Вертикальный газоотделитель

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для отделения газа от нефти при подготовке нефти на промыслах. Целью изобретения является повышение эффективности процесса разгазирования, снижение затрат на последующую подготовку нефти и сокращение потерь легких углеводородов нефти от испарения. Газоотделитель содержит корпус 1, патрубок 2 ввода газожидкостной смеси с предварительным отбором газа, патрубоки 3 и 4 вывода газа и жидкости соответственно , отбойные тарелки 5, винтообразный желоб 6 с зазором 7 к стенке и с уменьшающимся книзу шагом, выполненный с одной боковой стенкой, расположенной вдоль внутренней образующей. Зазор 7 между наружной образующей желоба и стенкой корпуса составляет 0,01 - 0,02 диаметра корпуса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

COl03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 01 D 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ b t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

1 (21) 4436075/23-26 (22) 16.03.88 (46) 15.02.90. Бюл. № 6 (71) Татарский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В. П. Тронов, P. Б. Фаттахов, P. Х. Махмудов и В. П. Метельков (53) 66.069.84 (088.8) (56) Патент США № 3362136, кл. С 10 L, 1908. (54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ГАЗООТДЕЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам для отделения газа от нефти при

Л0„„ 1542569 А 1

2 подготовке нефти на промыслах. Целью изобретения является повышение эффективности процесса разгазирования, снижение затрат на последующую подготовку нефти и сокращение потерь легких углеводородов нефти от испарения. Газоотделитель содержит корпус 1, патрубок 2 ввода газожидкостной смеси с предварительным отбором газа, патрубки 3 и 4 вывода газа и жидкости соответственно, отбойные тарелки 5, винтообразный желоб 6 с зазором 7 к стенке и с уменьшающимся книзу шагом, выполненный с одной боковой стенкой, расположенной вдоль внутренней образующей. Зазор 7 между наружной образующей желоба и стенкой корпуса составляет 0,01 — 0,02 диаметра корпуса. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1542569

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в ча ности к устройствам для отделения газа от I!e!)TH при подготовке нефти на промыслах.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса разгазирования, снижение затрат на последующую подготовку нефти и сокращение потерь легких углеводородов нефти от испарения. . На фиг. 1 показан вертикальный газоотделитель, разрез; на фиг. 2 — — узел 1 на фиг. (фрагмент винтообразного желоба) .

Устройство содержит корпус 1, патрубок 2 ввода газожидкостной смеси с предварительным Отбором газа, гатрубки 3 и 4 вывода га а и жидкости соответственно, отбойные тарелки 5, винтообразный желоб 6 с уменьшающимся книзу шагом, образующий со стенкой корпуса зазор 7, равчый

0,01 — 0,02 диаметра корпуса I.

Винтообразный желоб 6 целесообразно выполнить с боковой стенкой 8, расположенной вдоль внутренней кромки желоба 6.

Устройство работает следующим образом.

Газожидкостная смесь плотностью

862 кг/м, температурой 17 С с газовым фактором 2,4 м"/м из концевой сепарационной установки по патрубку 2 с предварительным отбором газа поступает в корпус 1 высотой 16 м, диаметром 1000 мм на винтообразный желоб 6, выполненный с одной боковой стенкой 8, расположенной вдоль внутренней образующей. Кроме того, винтообразный желоб расположен так, что зазор 7, образующийся между стенкой корпуса и его наружной образующей, cоставляет 0,0! ——

0,02 диаметра корпуса. BeëHHHна этого зазора обеспечивает плавное сге;<ан re сплошного слоя газожидкзстной смеси без перегрузки желоба по жидкости и разрыва потока при падении на нижний слой, что способствует исключению повторного эмульгирования смеси, а также облегчает подготовку нефти в последующих аппаратах. Ц!аг винтообразного желоба уменьшается сверху вниз в зависимости эт технологических операций, происходящи.< на нем. Угол наклоня внешней образующей к горизонтdJlH изменяется от 40 — 45 до 25 — -30 . Это предотВращает накоп,Iение жидкости В Верхней части газоотделителя и попадание ее В отводимый газ, способствует плавному стеканию ее в основную массу жидкости без дополнительного эмульгировыпия и эффекгивному разгазированию в топком слое при увеличенной поверхности разгазирования.

Подбор оптимальных раз еров и odcположения винтообразного келоба проВОдили в лабораторных условиях. Знака;1е был определен размер зазора между вие;11— ней образующей желоба и стенкой корпусиз условия сплошности стекающего по стенке потока. Для диаметров корпуса 500, ООО., 5

l5

45 .,| \ J

1500 мм (интервал 500- 1500 мм включает интервал возможных диаметров, применяемых в промысловых условиях, в частности

800 — 1200 мм) максимальный зазор, который обеспечивает стекание сплошного слоя жидкости, находящегося в контакте с поверхностью стенки корпуса, оказался равным 0,02 от диаметра. При увеличении зазора более 0,02 диаметр" стекающий поток терял сплошность, разрывался и отрывался

От стенки корпуса.

Для определения угла наклона желоба (угла наклона его внешней образующей к горизонтали) изготовили жестяной желоб с регулируемым углом наклона и пять прозрачных корпусов различных диаметров (для обеспечения зазора от О до 0,03 диаметра) . В модель Вертикального газоотделителя подавали обводненную на 80% нефть с газовым фактором от 1 до 16 м"/м (в реальных условиях обычно газовый фактор после второй ступени сепарации бывает равным 2,0 — 40 м /и").

Б результате опытов установлено, что остаточное содержание газа изменяется в зависимости от утла накло" à винтообразного желоба, причем при утлах наклона в верхней и средней частях аппарата соответственно 40 — 45 и 30 — 35 не наблюдается накопления жидкости. При уменьшении угла наклона в верхней и средней части до 30—

35 и 20 — 25 соответственно происходит накопление жидкости, образование газовых пробок и прорыв жидкости в газовую линию, причем особенно бурно кеустойчивая работа проявляется при газовом факторе 16 м"/м".

Наименьшее содержание остаточного газа (0,44 — -0,47%) каблюдается при изменяющемся угле наклона желоба, а именно при 40 — -45 В Верхнги части, 30 --35 в средней и 25--30 в нижней части1, при этом содержание остаточной воды практически сохраняется, а уровне !Î вЂ” I!%. Опыты с модель10 Вертикаль11огс газоотде "1HTеJlя с углами наклона желоба 45...30...25 и 40...35...30, в которой,àäàâàëèñü разные величины зазора (0,005; 0,01; 0,02; 0,03)Д показывают, что увеличение зазора Выше 0,01 Д практически не влияет на содержание остаточного

ca3d, а Irprr rrpeaarrrreнии Величины 0.02 Д повышается содержание остаточной Воды

I c 10 — — 11 до 12-- 13%). У еньшение же зазора (менее 0,01 Д) приводит к росту содержания остаточного газа при неизменном соде р к<а ни1. Остаточной ВОды.

Смесь по Винтообразно,l J желобу 6, разделенному условно на три участка ь зависиМОСТИ ОТ TeëHÎ. IOÃII×< CI<È." Oi1ePR!f НН, ПРОИСходящих на нем, продвигается вниз газоотделителя. На первом у.астке угол наклона внешней осразующей к горизонтали в Верх-! — 2 Витках cocTdBJIHCT 40 — 4o обеспе гивает быстрый Отвод боль 1ого Объема жидкости и пены сг патрубка Ввода, 1542569 предотвращает накопление жидкости в верхней части устройства и попаданию ее в отводимый газ. Поток, не имея препятствий на своем пути, плавно распределяется по всему желобу. При стекании происходит перемешивание слоев без резких пульсаций, ударов и изменения направления движения.

Газ, выделившийся при этом, поступает в центральную осевую часть корпуса и проходит в верхнюю часть через отбойные тарелки 5 к патрубку 3 вывода газа. Часть жидкости сливается через зазор 7 между желобами и стенкой корпуса, увеличивая тем самым плошадь поверхности разгазирования нефти.

Шаг винтообразного желоба уменьшается сверху вниз с целью замедления потока и плавного его входа в основную массу жидкости. Угол наклона в месте предполагаемого входа (0,5 высоты газоотделителя) стекаюшего потока в основную массу жидкости составляет 30 — 35 (второй участок), На третьем участке угол наклона внешней образующей к горизонтали составляет

25 — 30, причем эта часть желоба находится в зоне скопления частично разгазированной жидкости. При продвижении жидкости по желобу продолжается разгазирование нефти за счет выделения из нее пузырьков окклюдированного газа. Этот процесс ускоряется благодаря тому, что поверхность желоба делит весь объем жидкости на секции меньшего объема и сокращает высоту всплытия мельчайших пузырьков окклюдированного газа до величины шага винтообразного желоба. Выделившиеся при этом пузырьки газа по мере накопления и укрупнения продвигаются вверх по нижней поверхности желоба или устремляются в центральную осевую часть его, далее к отбойным тарелкам 5.и, освободившись от капелькой нефти, выводятся через патрубок 3 вывода газа.

Разгазированная таким образом нефть через патрубок 4 вывода жидкости с остаточным содержанием окклюдированно,о газа 0,4 — 0,45Я объема поступала в технологический резервуар.

Результаты, полученные при испытаниях устройства, показали, что остаточное содер5 жанне газа в разгазированной нефти составляет 0,4 — 0,45Я объема.

Благодаря конструктивному исполнению и расположению внутренней начинки, в газоотделителе оста точ ное содержа ние воды в нефти также уменьшилось до 11,0О, (на

2 — 39 ). Кроме того, в предлагаемом устройстве корпус используется не только как несушая конструкция, но и как элемент технологического процесса разгазирования. Качество сырья, поступающего на разгазирование, не оказывает влияния на конечные результаты.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства складывается за

2О счет уменьшения потерь нефти от испарения в резервуаре предварительного сброса воды, в результате снижения содержания в нефти окклюдированного газа в 2,7 — 4 раза и расхода топливного газа, затрачиваемого для последующей подготовки нефти, на 3,!—

25 4 7О4

Формула изобретения

l. Вертикальный газоотделитель, включающий корпус с патрубками ввода газожидкостной смеси и вывода газа и жидкости, внутри которого размещен винтообразный желоб, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса разгазирования, снижения затрат на последующую подготовку нефти и сокрашения потерь легких углеводородов, винтообразный желоб выполнен с уменьшаюшимся книзу шагом и установлен с зазором к корпусу, равным

0,01- 0,02 диаметра корпуса.

2. Газоотделитс1b по п. 1, отличающийся тем, что винтообразный желоб снабжен бо40 ковой стенкой, "àñïîëîæåííîé вдоль внутренней кромки желоба.

1542569

Сост а в ител ь О. Каля к ив а

Редактор Ч. Бандура Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 359 Тираж 559 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Г1роизводственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!