Установка сепарационной очистки при напорной транспортировке газообразных продуктов по трубопроводам Российский патент 2022 года по МПК F17D1/20 

Установка сепарационной очистки при напорной транспортировке продуктов, в которых возможно наличие влаги, конденсируемых углеводородных и не углеводородных компонентов, а также нежелательных механических примесей. Транспортируемый газообразный продукт должен быть напорным, т.е. подача его под давлением, стабильным по компонентному составу и не иметь посторонних примесей.

Однако это требование, как правило, не выполняется несмотря на то, что осуществляется предварительная очистка от основного содержания пластовой воды и примесей, но выходящий из скважины на месторождении нефтегазовый продукт является некондиционным, неудовлетворяющим требованиям потребителя.

Объясняется это тем, что нефтегазовые месторождения характеризуются большим разнообразием компонентного углеводородного состава, а также примесей и различными параметрами. Поэтому, предлагаемую установку сепарационной очистки целесообразно размещать в районе ГРС, в которых посредством редуцирующих устройств можно выбирать оптимальный режим работы с перепадами давлений, которые обычно составляют интервалы от 2,5-7,5 МПа, до давлений в распределительной сети 0,2-0,12 МПа.

В связи с этим, данное изобретение может быть использовано на месторождениях, при обустройстве скважин во входном дроссельном штуцере, в узле очистке и редуцирования, на отводах магистральных газопроводах с использованием перепада давлений установки.

Важной характеристикой параметров транспортировки газообразных продуктов по трубопроводу является поддержание не только напорного давления, температуры, стабильного состава и, особенно величины линейной скорости движения газа по трубопроводу.

В предлагаемом изобретении установки предлагается интенсифицировать процесс сепарационной очистки от жидкой фазы от нежелательных жидкой фазы и примесей. Это достигается путем создания вращательного движения потока и, за счет проявления центробежных сил, выведение тяжелых фракций (жидкой фазы и примесей) из вращающегося периферийного потока выделение и последующего вывода их с установки.

Известны двухкорпусные конструкции сепараторов прямоточно-центробежного типа: А.С. СССР (RU) 6045770 Al B01D 45/12,1978 [1] и А.С. СССР (RU) 598624 Al B01D 45/12,15.06.1978 [2].

В данных конструкциях сепараторов сборники отсепарированной жидкости являются автономными и размещены раздельно.

В изобретении [1] в основном корпусе сепаратора сепарационные камеры с завихрителями для грубой и тонкой очистки с патрубками отвода легкой и тяжелой фракций размещены одна над другой.

Камера «грубой» очистки газа выполнена в виде диффузора, причем, в нижней камере завихритель имеет форму конуса, вершина которого направлена в сторону движения газового потока. Перед патрубками отвода легкой фазы установлены дополнительные отбойники.

Корпус сепаратора [2] имеет сепарационные камеры и статический завихритель, в котором между коаксиальными перегородками размещены лопатки с увеличивающимися в направлении от центра к периферии углами наклона от 10 до 40°. Сборник отсепарированной жидкости соединен с корпусом сепаратора газа отводящими патрубками, в которых установлены жалюзийные решетки. Патрубки для отвода очищенного газа из сепарационных камер основного корпуса изготовлены коническими.

Данные типы сепараторов обладают преимуществами, заключающимися в применении отдельно расположенного от основной сепарационной камеры сборника жидкости. Это значительно повышает эффективность сепарации двухфазных систем, так как отсепарированная жидкость изолирована от сепарируемого исходного потока, что предотвращает вторичный унос жидкости. Но, требуется более технологичная конструктивная проработка этого узла устройства.

Также, к недостаткам можно отнести следующее:

- прямоточно-центробежный сепаратор имеет две сепарационные камеры, но статический завихритель установлен один, поэтому завихренный поток на входе первой ступени напор на последующую ступень будет недостаточен, а поэтому требуется дополнительный подпор и закрутка потока газа для более эффективной сепарации двухфазного потока и предотвращения вторичного уноса уже отсепарированной жидкости по всей длине устройства;

- наличие патрубков отвода очищаемого газа и несвоевременный отвод отсепарированного газа также приводит к дополнительному уносу жидкой фазы;

Известно устройство «Способ транспортировки газообразных и жидких продуктов по трубопроводам и устройство для его осуществления» по патенту РФ: RU 2528545 C2F 17D 1/20, F17D 1/20/09, от 31.08.2014 [3].

Устройство для реализации способа по патенту [3] представляет собой отрезок трубопровода с расположенным в стыке участков активатора вращения транспортируемого газообразного продукта, состоящего из цилиндрического, соосно расположенному трубопроводу корпуса и установленных по окружности на своей внутренней поверхности направляющих лопаток, которые в центре трубопровода соединены на центральном обтекателе.

Активатор может содержать отдельный корпус, в виде отрезка трубы, внешний диаметр которого, равен внутреннему диаметру трубопровода, а внутренние кромки цилиндрического корпуса скошены, при этом корпус активатора неподвижно закреплен внутри трубопровода. Активаторы вращения придают вращательное движение поступающего потока газа на всем протяжении трубопровода.

Недостатки устройства по патенту [3]:

- целью изобретения является повышение эффективности транспортировки газообразных и жидких продуктов, однако во вращающемся потоке образуется газожидкостная смесь, состоящая из составляющих фаз, которые транспортируются, без их разделения и сепарации фаз.

- активаторы вращения размещены по всей длине трубопровода, что требует значительных капиталовложений и трудозатрат, а это усложняет конструктивно магистральные газопроводы, что практически не реально;

Прототипом заявляемого изобретения является «Устройство транспортировки и сепарации газообразных продуктов по трубопроводам» по патенту РФ: RU 2670283 C1 F17D 1/20, F15D 1/04, от 12.04.2017 [4].

Сущность устройства транспортировки и сепарации газообразных продуктов по трубопроводам содержит трубопровод с расположенным в стыке своих смежных участков активатора вращения транспортируемого газа, состоящего из соосно размещенного трубопровода корпуса и установленных по окружности на своей внутренней поверхности направляющих лопаток активатора, которые соединены в центре обтекателя. При этом, активатор вращения содержит цилиндрический корпус большего, чем трубопровод диаметра и соединен с трубопроводом коническими участками при помощи сварки или фланцевого соединения.

В цилиндрическом корпусе центральный обтекатель выполнен в виде конуса, соединенного по ходу газообразного продукта с отрезком трубы. Конус имеет наклонные тангенциальные сквозные прорези. В нижней части цилиндрического корпуса установлен патрубок с защитным козырьком, который образует зону для отбора из газа выделенной влаги и примесей. Нижняя часть патрубка подсоединена к накопительной емкости. Нижняя и верхние части корпуса и емкости снабжены соответственно трубопроводами с запорными вентилями.

Работа устройства состоит в создании избыточного давления газообразному продукту на входе в трубопровод и придания ему вращательного движения в активаторе вращения при помощи лопаток, соединенных на центральном обтекателе. Транспортируемый газообразный продукт при входе в цилиндрический корпус большего, чем трубопровод диаметра направляют в активатор вращения, при этом одну часть потока направляют в наклонные тангенциальные сквозные прорези конуса центрального обтекателя, а другую часть потока направляют на направляющие лопатки. В результате этого, обоим разделенным частям потока газа придают однонаправленное вращательное движение с разными тангенциальными угловыми скоростями, при этом тангенциальная скорость газа в центральном обтекателе превышает скорость газа на направляющих лопатках.

Предложенное техническое решение устройства позволит осуществить выделение примесей и влаги. Их накапливают в нижнюю часть корпуса большого диаметра - зона сбора выделенных механических примесей и влаги, образованной патрубком с защитным козырьком. Далее, выделенные механические примеси и влагу направляют в накопительную емкость, из которой последние удаляют, посредством трубопровода с запорным вентилем, а очищенный газообразный продукт направляют в трубопровод, расположенный после цилиндрического корпуса.

Основные недостатки прототипа:

- конструкция активатора с лопастными активаторами позволяет создать одноступенчатый вращающийся поток с постоянными угловыми тангенциальными скоростями в горизонтальном направлении. Это позволит сепарировать только основную часть взвесей, накапливающейся в периферийной зоне вращающегося потока, но часть их, в основном мелкодисперсная взвесь, будет выноситься с осевым потоком с газа;

- место установки активатора вращения в данной конструкции требует увеличения диаметра существующего трубопровода в месте установки цилиндрического корпуса и наличия конических участков, что потребует дополнительных затрат и усложнения конструкции установки и монтажа трубопроводных сетей;

- сепарационный отбор жидкой фазы и нежелательных примесей газообразных продуктов требует установки дополнительного сепаратора и внешних коммуникаций для отвода сепарируемых компонентов из газа.

Отмеченные недостатки были устранены в предполагаемом изобретении, включающим разработку следующих конструктивных элементов:

- установка более эффективных завихрителей газового потока, а как минимум, двух, позволяющих создать двухступенчатую закрутку в разных направлениях потока путем создания более мощного закрученного потока газа на минимально коротком участке цилиндрического корпуса, в отличии от предлагаемых завихрителей на всем протяжении трубопровода;

- осуществить более эффективный отвод отсепарированного конденсата, состоящего из влаги и тяжелых углеводородов фракции С2+. В результате этого, в аппарате осуществляется многоступенчатая закрутка газового потока с использованием лопастных тангенциальных завихрителей с одновременным сепарационным отводом из периферийных участков жидкой фазы;

- вывод отсепарированных фракций влаги и примесей в устройстве принят ступенчатый, включающий грубую очистку с отводом более крупных капель и тонкую очистку, включающую отвод мелкодисперсной взвеси, благодаря которым достигается постепенный отвод отсепарированных жидкой фазы и примесей, по мере их выделения, что позволяет не допускать вторичного уноса.

Техническое решение установки сепарационной очистки представлено на фигуре 1, фигуре 2, и фигуре 3. При этом, на фигуре 1 представлен схематический разрез общего вида установки. На фигуре 2 представлено сечение в разрезе цилиндрического корпуса на входе в завихритель первой ступени сепарации, на фигуре 3 - изображение узла G вывода отсепарированных примесей газа после второй ступени сепарации.

На фигуре 1, также представлено деление участков корпуса установки на секции: А - первая секция; В - вторая секция; С - третья секция. Технологические потоки (фигура 1 и Фигура 2): I - ввод исходного напорного потока газа; II - вывод отсепарированных жидкой фазы и примесей после первой ступени сепарации в секции (А) и (В); III - вывод отсепарированных жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации в секции (С); IV - вывод отсепарированных жидкой фазы и примесей из накопительной емкости 25; V - вывод отсепарированных жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации из накопительной емкости 30; VI - выход отсепарированного газа после второй ступени сепарации.

На фигуре 1 и фигуре 2 также представлены следующие элементы конструкции установки: 1 - цилиндрической корпус; 2,3 - фланцевые соединения, установленные на трубопроводе в местах стыков входного и выходного участков трубопровода; 4 - лопасти тангенциально-осевого завихрителя первой ступени сепарации в секции (А); 5 - втулка, соединяющая основания лопастей тангенциально-осевого завихрителя; 6 -цилиндрическая образующая модульной цилиндрической вставки в секциях (А) и (В); 7 - крепежная решетка, соединяющая втулку с модульной вставкой; 8 - крепежная решетка концов лопастей завихрителя первой ступени сепарации; 9 - коническая часть цилиндроконического патрубка; 10 - цилиндрическая часть патрубка; 11 - крепежная решетка цилиндрического патрубка; 12 - лопасти тангенциально-осевого завихрителя первой ступени сепарации в секции (В); 13 - входные концы лопастей тангенциально-осевого завихрителя в секции (В); 14 - крепежная решетка выходных концов лопастей тангенциально-осевого завихрителя; 15 - разъем - канал вывода отсепарированных жидкой фазы и примесей после первой ступени сепарации в кольцевое пространство в секции (С); 16 - вторая коническая направляющая на входе в кольцевой сборник секции (С); 17 - цилиндрическая образующая модульной цилиндрической вставки в секции (С); 18 - кольцевое пространство отсепарированных жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации; 19 - прямоугольные окна для вывода отсепарированных жидкой фазы и примесей в кольцевое пространство; 20 - коническая цилиндрическая перегородка кольцевого сечения модульной вставки; 21 - винтообразные ребра, размещенные на участке второй ступени сепарации; 22 - первая коническая направляющая, закрывающая кольцевое пространство примесей первой ступени сепарации секций (А) и (В); 23 - отверстия для вывода отсепарированной жидкой фазы и примесей после первой ступени сепарации в кольцевое пространство; 24 - патрубок отвода отсепарированных жидкой фазы и примесей после первой ступени сепарации в сборник-накопитель; 25 - корпус сборника-накопителя раздельного сбора отсепарированных жидкой фазы и примесей; 26 - запорный вентиль; 27- патрубок вывода отсепарированных жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации в сборник-накопитель; 28 - запорный вентиль; 29 - сборник-накопитель отсепарированного жидкой фазы и примесей после первой ступени сепарации; 30 - сборник-накопитель отсепарированных жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации; 31 - патрубок вывода отсепарированных жидкой фазы и примесей после первой ступени сепарации; 32 - патрубок вывода отсепарированных жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации; 33, 34 - опоры сборника-накопителя 29 и 30; 35 - отверстия для вывода отсепарированных жидкой фазы и примесей после второй ступени в кольцевой сборник 18; 36 - проем винтообразных ребер; 37 - первая зона кольцевого пространства; 38 - пластины для крепления в месте разъема цилиндрических образующих модульной вставки; 39 - скользящие направляющие, закрепленные на поверхностях цилиндрических образующих модульной вставки.

Техническая результат установки сепарационной очистки при напорной и транспортировке газообразных продуктов по трубопроводам заключается в следующем:

исходный поток напорного газа I поступает по трубопроводу, расположенному в стыке входного 2 и выходного 3 участков в цилиндрический корпус 1, соединенного с трубопроводом при помощи сварки или фланцевого соединения и установленного в цилиндрическом корпусе соосно в котором размещена модульная цилиндрическая вставка меньшего диаметра по отношению к корпусу и равной длины с корпусом, при этом между корпусом и цилиндрической вставкой образовано кольцевое пространство для отвода отсепарированной жидкой фазы и примесей. При этом, модульная цилиндрическая вставка, состоящая из двух последовательно размещенных цилиндрических образующих 6 и 17 с разъемом 15, в котором установлены две параллельные конические направляющие 22 и 16, разделяющие кольцевое пространство на первую зону секции (А) и (В) и вторую зону секции (С).

Первая коническая направляющая 22 полностью перекрывает первую зону кольцевого пространства 37, за счет плотного крепления внутреннего края конической направляющей по периметру цилиндрической образующей 6, внешний край конической направляющей плотно примыкает к внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 без крепления, с возможностью свободного перемещения.

Вторая коническая направляющая 16 размещена параллельно первой на расстоянии промежуточного разъема 15 и закреплена внутренним краем конической образующей по всему периметру к срезу цилиндрической образующей 17 модульной цилиндрической вставки, а внешний край конической образующей 16 по периметру выступает за пределы внутренней цилиндрической поверхности модульной вставки на расстоянии, например на 10-15 мм, при этом внутреннее пространство модульной цилиндрической вставки разделено на три секции (А), (В) и (С), из которых первые две секции (А) и (В) представляют первую ступень сепарации, а секция (С) представляет вторую ступень сепарации, при этом в секциях (А) и (В) последовательно размещены тангенциально-осевые завихрители в виде лопастей 4, симметрично установленных по конической образующей окружности с углом наклона лопастей к осевой, при этом в секции (А) входные концы лопастей 13 закреплены во втулке 5 меньшего диаметра по отношению к концам лопастей 4, закрепленных по образующей большего диаметра, причем втулка и концы лопастей закреплены посредством крепежных решеток 7 и 8, установленных на внутренней поверхности модульной вставки.

Причем, во второй секции (В) установлен соосно цилиндроконический патрубок 10, в котором его коническая часть 9 размещена со стороны лопастей 4, закрепленных по образующей большого диаметра, а на выходе цилиндрической части патрубка по его периметру размещены входные концы лопастей 12, а выходные концы этих лопастей закреплены посредством крепежных решеток 14, установленных на внутренней поверхности модульной цилиндрической вставки.

При этом, вывод отсепарированной жидкой фазы и примесей из первых двух секций (А) и (В) после первой ступени сепарации осуществляют, посредством отверстий 23 в нижней половине цилиндрической образующей модульной цилиндрической вставки в первую зону кольцевого пространства, а канал для отвода жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации осуществляют во вторую зону кольцевого пространства.

В третьей секции (С), размещенной, например на расстоянии 2/3 от места разъема 15, на нижней половине цилиндрической поверхности имеются

сквозные прямоугольные окна 19, а верхняя половина цилиндрической поверхность является сплошной, не имеющей сквозных окон, при этом во второй зоне кольцевого пространства, напротив сквозных прямоугольных окон размещены винтообразные ребра 21 и проемы 36, причем основания проемов, вплотную примыкают к сквозным прямоугольным окнам и имеют сквозные вырезы в проемах с равными сечениями прямоугольных окон на всей половине нижней образующей цилиндрической поверхности, а направление винтообразных ребер выполнено с высотой меньше высоты кольцевого пространства с образованием зазора «с» между концом ребер 21 и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса для свободного течения отсепарированной жидкости, причем наклон винтовых ребер должен быть направлен в сторону выхода, а выходной участок кольцевого пространства перекрыт конической цилиндрической перегородкой 20 кольцевого сечения до фланцевого соединения, при этом вывод отсепарированного жидкой фазы и примесей из кольцевого пространства первой и второй зон осуществляют в раздельные сборники-накопители 29 и 30 посредством патрубков 24, 27 и размещенных на них запорных вентилей с последующим выводом конденсата и примесей из сборников- накопителей 26, 28 за пределы емкости на переработку (потоки IV и V).

Техническая сущность изобретения - установки сепарационной очистки при напорной транспортировке газообразных продуктов по трубопроводам, содержащая трубопровод с расположенным в стыке своих, входного и выходного участков лопастного активатора вращения транспортируемого газа, состоящего из цилиндрического соосного трубопроводу, корпуса, равного диаметру трубопровода и соединенного с трубопроводом при помощи сварки или фланцевого соединения, отличающееся тем, что в цилиндрическом корпусе соосно размещена модульная цилиндрическая вставка меньшего диаметра по отношению к корпусу и равной длины с корпусом, при этом между корпусом и цилиндрической вставкой образовано кольцевое пространство для отвода отсепарированной жидкой фазы и примесей, причем модульная цилиндрическая вставка, состоящая из двух последовательно размещенных цилиндрических образующих с разъемом, в котором установлены две параллельные конические направляющие, разделяющие кольцевое пространство на первую зону секции (А) и (В) и вторую зону секции (С), причем первая коническая направляющая полностью перекрывает первую зону кольцевого пространства, за счет плотного крепления внутреннего края конической направляющей по периметру цилиндрической образующей, а внешний край конической направляющей плотно примыкает к внутренней цилиндрической поверхности корпуса без крепления, с возможностью свободного перемещения, а вторая коническая направляющая размещена параллельно первой на расстоянии промежуточного разъема и закреплена внутренним краем конической образующей по всему периметру к срезу цилиндрической образующей модульной цилиндрической вставки, а внешний край конической образующей по периметру выступает за пределы внутренней цилиндрической поверхности модульной вставки на расстоянии, например на 10-15 мм, при этом внутреннее пространство модульной цилиндрической вставки разделено на три секции: (А), (В) и (С), из которых первые две секции (А) и (В), представляют первую ступень сепарации, а секция (С) представляет вторую ступень сепарации, при этом в секциях (А) и (В) последовательно размещены, тангенциально-осевые завихрители в виде лопастей, симметрично установленных по конической образующей окружности с углом наклона лопастей к осевой, при этом в секции (А) входные концы лопастей закреплены во втулке меньшего диаметра по отношению к концам лопастей, закрепленных по образующей большего диаметра, причем втулка и концы лопастей закреплены посредством крепежных решеток, установленных на внутренней поверхности модульной вставки, причем во второй секции (В) установлен соосно цилиндроконический патрубок, в котором его коническая часть размещена со стороны лопастей, закрепленных по образующей большого диаметра, а на выходе цилиндрической части патрубка по его периметру размещены входные концы лопастей, а выходные концы этих лопастей закреплены посредством крепежных решеток, установленных на внутренней поверхности модульной цилиндрической вставки, при этом вывод отсепарированной жидкой фазы и примесей из первых двух секций после первой ступени сепарации осуществляют, посредством отверстий в нижней половине цилиндрической образующей модульной цилиндрической вставки в первую зону кольцевого пространства, а канал для отвода жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации осуществляют во вторую зону кольцевого пространства, при этом в третьей секции (С), размещенной, например на расстоянии 2/3 от места разъема, на нижней половине цилиндрической поверхности имеются сквозные прямоугольные окна, а верхняя половина цилиндрической поверхность является сплошной, не имеющей сквозных окон, при этом во второй зоне кольцевого пространства, напротив сквозных прямоугольных окон размещены винтообразные ребра и проемы, причем основания проемов, вплотную примыкают к сквозным прямоугольным окнам и имеют сквозные вырезы в проемах с равными сечениями прямоугольных окон на всей половине нижней образующей цилиндрической поверхности, а направление винтообразных ребер выполнено с высотой меньше высоты кольцевого пространства с образованием зазора между концом ребер и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса для свободного течения отсепарированной жидкости, причем наклон винтовых ребер должен быть направлен в сторону выхода, а выходной участок кольцевого пространства перекрыт конической цилиндрической перегородкой кольцевого сечения до фланцевого соединения, при этом вывод отсепарированного жидкой фазы и примесей из кольцевого пространства первой и второй зон осуществляют в раздельные сборники-накопители, посредством патрубков и размещенных на них запорных вентилей с последующим выводом жидкой фазы и примесей из сборников-накопителей, за пределы емкости на переработку.

По сравнению с известными изобретениями, заявленная установка имеет следующие преимущества:

- предлагаемая установка может быть использована в опытно-промышленных установках, когда требуется проверить эффективность подготовки различных газовых и газожидкостных смесей для получения требуемого стабильного состава газа, из которого будут удалены жидкая фаза и нежелательные примеси;

В данном установке может использоваться:

- сменная модульная вставка с предлагаемыми конструктивными элементами и параметрами, аналогичными данному изобретению, в которой могут отрабатываться различные режимы работы с изменяемыми конструкциями статических активаторов-завихрителей потока, изменениями проходных сечений сквозных окон винтообразных каналов, с учетом отвода отсепарированного конденсата и примесей;

- установка, являющаяся модульной, может быть установлена на байпасной линии, на ответвлениях от магистрального газопровода, для отработки оптимального режима работы и на время ремонта аварийного участка магистрального газопровода; когда установка может быть включена на рабочий режим, на время ремонта.

- в качестве завихрителей потока используют тангенциально-осевые завихрители, имеющие, преимущества по эффективности, по сравнению с ранее использованными лопастными активаторами вращения. Принципиальным отличием тангенциально-осевых завихрителей расположением направления пластин образующей усеченного конуса. Тангенциально-осевые завихрители способствуют увеличению времени пребывания жидкой фазы в дисперсном состоянии, а следовательно, преимущественно под действием центробежной составляющей скорости, своевременно выведены в кольцевые сборники без вторичного ее уноса;

- отсепарированная влага и примеси, отведенные в кольцевые пространства 37 и 18, защищены внутренней цилиндрической поверхностью 6 и 17 модульной вставки 6.

Предложенное техническое решение-установка по сепарационной очистке и транспортировки газообразных продуктов по трубопроводов, содержащее двухступенчатую сепарацию газа от конденсата и примесей с использованием тангенциально-осевых завихрителей и системы отвода отсепарированных конденсата и примесей в секции модульной вставки сепарационных отбойников и наличии перфорированных прямоугольных окон в нижней цилиндрической образующей, а в кольцевом пространстве винтообразного канала отвода отсепарированных конденсата и примесей в сборник-накопитель, является новым конструктивным решением для устройств, и, следовательно, соответствует критерию «новизна».

Вышеприведенная совокупность отличительных признаков заявленного устройства - установки не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил известных установок совместной сепарации и транспорта газообразных продуктов по трубопроводам, что доказывает соответствию критерию «изобретательский уровень».

Источники информации

1. (RU) 6045770 Al B01D 45/12. 1978.

2. (RU) 598624 Al B01D 45/12 от 15.06. 1978.

3. Патент RU 2528545 C2F 17 D 1/20, F 17D 1/20/09, от 31.08.2

4. Патент RU 2670283 C2F 17D 1/20, F15D 1/04, от 12.04.2017. - прототип

Предлагаемое изобретение - установка сепарационной очистки при напорной и транспортировке газообразных продуктов по трубопроводам. Техническая сущность изобретения на установку заключается в том, что исходный поток напорного газа подвергают двухступенчатой сепарации в размещенном в цилиндрическом корпусе, соединенном соосно с трубопроводом. Внутри корпуса размещена модульная вставка с меньшим диаметром по отношению к корпусу, но равной с ним длиной, при этом между корпусом и модульной вставкой образован кольцевой зазор, служащий для сбора отсепарированной жидкой фазы и примесей при сепарационной очистке тангенциально закрученного с помощью двухступенчатых лопастных завихрителей. При этом внутреннее пространство модульной цилиндрической вставки разделено на три секции, из которых в первых двух секциях (А) и (В) последовательно размещены тангенциально-осевые завихрители в виде направляющих лопаток, симметрично установленных по конической образующей окружности с углом наклона лопаток к осевой, при этом входные и выходные концы лопаток закреплены во втулке посредством крепежных решеток, установленных на внутренней поверхности цилиндрической образующей модульной цилиндрической вставки. Вывод отсепарированной жидкой фазы и примесей из первых двух секций после первой ступени сепарации осуществляют посредством отверстий в нижней половине цилиндрической образующей модульной вставки в первую зону кольцевого пространства, а канал для отвода жидкой фазы и примесей второй степени сепарации осуществляют во вторую зону кольцевого пространства, а в третьей секции (С) сепарации модульной вставки - через сквозные прямоугольные окна, размещенные на нижней половине цилиндрической поверхности. При этом напротив сквозных прямоугольных окон размещены винтообразные ребра и проемы с равным сечением прямоугольных окон на всей половине нижней образующей цилиндрической поверхности. Вывод отсепарированной жидкой фазы и примесей из кольцевого пространства первой и второй зон осуществляют в раздельные сборники-накопители посредством патрубков и размещенных на них запорных вентилей с последующим выводом их из сборников-накопителей за пределы емкости на переработку. 3 ил.

Установка сепарационной очистки при напорной транспортировке газообразных продуктов по трубопроводам, содержащая трубопровод с расположенным в стыке своих входного и выходного участков лопастным активатором вращения транспортируемого газа, состоящим из цилиндрического соосного трубопроводу корпуса, равного диаметру трубопровода и соединенного с трубопроводом при помощи сварки или фланцевого соединения, отличающаяся тем, что в цилиндрическом корпусе соосно размещена модульная цилиндрическая вставка меньшего диаметра по отношению к корпусу и равной длины с корпусом, при этом между корпусом и цилиндрической вставкой образовано кольцевое пространство для отвода отсепарированной жидкой фазы и примесей, причем модульная цилиндрическая вставка, состоящая из двух последовательно размещенных цилиндрических образующих с разъемом, в котором установлены две параллельные конические направляющие, разделяющие кольцевое пространство на первую зону секции (А) и (В) и вторую зону секции (С), причем первая коническая направляющая полностью перекрывает первую зону кольцевого пространства за счет плотного крепления внутреннего края конической направляющей по периметру цилиндрической образующей, а внешний край конической направляющей плотно примыкает к внутренней цилиндрической поверхности корпуса без крепления с возможностью свободного перемещения, а вторая коническая направляющая размещена параллельно первой на расстоянии промежуточного разъема и закреплена внутренним краем конической образующей по всему периметру к срезу цилиндрической образующей модульной цилиндрической вставки, а внешний край конической образующей по периметру выступает за пределы внутренней цилиндрической поверхности модульной вставки на расстояние, например, 10-15 мм, при этом внутреннее пространство модульной цилиндрической вставки разделено на три секции (А), (В) и (С), из которых первые две секции (А) и (В) представляют первую ступень сепарации, а секция (С) представляет вторую ступень сепарации, при этом в секциях (А) и (В) последовательно размещены тангенциально-осевые завихрители в виде лопастей, симметрично установленных по конической образующей окружности с углом наклона лопастей к осевой, при этом в секции (А) входные концы лопастей закреплены во втулке меньшего диаметра по отношению к концам лопастей, закрепленных по образующей большего диаметра, причем втулка и концы лопастей закреплены посредством крепежных решеток, установленных на внутренней поверхности модульной вставки, причем во второй секции (В) установлен соосно цилиндроконический патрубок, в котором его коническая часть размещена со стороны лопастей, закрепленных по образующей большого диаметра, а на выходе цилиндрической части патрубка по его периметру размещены входные концы лопастей, а выходные концы этих лопастей закреплены посредством крепежных решеток, установленных на внутренней поверхности модульной цилиндрической вставки, при этом вывод отсепарированной жидкой фазы и примесей из первых двух секций после первой ступени сепарации осуществляют посредством отверстий в нижней половине цилиндрической образующей модульной цилиндрической вставки в первую зону кольцевого пространства, а отвод жидкой фазы и примесей после второй ступени сепарации осуществляют во вторую зону кольцевого пространства, при этом в третьей секции (С), размещенной, например, на расстоянии 2/3 от места разъема на нижней половине цилиндрической поверхности, имеются сквозные прямоугольные окна, а верхняя половина цилиндрической поверхности является сплошной не имеющей сквозных окон, при этом во второй зоне кольцевого пространства напротив сквозных прямоугольных окон размещены винтообразные ребра и проемы, причем основания проемов вплотную примыкают к сквозным прямоугольным окнам и имеют сквозные вырезы в проемах с равными сечениями прямоугольных окон на всей половине нижней образующей цилиндрической поверхности, а направление винтообразных ребер выполнено с высотой меньше высоты кольцевого пространства с образованием зазора между концом ребер и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса для свободного течения отсепарированной жидкости, причем наклон винтовых ребер должен быть направлен в сторону выхода, а выходной участок кольцевого пространства перекрыт конической цилиндрической перегородкой кольцевого сечения до фланцевого соединения, при этом вывод отсепарированной жидкой фазы и примесей из кольцевого пространства первой и второй зон осуществляют в раздельные сборники-накопители посредством патрубков и размещенных на них запорных вентилей с последующим выводом жидкой фазы и примесей из сборников-накопителей за пределы емкости на переработку.