Устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технике для сбора и распределения нефти, газа и воды на нефтедобывающих промыслах и нефтеперерабатывающих заводах. Техническим результатом является повышение эффективности и технологичности устройства за счет обеспечения перетекания жидкости и уменьшения вероятности перемешивания газожидкостного потока. Устройство содержит рабочую камеру с подсоединенными к ней трубопроводом подвода газожидкостной смеси, трубопроводом отвода газа и трубопроводом отвода жидкости. Трубопровод отвода газа подсоединен к верхней части рабочей камеры. Каждый трубопровод отвода жидкости соединен со своей сепарационной емкостью. Вход в каждый трубопровод отвода жидкости расположен не ниже выхода из него в емкость. Трубопровод подвода газожидкостной смеси соединен с боковой поверхностью рабочей камеры, его выход расположен в рабочей камере не ниже верхнего уровня жидкости в любой из емкостей. Перед рабочей камерой трубопровод подвода газожидкостной смеси содержит прямой участок, расположенный параллельно поверхности, с длиной, достаточной для организации установившегося течения газожидкостного потока и предварительного разделения газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технике для сбора и распределения нефти, газа и воды на нефтедобывающих промыслах и нефтеперерабатывающих заводах.

Проблема разделения газожидкостного потока на части возникает при измерении продукции нефтедобывающей скважины, подключении в работу параллельно нескольких аппаратов (сепараторов, отстойников, трубных водоотделителей и т.п.).

Известно устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости, содержащее диск со сквозными отверстиями, установленный поперек газожидкостного потока в трубопроводе /авторское свидетельство СССР №1506100, Е21В 47/10, 07.09.1989/.

Недостатками известного устройства являются:

- ненадежность работы, так как газожидкостной поток при движении в трубопроводе делится на жидкую и газовую фазы, поэтому из одних сквозных отверстий выходит газ, из других - жидкость, а из третьих - смесь жидкости и газа;

- необходимость перемешивания газожидкостного потока перед входом в сквозные отверстия диска, что в дальнейшем ухудшит качество сепарации;

- сложность изготовления, так как к каждому отверстию нужно подсоединить свой отводящий трубопровод.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости, содержащее подводящий трубопровод, рабочую камеру, отводящие трубопроводы, отличающееся тем, что рабочая камера выполнена в виде вертикального цилиндра, внутри которого размещена газоотводная труба и который снабжен патрубком для подвода газожидкостного потока в нижней части и патрубком для отвода свободного газа в верхней части, а на боковой поверхности расположены отводы с нисходящим участком /патент РФ №2076205, Е21В 43/34, 27.03.1997/.

Известное устройство недостаточно эффективно и технологично, так как

- жидкость, находящаяся в вертикальной цилиндрической рабочей камере, препятствует поступлению в нее газожидкостного потока по расположенному в нижней части рабочей камеры патрубку подвода; кроме того, имеет место нежелательное перемешивание жидкости;

- выполнение трубопроводов отвода жидкости с нисходящими участками не обязательно обеспечивает необходимое перетекание жидкости, а именно: если выход из патрубка отвода жидкости расположен выше уровня жидкости в рабочей камере, жидкость не сможет течь;

- перемешивание в рабочей камере, особенно нефти и воды, за счет подачи газожидкостного потока снизу в дальнейшем ухудшит качество сепарации.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заявляемого изобретения заключаются в повышении эффективности и технологичности устройства за счет обеспечения перетекания жидкости; уменьшение вероятности перемешивания газожидкостного потока улучшит качество последующей сепарации нефти и воды.

Указанная задача решается тем, что устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости, содержащее рабочую камеру с подсоединенными к ней трубопроводами подвода газожидкостной смеси и отвода жидкости и газа, при этом трубопровод отвода газа подсоединен к верхней части рабочей камеры, отличается тем, что трубопровод подвода газожидкостной смеси соединен с боковой поверхностью рабочей камеры, каждый трубопровод отвода жидкости соединен со своей сепарационной емкостью, вход в каждый трубопровод отвода жидкости расположен не ниже выхода из него в емкость. Выход трубопровода подвода газожидкостной смеси расположен в рабочей камере не ниже верхнего уровня жидкости в любой из емкостей. Перед рабочей камерой трубопровод подвода газожидкостной смеси содержит прямой участок, расположенный параллельно поверхности. Длина прямого участка трубопровода подвода газожидкостной смеси достаточна для организации установившегося течения газожидкостного потока. Гидравлические сопротивления трубопроводов отвода жидкости равны. Длина каждого трубопровода отвода жидкости достаточна для организации в нем установившегося течения жидкости.

Подсоединение трубопровода подвода газожидкостной смеси к боковой поверхности рабочей камеры позволяет исключить нежелательное перемешивание газа с жидкостью, а также нефти и воды.

В предлагаемом устройстве для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости рабочая камера и сепарационные емкости представляют сообщающиеся сосуды, соединенные трубопроводами отвода жидкости; уровень жидкости в них одинаков. Поэтому для того чтобы по трубопроводу отвода жидкости в соответствующую емкость поступала жидкость, нужно расположить вход в каждый трубопровод отвода жидкости не ниже выхода из него в емкость.

Расположение выхода трубопровода подвода газожидкостного потока в рабочей камере не ниже верхнего уровня жидкости в любой из емкостей позволяет уменьшить вероятность перемешивания жидкости и газа, а также компонент жидкой фазы - нефти и воды. Это обеспечит в последующем более качественную сепарацию нефти и воды.

Выполнение перед рабочей камерой трубопровода подвода газожидкостной смеси с прямым участком, расположенным параллельно поверхности, позволяет предварительно разделить газожидкостную смесь на жидкую и газовую фазы, что повысит качество разделения газожидкостной смеси в рабочей камере.

Выполнение длины прямого участка трубопровода подвода газожидкостной смеси достаточной для организации установившегося течения газожидкостного потока позволяет уменьшить вероятность перемешивания газа и жидкости, а также компонент жидкости в рабочей камере, что в дальнейшем повысит качество сепарации.

Выполнение гидравлических сопротивлений трубопроводов отвода жидкости равными позволяет повысить равномерность разделения жидкости на равные части по расходу жидкости.

Выполнение длины каждого трубопровода отвода жидкости достаточной для организации в нем установившегося течения жидкости позволяет подготовить жидкость к последующей сепарации.

Расположение входов в трубопроводы отвода жидкости не выше выхода трубопровода подвода газожидкостной смеси позволяет уменьшить вероятность поступления газа в трубопроводы отвода жидкости.

Рабочая камера в зависимости от параметров газожидкостной смеси может быть выполнена в виде цилиндра (ось которого перпендикулярна или параллельна поверхности), сферы, куба и т.д.

Устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости показано на фиг.1; на фиг.2 показан вид сверху.

Устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости состоит из трубопровода подвода газожидкостной смеси 1, содержащего прямой участок 2, параллельный поверхности и соединенный с рабочей камерой 3. К верхней части рабочей камеры подсоединен трубопровод отвода газа 4, а к нижней части рабочей камеры 3 - трубопроводы отвода жидкости 5. Каждый трубопровод отвода жидкости 5 соединен со своей сепарационной емкостью 6.

Устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости работает следующим образом. По трубопроводу подвода газожидкостной смеси 1 поступает газожидкостная смесь. При ее прохождении по прямому участку 2, параллельному поверхности, начинается процесс расслоения газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазы. Если длина прямого участка 2 достаточна для организации установившегося течения, то основная часть газа выделится. В рабочую камеру 3 поступает газожидкостная смесь. Так как плотность жидкости много больше плотности газа, жидкость оседает в нижнюю часть рабочей камеры 3, а газ поднимается в верхнюю часть рабочей камеры 3. Отвод газа и жидкости из рабочей камеры 3 производится соответственно по трубопроводам отвода газа 4 и жидкости 5. Расположение выхода трубопровода подвода газожидкостного потока 1 в рабочей камере 3 не ниже верхнего уровня жидкости в любой из емкостей 6 позволяет уменьшить вероятность перемешивания жидкости и газа, а также компонент жидкой фазы - нефти и воды. Это обеспечит в последующем более качественную сепарацию нефти и воды.

Таким образом, заявляемое изобретение эффективно и технологично.

1. Устройство для разделения газожидкостного потока на равные части по расходу жидкости, содержащее рабочую камеру с подсоединенными к ней трубопроводом подвода газожидкостной смеси, трубопроводом отвода газа и трубопроводом отвода жидкости, при этом трубопровод отвода газа подсоединен к верхней части рабочей камеры, отличающееся тем, что каждый трубопровод отвода жидкости соединен со своей сепарационной емкостью, вход в каждый трубопровод отвода жидкости расположен не ниже выхода из него в емкость, трубопровод подвода газожидкостной смеси соединен с боковой поверхностью рабочей камеры, его выход расположен в рабочей камере не ниже верхнего уровня жидкости в любой из емкостей, перед рабочей камерой трубопровод подвода газожидкостной смеси содержит прямой участок, расположенный параллельно поверхности, с длиной, достаточной для организации установившегося течения газожидкостного потока и предварительного разделения газожидкостной смеси на жидкую и газовую фазы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гидравлические сопротивления трубопроводов отвода жидкости равны.