Сепаратор

 

Сущность изобретения, устройство предназначено для разделения газонефтяных смесей. Сепаратор содержит трубы-секции , расположенные в вертикальной плоскости . Средняя секция снабжена подводящим газожидкостную смесь патрубком и сепарирующим элементом. Кроме того, она снабжена дополнительным подводящим патрубком, расположенным с противоположной стороны по отношению к подводящему смесь патрубку. Сепарирующий элемент выполнен в виде плоского поперечного экрана с симметрично установленными на нем с противоположных сторон полыми цилиндрами. Экран закреплен в верхней и нижней секциях перпендикулярно оси средней секции. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789591/26 (22) 09.02.90 (46) 15.10.92. Бюл. N. 38 (71) Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (72) Н,А. Кабанов, А.Н. Плесовских, Ю.Н.

Савватеев и С.Е. Вешкурцева (56) А,И. Гужов и др. Сбор, транспорт и хранение природных углеводородных газов.

М.; Недра, 1978, с. 193, рис. IV. 20. (54) СЕПАРАТОР (57) Сущность изобретения; устройство предназначено для разделения газонефтяных смесей, Сепаратор содержит трубы-секИзобретение касается добычи и переработки нефти и газа и относится к устройствам разделения газонефтяных смесей.

Целью изобретения является повышение эффективности сепарации газожидкостных потоков. Это приводит к сокращению потерь углеводородов при сепарации нефти с газовым фактором нефти до 5000 м /м, Цель достигается тем, что сепаратор, включающий трубы-секции, расположенные в одной вертикальной плоскости и содержащие среднюю секцию, снабженную с одной стороны подводящим газожидкостную смесь патрубком и закрепленным в секции сепарирующим элементом, верхнюю секцию с патрубком отвода газа и нижнюю секцию с патрубком отвода жидкости. Средняя секция снабжена дополнительным подводящим патрубком, расположенным с противоположной стороны секции по отношению к подводящему смесь патрубку, сепарирующий элемент выполнен в виде плоского поперечного экрана с симметрич„„ Ы „,, 1768221 А1 ции, расположенные в вертикальной плоскости. Средняя секция снабжена подводящим газожидкостную смесь патрубком и сепарирующим элементом. Кроме того, она снабжена дополнительным подводящим патрубком, расположенным с противоположной стороны по отношению к подводящему смесь патрубку. Сепарирующий элемент выполнен в виде плоского поперечного экрана с симметрично установленными на нем с противоположных сторон полыми цилиндрами. Экран закреплен в верхней и нижней секциях перпендикулярно оси средней секции, 1 ил. но установленными на нем с противоположных сторон полыми цилиндрами, которые закреплены в средней секции соосно ей, а экран закреплен в верхней и нижней секциях в плоскости их оси и перпендикулярно оси средней секции.

Конструктивно решение сепаратора в виде труб-секций, расположенных s одной вертикальной плоскости, с установкой верхней и нижней секций на средней секции вертикально и соосно, установка дополнительного патрубка на свободном конце горизонтальной средней секции, а также новое конструктивное решение сепарирующего элемента из таких элементов, как плоский поперечный экран и полые цилиндры, их взаимное расположение и крепление позволяют производить сепарацию нефтегазовых смеси при газовом факторе до 5000 м /м при нормальных потерях углеводородов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан продольный разрез сепаратора, 1768221

Сепаратор включает среднюю секцию 1 с входным патрубком 2 и сепарирующим элементом 3, верхнюю секцию 4 с патрубком отвода газа 5, нижнюю секцию 6 с патрубком отвода жидкости 7, второй входной парубок 8 на средней секции 1, плоский поперечный экран 9 и полые цилиндры 10 и

11, из которых состоит элемент 3, а также узлы крепления 12 стаканов в средней секции.

Элементы сепаратора закрепляются посредством электросварки.

В горизонтальную среднюю секцию 1 врезаны верхняя 4 и нижняя 6 секции таким образом, что они расположены вертикально и соосно. B их пересечении соосно средней секции установлен элемент 3. Плоский поперечный экран 9 элемента 3 закрепляется в нижней 6 и верхней 4 секциях соосно им и перпендикулярно оси средней секции 1.

Полые цилиндрические стаканы 10 и 11 симметрично устанавливаются с противоположных сторон поперечного экрана 9 и закрепляются в средней секции соосно ей при помощи узлов крепления 12.

Диаметры труб секции выбраны равными

D< = Ог=0з;

D< — диаметр трубы средней секции, м;

D2 — диаметр трубы верхней секции, м;

Оз — диаметр трубы нижней секции, м.

Диаметры полых цилиндров равны и меньше диаметра средней секции, d(D>, где d — диаметр полых цилиндров, м.

Остальные размеры сепаратора определяются расчетом в зависимости от нагрузок по жидкости и газу на сепаратор и газового фактора сепарируемой нефти. Экспериментальным путем установлено, что

0,20 - 0,80, г1 где f — площадь поперечного сечения полого цилиндра, м;

F> — площадь проходного сечения средней секции, мг, Сепаратор работает следующим образом. Газожидкостная смесь из системы сбора нефти поступает во входные патрубки 2 и 8 сепаратора. Скорость входа газожидкостной смеси в сепаратор достигает 50 м/сек., а структура течения потока является дисперснокольцевой, Гидродинамические процессы в левой и правой частях сепаратора будут симметричными. Газожидкостная смесь из подводящего нефтепровода через делитель потока (на фиг.1 и 2 не показаны) попадает во входные патрубки 2, 8 и далее в полые цилиндры 10, 11. В полости цилин5

10 l5

55 дров происходит гашение кинетической энергии потоков за счет гидродинамического удара на отбойнике 9 и последующего разворота потока на 180О, Вследствие чего поток расслаивается на газ и жидкость.

Жидкость распределяется по внутренней поверхности полого цилиндра, затем перераспределяется на его нижнюю образующую и стекает в среднюю секцию. Затем, двигаясь по нижней образующей средней секции, жидкость попадает в нижнюю секцию. Через выходной патрубок 7 жидкость выходит из сепаратора в линию и на вторую ступень сепарации (на чертеже не показаны), Регулирующим устройством (на чертеже не показано) после выходного патрубка

7 поддерживается уровень жидкости в сепараторе для предотвращения проскакивания газа в нефтяную линию, Газ из полых цилиндров 10, 11 выходит кольцевыми потоками, отражается от торцевых поверхностей средней секции 4 по кольцевому пространству между полыми цилиндрами и стенкой средней секции, попадает в центральную часть сепаратора, где он устремляется в полость верхней секции 4 и оттуда через выходной патрубок 5 уходит в газопровод и далее в газосепаратор (на чертеже не показаны) на доочистку, Прямоугольная часть отбойника

9, выступающая за обечайку полых цилиндров, разделяет встречающиеся потоки газа в центральной части сепаратора, способствует их стабилизации и отбивает увлекаемые ими капли жидкости вниз.

Форма сепаратора в виде труб-секций, расположенных в одной вертикальной плоскости, включающий среднюю секцию с двумя входными патрубками и сепарирующим элементом, верхнюю с газовым и нижнюю с жидкостным выходными патрубками, закрепление верхней и нижней секции на средней вертикально и соосно, конструктивное решение элемента в виде плоского поперечного экрана с симметрично установленными на нем с противоположных сторон полыми цилиндрами, которые закреплены в средней секции соосно ей, закрепление экрана в верхней и нижней секциях в плоскости их оси, позволяет сократить металлоемкость сепараторов и увеличить их производительность по жидкости и газу при сепарации нефтей с высоким газовым содержанием (до 0,995) с сохранением качества сепарации, соответствующего нормативным требованиям, В лабораторных условиях проведены испытания модели устройства. В результате исследований выявлены оптимальные соотношения геометрии устройства.

1768221

Формула изобретения

Сепаратор, включающий трубы-секции, расположенные в одной вертикальной плоскости и содержащие среднюю секцию, 5 снабженную подводящим газожидкостную смесь патрубком и закрепленным в секции сепарирующим элементом, верхнюю секцию с патрубком отвода газа и нижнюю секцию с патрубком отвода жидкости, о т л и ч а10 ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации газожидкостных потоков, средняя секция снабжена дополнительным подводящим патрубком, расположенным с противоположной стороны

15 секции по отношению к подводящему смесь патрубку, сепарирующий элемент выполнен в виде плоского поперечного экрана с симметрично установленными на нем с противоположных сторон полыми цилиндрами, 20 которые закреплены в средней секции соосно ей, а экран закреплен в верхней и нижней секциях в плоскости их оси и перпендикулярно оси средней секции.

Сепаратор позволяет производить качественно новую операцию — сепарацию нефтегазовой смеси нефти с газовым факторомдо5000м /м исоскоростьюдвижения смеси на входе в аппарат до 50 м/сек.

Результаты исследований показали, что технологические потери нефти с применением предлагаемого устройства снижаются на 0,17.

Таким образом, испытания модели показали высокую эффективность сепарации предлагаемого устройства при газовом факторе 5000 м /м и скорости смеси на входе в аппарат до 50 м/сек.

Заявленный сепаратор позволит эффективно производить сепарацию нефтей с высоким газовым фактором на месторожденях с подгазовыми зонами, что является очень важным, так как около 20% нефти

Западной Сибири в 13 пятилетке будет добыто из таких месторождений. г "»

Е7 с. Жидкоеть

Составитель Н.Кабанов

Техред М,Моргентал

Редактор В.Соколова

Корректор О.Густи

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

Заказ 3601 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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