Автоколебательный пульсатор

 

Изобретение относится к устройствам для обезвоживания нефтеводяных эмульсий в процессе подготовки нефти и ее транспортировки по трубопроводам Устройство содержит элемент крылового профиля, жестко установлент ный на упругой опоре в полости трубы 1.под углом атаки к направлению потока эмульсионной нефтИо К упругой опоре за хвостом элемента крылового профиля жестко присоединен своей вершиной полый клин с открытым в полость трубы основанием,, Упругая опора выполнена полой и сообщается с полостью клина и полостью эластичной оболочки, содержащей жидкий деэмульгатор и заключенной в замкнутую емкость, полость которой соединена с полостью трубы 1 до места установки элемента. 3 ил0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4680060/26 (22) 14.04.89 (46) 23 ° 03.91. Бюл. NP 11 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Л.М.Матвеенко, Т.К.Апивердизаде и В.Ш.Локсин (53) 66.066.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 714862, кл. F 15 В 21/12, 1978. (54) АВТОКОЛЕБАТЕЛЪНЫЙ 1!УЛЬСАТОР (57) Изобретение относится к устройствам для обезвоживания нефтеводяных эмульсий в процессе подготовки нефти и ее транспортировки по трубопрово„„SU„„1636008 А 1 (у!)5 В 01 D 17/04 F 15 В 21/12

2 дам. Устройство содержит элемент крылового профиля, жестко установлен-. ный на упругой опоре в полости трубы 1,под углом атаки к направлению потока эмульсионной нефти. К упругой опоре за хвостом элемента крылового профиля жестко присоединен своей вершиной полый клин с открытым в полость трубы основанием. Упругая опора выполнена полой и сообщается с полостью клина и полостью эластичной оболочки, содержащей жидкий деэмульгатор и заключенной в замкнутую емкость, полость которой соединена с полостью трубы 1 до места установки элемента.

3 ил.

1636008!

При движении в трубе 1 потока эмульсионной нефти происходит обтекание потоком элемента 2 крылоного профиля и полого клина 4, за которым образуется канитациь гная каверна с пониженным давлением. Одновремен- 40 но в полость клина 4 через полость упругой опоры (оси) 3 и отверстия 6 в ней из емкости 7 поступает жидкий деэмульгатор под действием положительного перепада давления между полостью трубы до места установки элемента и полостью емкости 7 с деэмульгатором. Интенсивность процесса выданливания деэмульгатора иэ эластичной оболочки 8 регулируют вентилями 12 и 13, а также диаметром отверстия 6. Деэмульгатор из полости клина (канитатора) засасывается в кавитационную каверну за клином, переходя в парообразное состояние. Интенсивность испарения деэмульгатора в кавитационную каверну, как и размеры каверны, зависит от скорости обтекания клина (канитатора) 4 потоком

Изобретение относится к устройст- . вам интенсифнцирующим деэмульсационные процессы при подготовке итранспортировке нефтеводяных эмульсий.

Целью изобретения является улучшение диспергиронания жидкости при деэмульсации нефти.

На фиг.! изображен автоколебатсльный пульсатор; на фиг.2 — сечение

А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг.l.

Пульсатор содержит трубу I, в полости которой установлен элемент 2 крылоного профиля, жестко установлен- f5 ный под углом атаки сС в потоке на полой упругой опоре 3. К упругой опоре 3 жестко прикреплен полый клин 4 с открытым в полость трубы основанием 5 ° Клин 4 прикреплен со сторо- 20 ны, противоположной элементу 2. 1Ioлость опоры 3 сообщена с полостью клина 4 отверстием 6. Пульсатор содержит емкость 7 с эластичной оболочкой 8 (фиг. 3), содержащей жидкий де- 25 эмульгатор 9, патрубок 10, соединяющий полость клина 4 с оболочкой 8, трубопровод 11, соединяющий полость емкости 7 с полостью трубы 1 перед элементом 2 крылоного профиля, вен- 30 тили 12 и 13.

Пульсатор работает следующим образом. эмульсионной нефти. Наибольшее развитие этот процесс получает при приближении клина 4 к крайним положениям, когда скорость потока резко нозрастает. Происходит это за счет колебаний клина 4 н сечении потока и его перекрытия колеблющимся элементом 2 крылоного профиля.

Будучи установленным в полости трубы под углом атаки o(к направлению движения потока эмульсионной нефти, упомянутый элемент вначале откло яется вверх под действием подъемной ="èëû К и ее момента относительно упругой опоры (оси) 3, заняв верхнее положение. При этом весь поток устремляется сквозь цель между поверхностью трубы и кромкой нижней поверхности клина (кавитатора) 4. Вследствие этого скорость потока здесь резко увеличивается и кавитационные явления резко усиливаются. Так как в крайнем положении прекращается обтекание элемента 2 крылоного профиля,то исчезает подъемная сила, и начинается обратное движение элемента под действием раскручивания упругой скрученной опоры 3 (оси), и при переходе через среднее положение по инерции элемент 2 крылоного профиля испытывает гидродинамическое давление потока сверху, отклоняясь до нижнего положения.

Кавитатор (клин) при этом отклоняется н верхнее положение и в этот момент канернообразование за клином, так же, как и в нижнем положении, резко интенсифицируется ввиду резкого увеличения скорости потока в щели между верхней кромкой клина и внутренней поверхностью трубы 1. Затем движение элемента обращается, переходя в колебание. Каверно-полостным образованием охватывается, таким образом, все сечение потока нефтяной эмульсии н трубе, а поскольку каверны заполнены парами деэмульгатора и происходит непрерывный процесс их образования и схлопывания со струйно-кавитационным перемешиванием паров деэмульгатора с потоком эмульсии, то достигается идеальное перемешивание и деэмульсация нефтяной эмуль сии при минимальном расходе деэмульгатора. Это позволяет увеличить эффективность деэмульсации нефтяных эмульсий непосредственно в процессе транспортирования по трубопроводу, печивает смешение потока с парообразным деэмульгатором. 11овышению эффективности деэмульсации потока эмульсионной нефти способствуют и колебательные движения кавитатора по всему сечению потока эмульсии, производимые за счет наличия в конструкции деэмульгатора элемента крыловсго профиля, 11оэтому кавитационно-пог.стное парообразование деэмульгатора происходит в потоке по всему сечению, и достигается полный охват потока деэмульсацией„ Кроме того, при схлопыванин каверны и пузырьков пара выделяется тепловая энергия, что также способствует более эффективной деэмульсации и ее интенсификации.

11редусмотренное в пульсаторе помещеиие деэмульгатора в эластичиую оболочку, заключенную в замкнутую емкость, полость которой соединена с полостью трубы до мест установки элемента по потоку, позволяет при необходимости интенсифицировать подачу деэмульгатора в поток за счет положительного перепада давления между упомянутыми полостями. В сочетании с возможностью изменять подачу деэмульгатора за счет выбора определенной ширины щели сужения перед входом в клиновидное расширение, это позволяет регулировать расходдеэмульгатора. Эластичная оболочка предотвращает смешение с жидкостью из трубопровода.

Таким образом, предлагаемый пульсатор обеспечивает эффективную деэмульсацию потока эмульсионной неРрти за счет диспергирования жидкости. жестко установленный на упругой опоре в полости трубы, о т л и ч а ю— 45 ния диспергирования жидкости при де( эмульсации нефти, пульсатор снабжен полым клином, жестко соединенным вершиной с упругой опорой и емкостью с эластичной оболочкой, содержащей жидкий деэмульгатор, при этом основание полого клина открыто в полость трубы, упругая опора выполнена полой и сообщена с полостью клина и с полостью эластичной оболочки, а полость емкости сообщена с полостью трубы перед элементом крылового профиля.

5 !636008

6 при этом не требуется использования принудительных дозаторных устройств типа дозаторных насосов, требующих обслуживания в процессе эксплуатации и подвода энергии к приводным двигателям.

Наличие полого клина на упругой опоре за хвостом элемента крылового профиля обеспечивает получение кавитационных явлений за клином. Клиновидные расширения способны сильно кавитировать обтекающий это расширение поток, в результате чего за клиновидным расширением в потоке жид-. кости образуются полости (или кавер ны), где жидкость находится в парообразном состоянии, а в окрестности каверны и после ее схлопывания жидкость движется в виде струй, окру- 20 женных смесью пузырьков пара деэмульгатора и капель потока жидкости, дальнейшее смешение которых по потоку происходит полностью ввиду интенсивного массообмена в струйно-кавита- 25 ционных течениях. 11оступая в поток из емкости через сообщающиеся между собой полости опоры и клина, деэмульгатор испаряется в полость кавитационной каверны с пониженным давле- 39 нием, образуя из капли деэмульгатора в сотни раз больший объем деэмульгаторного пара. 11оследующее схлопывание каверны сопровождается образованием мельчайших пузырьков пара, интен-g5 сивно перемещенных с кавитационными струями жидкости, а в результате дальнейшей конденсации в потоке эмульсии паров деэмульгатора из пузырьков, молекулами деэмульгатора охватываются 4р Ф с р м у л а и з о б р е т е н и я все глобулы эмульсионного потока. Та- Автоколебательный пульсатор со> ким образом, в отличие от известных держащий элемент крылового профиля, деэмульгаторов, где деэмульгатор диспергируется в потоке объема микрокапель жидкости, в предлагаемом пуль- шийся тем, что, с целью улучшесаторе деэмульгатор перед введением в поток диспергируется до парообразного состояния (молекулярного уровня).

Резкое увеличение степени диспергации позволяет охватить деэмульгирующим воздействием в сотни раз большие объему эмульсионной жидкости,беэ увеличения расхода деэмульгатора, так как для эффективной деэмульсации дос- 55 таточно иметь один слой молекул деэмульгатора на поверхности эмульсионной глобулы, а эту возможность обес1636008

Составитель О. Калякина

Редактор М.Бланар Техред С.Мигунова Корректор М.Самборская

Заказ 775

Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Госуцарсгнснного комитета по изобретениям и открьггиям прл П;11Т СССР

11 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. 1 агарина, 101