ударяясь k стекая ho наклонной перегородge 5, вызывая тем самым, дополнитель- 10 ное выделение газовых включений за

1чет осуществления пленочного. режима гечения сконденсированной. жидкости разрушения состояния гидродинамиеского равновесия за счет энергии. дара. При этом наклонная перегород ка 5 имеет отверстия 6 для выхода га за. Кроме того, с патрубком 25 она образует регулируемую по форме и размеру щель для истечения жидкости.

Свободный газ собирается в парогазовой зоне II блока сепарации и поступает в каплеуловитель 4 за счет

1 азрежения, создаваемого с помощью вихревого инжектора 9.

Форма тарелок 29 каплеуловителя 4

ФЬ .в виде вогнутых по движению потока линз, как показали эксперименты, позволяет при прохождении парогазовой смеси не только удерживать капельную жидкость, но и предотвратить унос более тяжелых газообразных углеводородов. Это происходит за счет интенсивного массообмена этих углеводородов на большой контактной поверхности.

Стабильная нефть без газа поступа« 35 ет на прием насоса 7 и,. пройдя узел 8 учета, поступает в инжектор 9, активное сопло которого имеет на внутренней поверхности винтовые канавки 33, 4 позволяоцие интенсивно закручивать поток жидкости, что создает в камере

32 смешения разрежение, интенсифициру" ющее подсос парогазовой смеси из блока

2 сепарации через каплеуловители.

При хранении нефти в резервуарных и товарных парках 1.О газоуравнительная линия 11 соединяется. с камерой 32 смешения вихревого инжектора 9 трубопроводом 11 и 36 через патрубок 34. На линии 35 подсоса газа устанавливается счетчик, определяющий количество соб-. ранного газа (не показано) .

Формула изобретения

1. Герметизированная система трубопроводного транспорта, содержащая блок. газосепарации, насос с узлами. учета и. обвязки, инжектор„резервуарный парк с уравнительными линиями, о т л и ч.а ю щ а я с я тем, что, с целью исключения потерь легких фракций нефти и обеспечения полной герметизации системы, блок газосепарации снабжен трехпродуктовым мультигидроциклоном, сливная трубка каждого элемента которого имеет обтекаемое наружное кольцо, каплеотбойником с тарелкой в виде линзы и наклонной перегородкой с отверстиями для выхода газов, а камера смешения инжектора соединена трубопроводом с газовой линией газосепаратора и уравнительными линиями резервуаров, причем мультигидроциклон снабжен сборником парогазовой смеси с регулируемым по высоте патрубком, образующим с наклонной перегородкой щель, и. сборником легкой жидкой фазы, соединенным с газо" вой полостью. блока .газосепарации.. .2. Система по и. 1, о т л и ч а ю" щ а я с я тем, что активное сопло инжектора имеет на внутренней поверхности винтовые канавки.

1521978

ei

Ю

fasgse аююию аееююе

1521978

1521978

Составитель И.Петоян

Техред. Л. Сердюкова

Корректор 0,Кравцова

Редактор lO.Середа

Заказ 6944/35 Тираж 433 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101