Устройство для искусственного приготов-ления структур газожидкостного потока

 

Союз Советских

Социалистических

Ресттубпии

ОПИСЛНИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)841660 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19. 07. 79 (21) 2801029/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (53)M. Кл.

В Ol Р 3/04

Гооударстваниь| комитет

СССР оо делам иааоретений и открытий

Опубликовано 30.06.81 Бюллетень ¹ 24 (53) УДК 66.063 (088.8) Дата опубликования описания 30.06.8 1

Н.H. Репин, M.Ô. Коваленко и В.Г. Карамышев.t (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов-(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ

СТРУКТУР ГАЗОЖИДКОСТНОГО, ПОТОКА

Изобретение относится к совместному сбору и транспорту жидкости и газа и может быть использовано для создания различных структурных форм газожидкостного потока с целью выявления оптимальной структуры газожидкостного потока и влияния ее, на расход энергии при транспорте продукции скважин.

Известны устройства, предназначенные для создания заданной структу-! о ры жидкости и для турбулизации потока нефти, транспортируемой по трубопроводу (1) .

Но с помощью их нельзя получить того многообразия структурных форм газожидкостного потока,. которые присущи совместному движению жидкости и газа. Кроме того, ни одно иэ названных выше устройств при пробковой структуре течения смеси не позволяет создавать пробки как по газу, так и жидкости заданной длины, а при пробковой структуре течения небеэразлич2 но какой длины идут жидкостные, или газовые пробки, так как .каждой структуре соответствует свой коэффициент гидравлического сопротивления.

Известно устройство для искусствен ного приготовления структур газожидкостного потока, содержащее корпус, набор диафрагм и штуцеры дпя ввода жидкости и газа. Образование газожид костной структуры (эмульсионной) происходит за счет дробления газа в диафрагмах и сильной турбулизации потока j2).

Однако известное устройство для искусственного приготовления структур газожидкостного потока сконст-. руировано так, что с помощью его мож" но приготовлять только одну какуюнибудь структуру, следовательно, она не является универсальным и не позволяет получить того многообразия структурных форм, в частности проб« ковых и расслоенных, которые могут образовываться в процессе совмест841660

3 ного движения жидкости и газа. Кроме того, вышеназванное устройство требует затраты энергии газожидкостного потока, создает дополнительные сопротивления в трубопроводе и имеет очень низкий коэффициент полезного действия.

Цель изобретения — приготовление эмульсионных, пробковых и расслоенных, структурных форм газожидкостного 10 потока.

Поставленная цель достигается тем, что штуцер для ввода жидкости снабжен коаксиально установленной рабочей камерой, выполненной в виде цилиндра с отверстиями для газа, расположенными на его боковой поверхности в средней части, и плунжером, На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид. 20

Устройство для искусственного приготовления структур газожидкостного потока состоит из корпуса 1, в котором через штуцер 2 вставляется цилиндр 3 и нефтезаборный патрубок 4, к нефте- 25 заборному патрубку 4 присоединяется выводная труба 5, свободный конец которой герметизируется с помощью сальникового уплотнения (Hp показано).

Б средней части цилиндра по его пе- 30 риметру просверлены отверстия 6. Отверстия предназначены для впуска газа в выводную трубу. К выводной трубе 5 присоединяется резино-тканевый рукав (не показан), с помощью которого ус- 35 тановка соединяется с опытно †промышленным стендом. В цилиндре 3 перемещается плунжер 7, уплотняемый с помощью резиновых колец. Плунжер приводится в действие от кривошипно-ша- 40 тунного механизма 8, маховика 9, коробки 10 передач, червячного редуктора 1.1, соединенного с электродвигателем 12. Число ходов плунжера можно изменять с помощью коробки пере- 45 дач от 7 до 300 пб/мин, а положение плунжера в цилиндре можно изменять путем укорачивания или удлинения шатуна. Уровень жидкости в емкости регулируется с помощью регулятора 13 50 уровня жидкости, а гаэ подается в емкость по трубопроводу 14.

Установка работает следующим образом.

Отсепарированная нефть насосами подается через поплавковый регулятор

13 уровня в корпус 1. В эту же емкость по трубопроводу 14 подается

4 попутный нефтяной газ. При положении плунжера 7 в цилиндре ниже отверстий 6 газовое пространство кор-. пуса разобщено плунжером от выводной трубы 5, в последнюю при этом поступает нефть, которая и образует жидкостную пробку. Как только плунжер поднимается выше отверстий, то под действием гидростатического столба нефть оседает в нефтезаборном патрубке 4 до уровня в корпусе и газ поступает в выводную трубу, образуя газовую пробку. Таким образом, создается пробковая структура. Длины пробок будут зависеть от расхода жидкости и газа и времени пребывания плуюкера над и пбд отверстиями в цилиндре. Пос— леднее регулируется коробкой передач и длиной шатуна. Устанавливая различ— ные скорости вращения маховика 9 кривошипно-шатунного механизма 8, а также различные длины шатуна можно получить множество пробковых структур, характеризуемых различным отношением длин газовой и жидкой пробок. Максимальная длина жидкой и газовой пробок при скорости смеси 10 м/с может быть 40 м, а минимальная 0,3 м.

Данное устройство позволяет полу— чать и расслоенную структуру. Pac— слоенная структура течения газожидкостной смеси образуется при одновременном поступлении в трубопровод нефти и газа, Это достигается при положении поверхности раздела фаз в емкости на уровне осевой линии выводной трубы. Плунжер при этом располагается выше отверстий в цилиндре и находится в состоянии покоя.

Эмульсионная структура течения газожидкостной смеси образуется при од— новременном поступлении в трубопровод нефти и газа с последующим дрос— селированием нефтегазовой смеси через специальную диафрагму, установленную между фланцами выводной трубы и резинотканевого рукава, Совместное движение жидкости и газа характеризуется большим многообразием структурных форм газожидкостного потока, которые являются функцией многих переменных. Установлено, что такими переменными являются спотношение фаз, скорость движения смеси, угол наклона трубопровода к горизонту, дисперсности и физико-химических свойств компонентов, Каждой структурной форме газожидкостного потока

5 84 соответствует свой коэффициент гидравлического сопротивления. Следовательно, создавая на установке искусственным путем структурные формы, которые наиболее часто встречаются при совместном движении жидкости и газа, можно выявить оптимальную структуру с точки зрения наименьшего коэффициента гидравлического сопротивления или, другими словами, оптимизировать процесс совместного транспорта нефти и газа. Это значительно позволит уменьшить расход энергии на транспорт газожидкостных смесей.

Формула изобретения

Устройство для искусственного приготовления структур газожидкостного

1660 6 потока, содержащее корпус, набор диафрагм и штуцеры для ввода жидкости и газа, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью приготовления эмульсионных, пробковых и расслоенных структурных форм газожидкостного потока, штуцер для ввода жидкости снабжен коаксиально установленной рабочей камерой, выполненной в виде цилиндра с отверс10 тиями, расположенными íà его боковой поверхности в средней части и плунжером.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 32117734,кл.137-271, 1972.

2. Муравьева И.М. и др. Исследование движения многокомпонентных смесей в скважине. М., "Недра", 1972, с ° 15-20.

841660

Составитель Н. Лебедева

Редактор П. Макаревич ТехредМ.Коштура Корректор С, Щомак

Заказ 4928 3 Тираж 578 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4