Устройство для разделения газожидкостных смесей

 

Изобретение относится кустройствам разделения газонефтяных смесей и позволяет улучшить качество сепарации и сократить потери нефти. Устройство для разделения смеси включает горизонтальный цилиндрический корпус 1 с эллиптическим днищем 2, входной патрубок 3 и дефлектор с элементами крепления. Дефлектор выполнен в виде основного и дополнительного стаканов 4, 7, направленных открытыми торцами друг к другу, при этом основной стакан расположен в полости днища и закреплен на входном патрубке. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 01 0 45/06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644126/26 (22) 31.01.89 (46) 30,03,91. Бюл. М 12 (71) Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (72) Н,А. Кабанов, Ю.Н.Савватеев, Б,И.Созонов, А.Н.Плесовских, Н.В.Кириллов и

Л.К.Жирякова (53) 621.928.3(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1212468, кл. B 01 О 19/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ

„.,5U ÄÄ 1637836 А1 (57) Изобретение относится к устройствам разделения газонефтяных смесей и позволяет улучшить качество сепарации и сократить потери нефти. Устройство для разделения смеси включает горизонтальный цилиндрический корпус 1 с эллиптическим днищем 2, входной патрубок 3 и дефлектор с элементами крепления. Дефлектор выполнен в виде основного и дополнительного стаканов

4, 7, направленных открытыми торцами друг к другу, при этом основной стакан оасположен в полости днища и закреплен на входном патрубке. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1637836

20

25 отраженный потоки

35

45

Изобретение относится к добыче и переработке нефти и газа, в частности к устройствам разделения газонефтяных смесей, и может быть использовано во всех областях, где есть необходимость разделения газожидкостных смесей.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса сепарации.и сокращение потерь нефти.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг, 2 — то же, со ско. шенным дном; на фиг. 3 — разрез А — А на фиr. 2.

Устройство для разделения газожидкостных смесей включает горизонтальный цилиндрический корпус 1 с эллиптическим днищем 2, входной патрубок 3, дефлектор, выйолненный в виде основного стакана 4 с дном 5 и элементами 6 крепления и дополнительного стакана 7.

В эллиптическое днище 2 соосно врезан входной патрубок 3, на конце которого в полости днища закреплен дополнительный .стакан 7, который открытым торцом направлен внутрь корпуса навстречу открытому торцу основного стакана.

Основной стакан может быть выполнен в виде короба с квадратным сечением и наклонным дном 5, боковые грани которого установлены к вертикали под углом 45 . Устройство собирается посредством сварки.

Площади проходных сечений входного патрубка, стаканов и корпуса соотносятся как

Fn> з> Рг> F>. где F< — площадь проходного сечения входного патрубка, м;

Р2 — площадь прохор ного сечения дополнительного стакана, м;

Рз — площадь проходного сечения основного стакана, м;

F4 — площадь проходного сечения корпуса, м .

Устройство для разделения газожидкостных смесей работает следующим образом.

Газожидкостная смесь по сборным нефтепроводам поступает от скважин в нефтегазосепаратор. При газовом факторе

1500 м /т скорость смеси во входном патрубке достигает 60 м/с, а структура течения потока является дисперсно-кольцевой. Истекая из патрубка 3 с указанной скоростью, газонефтяная смесь, расширяясь и теряя при этом скорость, ударяется в дно 5 основного стакана 4. При ударе происходит резкая перемена структуры потока, из дисперсной она превращается в расслоенную, при этом теряется кинетическая энергия потока, причем жидкость, имея плотность в сотни раэ выше чем у газа, оттесняет его от поверхности стакана и, копируя ее, перемещается по днищу, а затем по обечайке, и, сохраняя остаточную скорость, отбрасывается на днище 2 корпуса 1, по которому стекает вниз и отводится из емкости через выходной патрубок (не показан).

Жидкость выходит из основного стакана кольцевым слоем, при отрыве ее на выходе из полости стакана перераспределяется в струи выходящим потоком газа, который проходит между струями, идет в кольцевое пространство между основным стаканом и корпусом и далее — в корпус. Из полости основного стакана газ выходит по кольцевому пространству, ограниченному изнутри входящим расширяющимся потоком смеси, а снаружи — выходящим кольцевым потоком. жидкости, Дополнительный стакан 7 предназначен для разграничения входящего потока смеси от отраженных потоков газа и жидкости, для предотвращения их вторичного смещения, а также представляет возможность расширяться (т.е. терять скорость, гасить кинетическую энергию) потоку газожидкостной смеси сразу после входа в корпус, разграничивая входящий и

Исполлнение основного стакана в виде короба, сориентированного в пространстве определенным образом,.с квадратным сечением и наклонным дном позволяет концентрировать отбиваемую жидкость внутри стакана, в основном, по нижнему, а также по боковым ребрам, что положительно сказывается на сепарации газожидкостной смеси в сепараторе.

Устройство выполняет две основные функции; гасит высокую кинетическую энергию потока смеси и осуществляет первичное разделение смеси на газ и жидкость. Формы и взаимное расположение элементов устройства выбраны такими, что газожидкостный поток, имея высокую начальную скорость, проходит через элементы устройства, гасит своа кинетическую энергию беэ разбрызгивания и распыления жидкости в потоке, перераспределяетСя иэ пленочнодисперсного в дисперсный и затем в расслоенный и разделенный без вторичного смешивания, Это достигается тем, что сразу после входа в корпус струя смеси принимает свободное (не ограниченное поверхностями) состояние, расширяется, затем ударяется в дно стакана, растекается по поверхности стакана и выходит из полости стакана. На всем пути от входа в сепаратор до кольцевого пространства между основным стаканом и корпусом происходит постоянная смена направлений движения

1637836

Фиг, 3

Фиг. 2

Составитель С. Горяйнова

Редактор M. Бандура Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Заказ 885 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 потоков смеси, газа и жидкости и постоянное расширение потока газа, в дополнение к этому поверхность внутренней полости основного стакана принятой формы наиболее развита по сравнению с известными устройствами и позволяет без дополнительного разбрызгивания кольцевому потоку жидкости иметь достаточные потери энергии на гидравлическое трение, чтобы снизить свою скорость до минимально необходимой, чтобы достигнуть днища емкости и стечь по ней вниз.

Результаты исследований показали, что технологические потери нефти с применением предлагаемого устройства снижаются на 0,2, в результате улучшается качество сепарации.

Испытания модели показали высокую эффективность сепарации предлагаемого устройства при газовом факторе 1500 м /т и скорости на входе в аппарат до 60 м/с.

Формула изобретения

1. Устройство для разделения газожидкостных смесей, включающее соосные горизонтальный цилиндрический корпус с

5 эллиптическими днищами, входной патрубок, дефлектор с элементами крепления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса сепарации и сокращения потерь нефти, дефлек10 тор выполнен в виде основного и дополнительного стаканов. направленных открытыми торцами друг к другу, при этом дополнительный стакан расположен в полости днища и установлен на входном пат15 рубке.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что основной стакан выполнен в виде короба со скошенным дном и сечением в виде квадрата, ориентированного углом

20 вниз, при этом боковые грани короба расположены под углом 45 к вертикали.