Устройство для улавливания капельной жидкости из газового потока Российский патент 2023 года по МПК B01D46/00 

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при промысловой подготовке продукции газовых и газоконденсатных залежей, в частности к устройствам для отбора капельной жидкости из газового потока с целью получения оперативной информации по количеству основных компонентов в уносимой капельной жидкости.

Из области техники известно устройство для очистки газового потока от жидких частиц [RU 2022618, МПК B01D 46/00, опубликовано 15.11.1994] содержащее цилиндрический корпус с тангенциальным патрубком ввода очищаемого потока и спиральными направленными в сторону закрутки потока канавками на внутренней поверхности по всей его высоте, сборник отделенной фазы, при этом с целью повышения степени очистки, нижняя часть корпуса выполнена конической с вырезами вдоль образующей на нижнем выходном торце, в которые выведены канавки.

К недостаткам известного устройства можно отнести низкую степень очистки газового потока от жидкости, поскольку во время завихрения в ограниченном пространстве вместе с выходящим закрученным газом будут выходить и частицы жидкости.

Известно более совершенное устройство для сепарирования тонко дисперсной капельной жидкости из газового потока см. патент РФ № [RU 2163163, МПК. B01D 46/00, опубликовано 20.02.2001] взятое в качестве ближайшего аналога (прототип), содержащее цилиндрический корпус с входным патрубком, фильтроэлемент из лиофильного, токонагреваемого, металлокерамического пористого материала с многослойной структурой, сливные и газовыводящие патрубки, расположенные на боковой поверхности корпуса, при этом фильтроэлемент выполнен цилиндрическим с фронтальным по потоку тонкопористым мембранным слоем, нанесенным на грубопористую мембранную основу, напротив выходного цилиндрического отверстия фильтроэлемента соосно установлен разделительный патрубок, выполненный с сужением в сторону его выходного отверстия, выведенного через корпус, при этом отношение диаметров корпуса и выходного отверстия фильтроэлемента должно быть равно 3-10, отношение геометрических площадей сечений входного отверстия разделительного патрубка и выходного отверстия фильтроэлемента составляет 3-6, расстояние между ними должно быть в пределах 0,25-4,0 диаметра выходного отверстия фильтроэлемента, а длина фильтроэлемента равна 5-50 диаметрам его выходного отверстия.

К недостаткам известного устройства-прототипа можно отнести ограниченные технологические возможности, связанные с отделением в общий поток нескольких видов жидкостей, включая жидкость насыщенную углеводородами, и унос вместе с «очищенным» газом частиц жидкости, поскольку воронкообразный патрубок не обеспечивает полного улавливания жидкости.

Технически результатом предполагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности расширение технологических возможностей устройства, обеспечение более качественного анализа и очистки с разделением выделяемых из газового потока жидкостей.

Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, включающих вертикально установленный цилиндрический корпус с входным патрубком, фильтрующим элементом, установленным внутри корпуса, газовыводящим и сливным для жидкости патрубками и новых признаков заключающихся в том, что корпус выполнен из двух герметично соединенных частей - нижней и верхней, на нижней части корпуса устройства смонтировано два патрубка: один, входной патрубок газового потока с вентилем, смонтирован на боковой стороне корпуса с вводом газового потока во внутреннюю полость фильтрующего элемента, другой - сливной патрубок снабжен буферной емкостью и смонтирован в нижней точке нижней части корпуса на выходе накопленной жидкости, верхняя часть корпуса снабжена патрубком отвода газа с контрольным и регулировочным манометрами и регулирующим вентилем, при этом на наружной поверхности корпуса устройства выполнена теплоизоляция, устройство снабжено средством контроля температуры газового потока, выполненного в виде термометра, смонтированного в кармане боковой стороны корпуса.

Сливной патрубок соединен с буферной емкостью при помощи вентиля.

Торцовые верхняя и нижняя стороны фильтрующего элемента герметично закрыты при помощи уплотнительной опорной и прижимной шайб.

Новизной предполагаемого изобретения является выполнение корпуса из двух герметично соединенных частей - нижней и верхней, на нижней части корпуса устройства смонтировано два патрубка: один, входной патрубок газового потока с вентилем, смонтирован на боковой стороне корпуса с вводом газового потока во внутреннюю полость фильтрующего элемента, другой - сливной патрубок снабжен буферной емкостью и смонтирован в нижней точке нижней части корпуса на выходе накопленной жидкости, верхняя часть корпуса снабжена патрубком отвода газа с контрольным и регулировочным манометрами и регулирующим вентилем, при этом на наружной поверхности корпуса устройства выполнена теплоизоляция, устройство снабжено средством контроля температуры газового потока, выполненного в виде термометра, смонтированного в кармане боковой стороны корпуса.

Так, признаки выполнения корпуса из двух герметично соединенных частей - нижней и верхней, на нижней части корпуса устройства смонтировано два патрубка: один, входной патрубок газового потока с вентилем, смонтирован на боковой стороне корпуса с вводом газового потока во внутреннюю полость фильтрующего элемента, обеспечивают прохождение газового потока через фильтрующий элемент без смешения уже очищенного газа с капельной жидкостью.

Признаки выполнения другого - сливного патрубка снабженного буферной емкостью и смонтированного в нижней точке нижней части корпуса на выходе накопленной жидкости, позволяет, по истечении регламентного промежутка времени, сливать накопившуюся в нижней части корпуса жидкость в буферную емкость, из которой накопленная жидкость сливается в мерную емкость и в дальнейшем поступает на анализ для определения состава.

Признаки наличия у верхней части корпуса патрубка отвода газа с контрольным и регулировочным манометрами и регулирующим вентилем - позволяет устанавливать в полости устройства постоянное давление газового потока и выдерживать температуру потока равную или близкую к температуре потока в центральном подводящем поток трубопроводе.

Выполнение на наружной поверхности корпуса устройства теплоизоляции обеспечивает сохранение и поддержание постоянной, равной температуре газового потока, температуры.

Наличие в устройстве средства контроля температуры газового потока, выполненного в виде термометра, смонтированного в кармане боковой стороны корпуса, позволяет контролировать процесс отбора капельной жидкости и обеспечивать одинаковые условия отбора.

Признаки выполнения сливного патрубка соединенного с буферной емкостью при помощи вентиля, герметично закрытые торцовые верхняя и нижняя стороны фильтрующего элемента при помощи уплотнительной опорной и прижимной шайб - являются признаками дополнительными, раскрывающими выполнение основных признаков устройства и способствуют достижению поставленного технического результата, в частности способствуют сливу накопленной жидкости в буферную емкость без изменения давления и температуры в полости устройства.

Согласно проведенных патентно-информационных исследований, сочетания известных и новых признаков предполагаемого изобретения в источниках патентной и научно - технической информации не обнаружено, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной

Поскольку предложенное сочетание признаков не известно из существующего уровня техники и не вытекает из него явным образом - позволяет получить более высокий и даже неожиданный технический результат, то предлагаемые существенные признаки и их сочетание можно считать имеющими изобретательский уровень.

Описание осуществления предполагаемого изобретения в сочетании с проведенными на предприятии опытными работами позволяют отнести его к промышленно выполнимым.

На фиг. 1 схематично представлено предлагаемое устройство для улавливания капельной жидкости из газового потока.

Устройство для улавливания капельной жидкости из газового потока состоит из верхней 1 и нижней 2 герметично соединенных частей корпуса. В полости корпуса при помощи шайб 3 и 4 вертикально смонтирован фильтрующий элемент 5. На наружной поверхности корпуса выполнена теплоизоляция 6. На боковой стороне верхней части 1 корпуса смонтирован термометр 7. Газовый поток из магистрали 8 по трубопроводу 9 при помощи кранов 10 и 11 и вентиля 12 через Г-образно изогнутый патрубок 13 подается снизу в полость фильтрующего элемента 5. В нижней точке, нижней части 2 корпуса смонтирован патрубок слива жидкости с вентилем 15, буферной емкостью 16 и краном 17. В верхней части 1 корпуса смонтирован патрубок 18 отбора очищенного газа, на котором смонтированы контрольный 19 и рабочий 20 манометры, между которыми установлен вентиль 21. На корпусе устройства закреплена рукоятка 22 для переноса устройства к другой магистрали и для вертикального подвешивания.

Предлагаемое устройство работает следующим образом: Для осуществления отбора капельной жидкости первоначально в полости устройства, при помощи вентилей 12 и 21, при закрытом вентиле 15 и кране 17, устанавливают постоянное давление и температуру потока, равную температуре потока в магистрали 8 и расход газа через предлагаемое устройство. Выполняется опрессовка устройства. При закрытых вентилях 15 и 21 медленно открываются шаровые краны 10 и 11 и вентиль 12 - происходит выравнивание давления в устройстве с давлением в трубопроводе 8, что контролируется по манометру 19. При установлении герметичности устройства продолжают отбор. При изменениях давления, при его наборе и сбросе, в устройстве выпадает дополнительная углеводородная жидкость, которую после установившихся давления и температуры сливают в буферную емкость. Затем, при установившихся температуре и давлении, приступают к насыщению фильтрующего элемента 5 капельной жидкостью в течение 3-15-ти минут. Для этого открывают вентиль 21 и газовый поток прокачивают через устройство. Насыщение фильтрующего элемента капельной жидкостью обеспечивает в дальнейшем получение стабильных без колебаний результатов отбора жидкости. После насыщения фильтрующего элемента 5 краны 10 и 11 и вентиль 21 закрываются и осуществляется слив набранной жидкости. Прокачку газового потока продолжают и в течение 3-15-ти минут осуществляют сначала отбор углеводородной жидкости, которую после замера сливают, а затем проводят отбор жидкости, которую сливают в буферную емкость 16 и после слива в мерную емкость направляют на анализ. При наборе и сбросе давления в устройстве происходит дополнительная конденсация углеводородов из газовой среды. Для исключения дополнительной конденсации углеводородов из газового потока на качество отбора и получения достоверных результатов используется буферная емкость 16. Из калибровочной таблицы при помощи манометра 20 устанавливается давление потока газа в устройстве, чем обеспечивается требуемый расход. При постоянном рабочем давлении в устройстве накопленная жидкость из корпуса сливается в буферную емкость 16. По окончании отбора краны 10 и 11 закрывают, давление в устройстве доводят до атмосферного. Из буферной емкости жидкость сливается в мерную емкость и фиксируется ее объем.

По окончании отбора жидкости устройство отсоединяют от магистрали 8. Для осуществления отбора жидкости на другом магистральном трубопроводе устройство подключают к нему и процесс повторяется.

В настоящее время на предприятии изготовлен опытный образец предлагаемого устройства и проведены опытные его испытания, показавшие положительные результаты. По окончании проведения комплексных испытаний будет принято решение об использовании предлагаемого устройства в производстве.

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано при промысловой подготовке продукции газовых и газоконденсатных залежей. Устройство включает вертикально установленный цилиндрический корпус с входным патрубком, фильтрующим элементом, установленным внутри корпуса, газовыводящим и сливным для жидкости патрубками, при этом корпус выполнен из двух герметично соединенных частей - нижней и верхней, на нижней части корпуса устройства смонтировано два патрубка: один, входной патрубок газового потока с вентилем, смонтирован на боковой стороне корпуса с вводом газового потока во внутреннюю полость фильтрующего элемента, другой - сливной патрубок снабжен буферной емкостью и смонтирован в нижней точке нижней части корпуса на выходе накопленной жидкости, верхняя часть корпуса снабжена патрубком отвода газа с контрольным и регулировочным манометрами и регулирующим вентилем, при этом на наружной поверхности корпуса устройства выполнена теплоизоляция, устройство снабжено средством контроля температуры газового потока, выполненного в виде термометра, смонтированного в кармане боковой стороны корпуса. Технический результат - обеспечение более качественного анализа и очистки с разделением выделяемых из газового потока жидкостей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для улавливания капельной жидкости из газового потока, включающее вертикально установленный цилиндрический корпус с входным патрубком, фильтрующим элементом, установленным внутри корпуса, газовыводящим и сливным для жидкости патрубками, отличающееся тем, что корпус выполнен из двух герметично соединенных частей - нижней и верхней, на нижней части корпуса устройства смонтировано два патрубка: один, входной патрубок газового потока с вентилем, смонтирован на боковой стороне корпуса с вводом газового потока во внутреннюю полость фильтрующего элемента, другой - сливной патрубок снабжен буферной емкостью и смонтирован в нижней точке нижней части корпуса на выходе накопленной жидкости, верхняя часть корпуса снабжена патрубком отвода газа с контрольным и регулировочным манометрами и регулирующим вентилем, при этом на наружной поверхности корпуса устройства выполнена теплоизоляция, устройство снабжено средством контроля температуры газового потока, выполненного в виде термометра, смонтированного в кармане боковой стороны корпуса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сливной патрубок соединен с буферной емкостью при помощи вентиля.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что торцовые верхняя и нижняя стороны фильтрующего элемента герметично закрыты при помощи уплотнительной опорной и прижимной шайб.