ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СЕПАРАТОР Российский патент 2002 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения нефти, газа и воды при сборе и подготовке продукции скважин.

Известен газожидкостной сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, сливные трубы, прикрепленные верхними концами к основанию воронок [см. авт. свид. СССР 986460, кл. В 01 D 45/12, 1983 г.].

Наиболее близким газожидкостным сепаратором к заявляемому изобретению по совокупности признаков является газожидкостной сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси (ГЖС), и отвода газа и жидкости, сливные трубы, перегородку, разделяющую сепаратор на камеры [см. авт. свид. СССР 1254606, кл. В 01 D 45/12, 1982 г.] - прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного сепаратора, принятого за прототип, относится то, что конструкция гидрозатворного устройства, основанного на затормаживании колебания уровня жидкости в концентрических сливных трубах недостаточно надежна при увеличении расхода газа или при снижении уровня жидкости, вызванных технологической необходимостью, например, в замерных сепараторах.

Технический результат - предотвращение прорыва газа через слой жидкости и захвата ее в выходной трубопровод отвода газа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известный газожидкостной сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси (ГЖС) и отвода газа и жидкости, сливные трубы, перегородку, разделяющую сепаратор на камеры, снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа, при этом перегородка выполнена конической, одна из камер - входная, снабжена сливными трубами и концентрично установленной каплеотбойной камерой с завихрителем, конусной нижней частью, и со сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса, при этом гидрозатворный стакан снабжен ребрами на наружной поверхности и выполнен высотой не менее верхнего уровня жидкости в сепараторе.

В предлагаемом газожидкостном сепараторе исключается выброс жидкости в трубопровод отвода газа при любых изменениях нагрузки по газу и снижениях уровня жидкости в сепараторе.

Это достигается за счет снабжения сепаратора газоуравнительным трубопроводом и разделения корпуса конической перегородкой на две камеры, в одной из которых - входной, установлена концентрично каплеотбойная камера с конической нижней частью и сливными трубами, которые установлены в гидрозатворный стакан, нижними концами, при этом нижние концы сливных труб каплеотбойной камеры расположены ниже конца сливных труб входной камеры.

При этом происходит выравнивание давления в газовом пространстве корпуса сепаратора и выходном трубопроводе отвода газа и обеспечивается установление уровня жидкости в сливных трубах каплеотбойной камеры в соответствии с уровнем в корпусе сепаратора. Гидрозатворный стакан с погруженными сливными трубами также гарантирует фиксированный уровень в сливных трубах при колебаниях уровня в корпусе сепаратора.

На чертеже представлен газожидкостной сепаратор, общий вид.

Газожидкостной сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, трубопроводы подвода ГЖС и отвода газа и жидкости, при этом корпус разделен конической перегородкой 2 на две камеры, одна из которых, входная камера 3, снабжена сливными трубами 4 и установленной концентрично каплеотбойной камерой 5 с нижней частью в виде конуса и также со сливными трубами 6. При этом сливные трубы 4 и 6 установлены в гидрозатворный стакан 7 в нижней части корпуса, причем сливные трубы 6 расположены ниже сливных труб 4. Сепаратор также снабжен газоуравнительным трубопроводом 8, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа, а гидрозатворный стакан 7 выполнен с ребрами 9 и высотой не менее высоты уровня жидкости в сепараторе.

Газожидкостной сепаратор работает следующим образом.

ГЖС подается тангенциально, через входной патрубок во входную камеру 3 вертикального цилиндрического (или верхней частью, выполненной меньшего диаметра) сепаратора, где происходит первая ступень разделения ГЖС, при этом капельки жидкости по стенкам входной камеры 3, через коническую перегородку 2 стекают в сливные трубы 4 и гидрозатворный стакан 7 с ребрами 9 на наружной поверхности, выполненные в виде винтовой полки для спокойного слива жидкости.

Предварительно очищенный газ поступает в каплеотбойную камеру 5 с лопаточными завихрителями, закручивается в поток, происходит вторая ступень разделения, при этом капли осаждаются на поверхность и стекают по конусной ее части через сливную трубу в нижнюю часть сепаратора и далее отводится.

Сливные трубы 4, 6 входной и каплеотбойной камер установлены в гидрозатворный стакан 7 на разных уровнях, сливная труба 6 ниже сливной трубы 4, - это предотвращает прорыв газа из входной камеры в газовое пространство сепаратора при условии:

где h - разность столбов жидкости в гидрозатворном стакане и сливных трубах входной камеры, соответствующая перепаду давления ΔP в каплеотбойной камере;
ρ_ж - плотность жидкости;
Н - расчетная (конструктивная) высота гидрозатворного стакана.

Выполнение входной камеры 3, отделенной от отстойной зоны сепаратора конической перегородкой 2, и сообщение ее с трубопроводом отвода газа также исключает выброс жидкости в трубопровод отвода газа при любых изменениях нагрузки по газу и снижениях уровня жидкости в сепараторе.

Таким образом предложенный сепаратор надежен в работе при разделении ГЖС.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения нефти, газа и воды при сборке и подготовке продукции скважин. Сепаратор снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа. Перегородка в корпусе сепаратора выполнена конической и делит сепаратор на камеры. Входная камера снабжена сливными трубами и концентрично установленной каплеотбойной камерой с завихрителем, конусной нижней частью и сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса, который снабжен ребрами на наружной поверхности и выполнен высотой не менее верхнего уровня жидкости в сепараторе. Технический результат состоит в предотвращении прорыва газа через слой жидкости и захвата ее в трубопровод отвода газа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Газожидкостной сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости, сливные трубы, перегородку, разделяющую сепаратор на камеры, отличающийся тем, что он снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа, при этом перегородка в корпусе сепаратора выполнена конической, одна из камер - входная - снабжена сливными трубами и концентрично установленной каплеотбойной камерой с завихрителем, конусной нижней частью и сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса. 2. Газожидкостной сепаратор по п.1, отличающийся тем, что гидрозатворный стакан снабжен ребрами на наружной поверхности и выполнен высотой не менее верхнего уровня жидкости в сепараторе.