Устройство для вывода жидкости и газа из аппарата для разделения смесей

 

Сущность изобретения: обеспечение равномерного отвода несмешиваемых жидкостей и газа из объема аппаратов. Устройство выполнено в виде горизонтальной перфорированной трубы, соединенной со штуцером вывода фазы. Устройство снабжено дополнительными перфорированными трубами, установленными телескопически в трубе с образованием кольцевых межтрубных каналов 7 и 8. Торцевые входы в кольцевые межтрубные канала, загерметизированы заглушками . В устройстве центральная труба 6 имеет наименьший диаметр, а труба 1 - наибольший . 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 В 01 0 17/032

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841756/26 (22) 21.06.90 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть", Производственное объединение

"Куйбышевнефть" и Производственное объединение "Оренбургнефть" (72) И.И. Редькин, А.В. Гришагин, Б.П. Усачев, M.Н. Персиянцев, В.А. Казаков и Н.Т.

Петя нова (56) Байков Н.М. и др, Сбор и промысловая подготовка нефти, газа и воды. М.; Недра, 1981, с. 175, рис. 46. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫВОДА ЖИДКОСТИ И ГАЗА ИЗ АППАРАТА ДЛЯ РАЗДЕЛ ЕНИЯ СМЕСЕЙ (57) Сущность изобретения: обеспечение равномерного отвода несмешиваемых жидкостей и газа из объема аппаратов. Устройство выполнено в виде горизонтальной перфорированной трубы, соединенной со штуцером вывода фазы. Устройство снабжено дополнительными перфорированными трубами, установленными телескопически в трубе с образованием кольцевых межтрубных каналов 7 и 8. Торцевые входы в кольцевые межтрубные канала, загерметизированы за" глушками. В устройстве центральная труба 6 имеет наименьший диаметр, а труба 1 — наибольший. 2 ил.

1768219

Изобретение относится к разделению многофазных систем и может быть использовано в нефтегазовой, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности при сепарации смесей газ-жидкость или жидкость-жидкость (несмешивающихся жидкостей с различной плотностью) в аппаратах для их разделения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являются устройства для вывода легкой и тяжелой фазы из отстойника с вертикальным движением нефти ОВД-200, выполненное горизонтальными перфорированными маточниками, установленными по длине цилиндрической части емкости вдоль верхней стенки (для вывода легкой жидкости нефти) и вдоль нижней стенки (для вывода тяжелой жидкости — воды), прикрепленными к штуцерам вывода легкой и тяжелой жидкостей, которые размещены в середине длины цилиндрической части емкости аппарата (1).

Недостатком прототипа является его низкая эффективность особенно при установке в аппаратах большой длины. Это обусловлено тем, что движущая сила, направляющая жидкость (или газ) из объема аппарата, по мере удаления от штуцера вывода — падает. Низкая эффективность работы устройства вывода, его уменьшающаяся по длине производительность, приводят к возникновению в аппаратах застойных зон и снижению их производительности и, как следствие снижению качества получаемых жидких (газовых) продуктов.

Цель изобретения — повышение эффективности работы устройства для вывода жидкости и газа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вывода жидкости и газа из аппаратов снабжено дополнительными перфорированными трубами, установленными телескопически с образованием кольцевых межтрубных каналов, и заглушками на входах в каналы и на торце центральной трубы, причем трубы в телескопе установлены в порядке увеличения их диаметра от центральной трубы к штуцеру вывода жидкости и газа; перфорация выполнена по верхней половине цилиндрической поверхности труб устройства для вывода легкой жидкости или газа и по нижней половине поверхности труб устройства для вывода тяжелой жидкости.

На фиг.1 представлен общий вид(в разрезе) устройства в аппарате с выводом составляющих разделяемой смеси (жидкости или газа) с торца аппарата; на фиг,2 — вариант установки этих устройств с выводом

55 жидкости или газа через штуцеры, установленные на верхней и нижней стенках в середине цилиндрической части аппарата, вид в разрезе.

Устройства (фиг.1 и 2) для вывода жидкости и газа, выполненные трубными перфорированными маточниками 1, прикреплены к штуцерам вывода легкой фазы 2 и тяжелой фазы 3 и установлены внутри емкости 4, для сепарации эмульсий (газожидкостных смесей); устройства снабжены дополнительными перфориованными трубами 5 и 6, установленными телескопически с образованием кольцевых межтрубных каналов 7 и

8. Торцевой вход в кольцевой межтрубный канал 7, образованный трубами 1 и 5, загерметизирован заглушкой 9, а торцевой вход в кольцевой межтрубный канал 8, образованный трубами 5 и 6, загерметизирован заглушкой 10; торцевой вход в центральную трубу 6 загерметизирован заглушкой 11. В устройстве центральная труба 6 имеет наименьший диаметр, а трубный маточник 1— наибольший диаметр трубы 1, 5 и 6 перфорированы отверстиями 12 по верхней половине цилиндрической поверхности труб при верхнем расположении устройства в аппарате 4 и отверстиями 13 по нижней половине цилиндрической поверхности труб при расположении устройства в нижней части емкости 4. Емкость 4 оборудована штуцером 14 ввода разделяемого продукта, Устройство для вывода жидкости и газа из аппаратов работает следующим образом.

Разделяемая жидкость (эмульсия), поступившая через штуцер 14 в емкость 4, под действием гравитационных сил расслоилась на легкую фазу (нефть) или газ и тяжелую (вода) жидкости. Легкая фаза собралась в верхней части емкости 4, а тяжелая жидкость — в ее нижней части. Легкая фаза через отверстия 12 поступает в устройство для вывода легкой фазы, а вода через отверстия

13 — в устройство для вывода тяжелой фазы.

Особенностью работы устройств для вывода легкой фазы — нефти или газа и тяжелой фазы из аппаратов заключается в следующем. Нефть из объема емкости 4, ограниченного длиной трубы 1 до заглушки 8, втекает через перфорированные отверстия

12 в кольцевой межтрубный канал 7, образованный трубами 1 и 5, и под воздействием перепада давления между давлением в аппарате 4 и в нефтепроводе отвода нефти за штуцером 2 (на фиг,1 и 2 не показан) через штуцер 2 выводится из аппарата. Необходимо отметить, что поток нефти из кольцевого канала 7, движущийся по пути наименьшего сопротивления с предпочтительной гидравлической энергией, на границе открытого

1768219

55 торцевого отверстия кольцевого межтрубного канала 7 на торце трубы 5 внутри трубы

1 оказывает инжекционное воздействие на поток нефти, вытекающей из трубы

5, при этом под его воздействием на участке трубы 5 создается депрессия давления между давлением в аппарате и давлением внутри кольцевого межтрубного канала 8, приблизительно равная депрессия давления на участке трубы 1. Под воздействием созданного нового перепада давления другая часть нефти из следующей части объема емкости 4 от заглушки 9 до заглушки 10, поступает в кольцевой межтрубный канал 8, образованный трубами 5 и 6 и перемещается в сторону штуцера 2, Аналогичным образом поток нефти, движущийся по кол ьцевому межтрубному каналу 8 на границе открытого торцевого отверстия кольцевого межтрубного канала 8 на торце трубы

6 внутри трубы 5 инжектирует поток нефти из трубы 6 в сторону штуцера 2 к нефтепроводу отвода нефти.

Указанный гидравлический механизм работы устройства обеспечивает равномерный вывод нефти из различных частей аппарата и, как следствие, соответствующее равномерное поперечное, близкое к вертикальному, перемещение нефти от границы раздела фаз нефть-вода в сторону трубного перфорированного устройства вывода легкой фазы из аппарата, В процессе разгрузки аппарата верхняя стенка емкости 4 является направляющим гидравлическим экраном для устройства вывода нефти, установленного в верхней части аппарата, в котором трубы 1,5 и 6 перфорированы по верхней половине цилиндрической поверхности труб. Такой гидравлический экран увлекает в перфорационные отверстия труб 1,5 и 6 устройства нефть не только из объема, окружающего это устройство, но под воздействием силы всплывания нефтяных частиц по вертикали также из тех частей аппарата, которые удалены от него, в том числе из объемов аппарата вдоль боковых стенок.

Аналогично в аппарате совместной подготовки нефти и воды работает устройство вывода воды из нижней части аппарата, к которому от границы раздела фаз по поперечному, близкому к вертикальному, направлению опускается выделяющаяся из эмульсии сточная вода, а также для вывода газа.

Предлагаемая конструкция устройства обеспечивает достижение следующих технико-экономических преимуществ, Заявляемое устройство компактно, занимает менее 5 объема емкости аппарата, но обеспечивает эффективный отвод легкой

50 (или тяжелой) жидкости из всего объема, занятого этой жидкостью, Указанное достигается за счет двух составляющих. Во-первых, обеспечивается приблизительно равномерный отвод жидкостей и газа иэ объема аппарата совместной подготовки нефти и воды, оборудованного заявляемыми устройствами для вывода нефти и воды за счет того, что перепад давления, существующий между давлением в емкости аппарата и в трубопроводе отвода нефти из аппарата, с помощью заявляемого устройства распространяется из зоны, окружающей штуцер вывода нефти из емкости на удаленные от этого штуцера части объема емкости, Вследствие указанного исключается горизонтальное перемещение жидкостей вдоль продольной оси устройства, оно локализуется и сводится к минимуму, Такое, многократно ослабленное горизонтальное перемещение остается на коротких участках: вдоль маточника 1 на участке от заглушки 9 до штуцера 2, от заглушки 10 до заглушки 9 вдоль трубы 5 и от заглушек 11 до заглушки 10 вдоль трубы 6. Чем больше труб имеет телескопическое устройство, тем менее ощутимой становится горизонтальное объемное перемещение выводимых из аппарата жидкостей и газа. В рассмотренном примере достигается вывод нефти и воды заявляемыми устройствами для вывода жидкости из трех (см. фиг.1) и шести (см, фиг.2) зон аппарата совместной подготовки нефти и воды. Во-вторых, верхняя стенка емкости в процессе разгрузки аппарата является направляющим гидравлическим экраном для устройства вывода нефти, установленного вдоль верхней образующей аппарата(а нижняя стенка емкости является направляющим гидравлическим экраном для устройства вывода воды, установленного вдоль нижней образующей аппарата). Совмещение всплывания нефтяных частиц вертикально вверх под действием гравитационных сил с направляющим и регулирующим воздействием внутренней стенки цилиндрической части емкости обеспечивают подток нефти к устройству из тех частей аппарата, которые удалены от него на значительное расстояние, в том числе из объемов вдоль его боковых стенок.

Устройство вывода жидкостей и газа, установленное в аппаратах совместной подготовки нефти и воды, позволяет практически исключить захваты и уносы жидкости с газом, воды с нефтью и нефти с водой за счет исключения условий образования мощных местных депрессионных воронок путем создания относительно равных входных объ1768219

Составитель И.Редькин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А,Ворович

Редактор Т.Орлова

Заказ 3601 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 емных скоростей в перфорационные отверстия по всей длине устройства, Устройство делает аппараты, в которых оно установлено, менее чувствительными к разовым кратковременным изменениям его производительности, обусловленной неравномерным поступлением газонасыщенной смеси с промысла, сглаживает амплитуду объемных скоростей и, как следствие, исключает ухудшение качества выводимых из аппаратов газа, нефти и воды.

Устройство позволяет создать в аппаратах, где оно установлено, условия по приближению фактического времени отстаивания (расслаивания) несмешиваемых жидкостей и газа к расчетному времени и, в зависимости от физико-химических свойств обрабатываемых эмульсий или газожидкостных смесей, повышает их производительность на 15-507.

Формула изобретения

Устройство для вывода жидкости и газа

5 из аппарата для разделения смесей, включающее горизонтальную перфорированную трубу, соединенную со штуцером вывода фазы, отл ич а ю щ ее с ятем, что, с целью повышения эффективности работы устрой10 ства, оно снабжено дополнительными перфорированными трубами, установленными концентрично в перфорированной трубе с образованием кольцевых межтрубных каналов, и заглушками, установленными на тор15 це центральной трубы и на входах в каналы, причем трубы выполнены с увеличением их диаметра и уменьшением длины по направлению к штуцеру вывода фазы.