Устройство для сброса жидкости из сепаратора газожидкостной смеси

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к автоматическим регуляторам уровня жидкости в сепараторах высокого давления. Устройство для сброса жидкости из сепаратора газожидкостной смеси высокого давления состоит из полого поплавка, следящего за уровнем жидкости, управляющего перемещением золотника, соединяющего отверстия сброса жидкости. Поплавок имеет в верхней части отверстие малого диаметра, сверху прикрытое козырьком. Рычаг поплавка закреплен на общей оси с кулачком, воздействующим на свободный конец золотника. Устройство монтируется в собранном виде через патрубок сброса жидкости сепаратора путем зажатия фланца устройства между фланцем патрубка сброса жидкости сепаратора и фланцем сливного трубопровода с использованием стандартных уплотнительных колец высокого давления. Технический результат состоит в обеспечении работоспособности устройства при высоком давлении (60-70 МПа и выше). 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к автоматическим регуляторам уровня жидкости в сепараторах высокого давления.

Поплавковые следящие и управляющие системы известны и широко используются в промышленности и бытовой технике, в частности в сантехнических устройствах для слива жидкости.

Известны реостатные уровнемеры в бензобаках, в которых следящее устройство выполнено в виде поплавка [1] (А.М.Туричин «Электрические измерения неэлектрических величин». - М.: Госэнергоиздат., 1959, с.436-437).

Известны также индуктивные уровнемеры в бензобаках, в которых следящее устройство выполнено в виде поплавка [2] (А.М.Туричин «Электрические измерения неэлектрических величин». - М.: Госэнергоиздат., 1959, с.437-441).

В известных уровнемерах используют полые тонкостенные поплавки для обеспечения достаточной подъемной силы, обеспечивающей привод либо непосредственно клапана, управляющего потоком жидкости, либо рычагов электрического (реостатного, индуктивного) преобразователя.

Однако такие поплавковые системы не способны работать в сосудах, работающих под давлением, ибо они будут раздавлены этим давлением. Использование сплошных поплавков из легких материалов (пенополистирол, например) не создают достаточной подъемной силы и также подвержены смятию высоким рабочим давлением.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение работоспособности устройства при сверхвысоких рабочих давлениях (60-70 МПа и выше).

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что: устройство для автоматического сброса жидкости из сепаратора газожидкостной смеси высокого давления, состоящее из цилиндрического поплавка в качестве следящего устройства, приводящего в действие управляющий узел, открывающий в свою очередь выход накопившейся в сепараторе жидкости, выдуваемой рабочим давлением газа внутри сепаратора до достижения нижнего критического уровня, отличающееся тем, что полый поплавок имеет в верхней части отверстие малого диаметра для выравнивания давления внутри и снаружи поплавка, сверху прикрытое козырьком для предохранения от попадания частиц жидкости в отверстие, падающих с каплеуловителя сепаратора вниз, а рычаг поплавка закреплен на общей оси с кулачком, приводящим в действие золотниковое устройство, которое при перемещении вверх соединяет посредством кольцевой проточки золотника два отверстия - отверстие, выходящее в полость сепаратора, и отверстие, выходящее в пространство за сливным патрубком жидкости сепаратора.

Для обеспечения удобства эксплуатации и замены устройство монтируется внутри сепаратора через сливной патрубок для жидкости путем зажатия фланца устройства между фланцами сливного трубопровода и сливного патрубка жидкости сепаратора с использованием стандартных уплотняющих колец высокого давления.

На фиг.1 представлено заявляемое устройство.

На фиг.2 представлен узел А.

На фиг.3 представлен узел Б.

Устройство состоит из полого цилиндрического поплавка 3 с отверстием 4 в его верхней части, прикрытым козырьком 2 рычага 5, передающего движение поплавка золотнику золотникового узла устройства 9, размещенного в корпусе 10 патрубка устройства для сброса жидкости, фланец которого 7 зажимается между фланцем 8 сливного патрубка сепаратора и фланцем 6 сливного трубопровода с использованием стандартных уплотнительных колец высокого давления (фиг.3).

Второй конец рычага 5 (фиг.2) жестко закреплен на оси 17, на которой также жестко крепится кулачок 16, при повороте поплавка воздействующий на выступающий из золотникового узла хвостовик золотника 15. Золотник имеет кольцевую проточку 22, посредством которой соединяются между собой отверстия 13 и 18, сообщающие полость внутри сепаратора с пространством в сливном трубопроводе и уплотнительные кольца 14. Возврат золотника после сброса жидкости из сепаратора осуществляется возвратной пружиной 12, усилие сжатия которой может регулироваться гайкой 11. На оси 17 кулачок 16 и конец 19 рычага 5 поплавка 3 крепятся посредством штифтов соответственно 21 и 20.

Работа устройства осуществляется следующим образом: по мере накопления жидкости в корпусе 1 сепаратора поплавок 3, следящий за подъемом уровня жидкости, поднимается вместе с последним вверх, при этом рычаг 5, закрепленный своей концевой частью 19 на оси 17 штифтом 20, поворачивает ось 17, а вместе с ней кулачок 16, также закрепленный на оси 17 штифтом 21; кулачок 16 воздействует на конец золотника 15, контактирующий с ним, поднимая его вверх, причем вверх скользит и золотник 15, своей проточкой соединяя между собой отверстие 13, выходящее в полость сепаратора, и отверстие 18, выходящее в пространство за сепаратором в полости патрубка 10, соединенного с пространством внутри сливного трубопровода; за счет перепада давлений в сепараторе и сливном трубопроводе жидкость из сепаратора вытесняется в трубопровод и уровень жидкости внутри сепаратора снижается. По мере снижения уровня поплавок 3 опускается, рычаг 5 вращается в обратном направлении, что передается через ось 17 кулачку 16, последний перемещается также в обратном направлении и, освобождая конец золотника 15, который под действием пружины 12 перемещается вниз, своей боковой поверхностью перекрывая отверстие 13 и прекращая вытеснение жидкости из сепаратора.

Использование в устройстве золотникового узла, а не игольчатого или другого клапана снижает требуемое усилие поплавка для управления сливом жидкости вследствие полной разгрузки золотника от воздействия высокого давления.

Использование цилиндрического поплавка позволяет монтировать устройство в сепараторе в собранном виде через патрубок слива жидкой фазы сепаратора.

Применение полого поплавка с отверстием малого диаметра в его верхней части, выравнивающим давления в полости сепаратора (снаружи поплавок) и внутри поплавка, позволяет использовать устройство практически при любом рабочем давлении сепаратора, а козырек, прикрывающий это отверстие сверху, предотвращает попадание жидкости внутрь поплавка и потерю его плавучести.

1. Устройство для сброса жидкости из сепаратора газожидкостной смеси высокого давления, состоящее из полого поплавка, следящего за уровнем жидкости, управляющего перемещением золотника, соединяющего отверстия сброса жидкости, отличающееся тем, что поплавок имеет в верхней части отверстие малого диаметра, сверху прикрытое козырьком, а рычаг поплавка закреплен на общей оси с кулачком, воздействующим на свободный конец золотника.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно монтируется в собранном виде через патрубок сброса жидкости сепаратора путем зажатия фланца устройства между фланцем патрубка сброса жидкости сепаратора и фланцем сливного трубопровода с использованием стандартных уплотнительных колец высокого давления.