Система для транспорта газа Советский патент 1985 года по МПК F15D1/02 

Изобретение относится к системам для транспорта нефтяного и попутного газов и может быть использовано в нефтяной и газовой промьппленности для дальнего и внутрипромыслового транспорта газожидкостных потоков. В частности, изобретение относится к системам противокоррозионной защиты газопроводов, транспортирующих сероводородсодержащий; газ, и может быть использовано для нанесения пленки ин гибитора на внутреннюю поверхность газопровода. Известно устройство - трубопровод для транспортировки масляного тумана l 5 применяемое для систем смазки масляным туманом и включающее трубопровод с местными сужениями. Недоста ком этого устройства является его ог раниченная область применения, а имен но, трубопроводы малого диаметра и малой протяженности. Использование этого технического решения для трубопроводов диаметром больше двух дюй мов приводит к тому5 что жидкость (масло) будет собираться перед местным сужением до нижней точки выходно го сечения сужения, так как у присте ночного слоя скорость потока падает. Накопление жидкости вызывает уменьше иие сечения для прохода газа и увели чение .гидравлического сопротивления трубопровода. Наиболее близкой по технической сущности является система для транс порта газа 2 , Она включает напорный газопроводJ, устройство для распыливания жидкости в газопроводе и суживающиеся сопла, установленные под углом 5-30 по отношению к продольной оси газопровода и смещенные к его нижней образующей. Недостатком этой системы являются существенные потери давления на соплах. Целью изобретения является увеличение пропускной способности газопровода. Это достигается тем, что в известной системе для транспорта газа, включающей собственно ra3oJipoБод, распьшивающие устройства и су живакяциеся сопла для распыливания жидкости с отверстием на нижней части сопла, суживаюпщеся сопла установлены сооско с продольной осью трубопровода, каждое из которых снабжено трубкой, соединяющей нижнюю образуклцую трубопровода с осью сопла. Увеличение пропускной способности до стигается за счет снижения гидравлического сопротивления сужающихся сопл. К уменьшению коэффициента сопротивления сопла приводит его более совершенная аэродинамическая форма по сравнению с наклонным соплом. В наклонном сопле поток газа испытывает двойной поворот: сверху вниз и затем снизу вверх. В прямом сопле, соосном оси трубопровода,, таких поворотов нет. В то же время в предложенном техническом решении, как и при использовании наклонного сопла, не происходит скопления жидкости перед ним, так как для отсоса жидкости используется трубка, соединяющая нижнюю часть трубопровода с узким концом сопла. При стендовых испытаниях, выполненных в автомодельном режиме, выявлено снижение потерь давления в трубке с прямым соплом по сравнению с наклонным соплом. Система позволяет при том же начальном давлении в газопроводе увеличить количество устанавливаемых сопл, вследствие чего улучшается диспергирование жидкости и создаются условия для более надежной защиты газопровода от коррозии. Благодаря уменьшенному сопротивлению сопл система обеспечивает следующие преимущества по сравнению с системой - прототипом: при том же диаметре трубопровода может быть пропущено большее количество газа при тех же потерях давления. При этом благодаря больпшм скоростям в сопле достигается лучшее диспергирование жидкости, увеличивается дальность полета капель до их осаждения на стенки, что приводит к улучшению защиты от коррозии металла трубопровода} при сохранении производительности газопроводов при том же конечном давлении можно снизить давление в начале газопровода, что позволяет применительно к нефтепромыслам увеличить добычу нефти (она зависит от давления разгазирования). На фиг.1 изображена система,общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.А - вид В на фиг.З; на фиг.З схема для расчета угла скоса трубки. Система состоит из распыливающего устройства 1, расположенного в начале газопровода и обеспечивающего .подачу ингибитора в газопровод 2, суживающихся сопл 3, установленных далее по газопроводу и прикрепленных своей расширенной частью к внутренней образующей газопровода. Суживающееся сопло представляет собой полый усеченный конус 4, плавно переходящий в узкой части в цилиндрическую трубку 5 и установленный соосно с газопроводом. В нижней части суживающегося сопла находится отверстие 6. Соп ло снабжено трубкой 7, соединяющей нижнюю образующую газопровода с центром сопла. Эта трубка в своей нижней части скошена под острым углом по ходу гaзoж щкo.cтн9гo. потока и. донная часть .ее .сре.зана на толщину стенки трубки. Трубка фиксируется по центру сопла ребром 8. Величина угла скоса трубки зависит от соотношения диаметров трубки и тру бопровода J/D . Как правило, в трубопр водах, транспортирующих газ, осуществ ляется турбулентный режим течения. Масштаб турбулентных вихрей при этом равен внутреннему диаметру трубы. Для того, чтобы трубка 7 для отвода жидкости создавала минимальное сопротивление потоку газа, ее скос целесообразно выполнить по хорде 9, соединяющей нижнюю точку сечения газопровода с точкой пересечения внутренней окружности трубы (масштаб вихря) с верх .ней образующей трубки 7, уложенной на дно трубы. Верхняя образующая отсекает от сечения трубы сегмент со стрелкой, равной ( 3 б , где i -диаметр трубки 7; t - толщина стенки трубки 7. Высота стрелки определяет централь ный угол ai. Хорда, равная длине скоса трубки 7, опирается на уголЫ/2, острый угол между хордой (скосом трубы) и нижней образующей трубы равен Л/4. Это есть расчетный угол скоса. Из 11 664 конструктивных соображений он может быть выполнен большим, до 45°. Система работает следующим образом. В начальном участке газопровода вводится ингибитор коррозии. При движении по газопроводу ингибитор осаждается на стенках трубы и стекает по стенкам в донную часть газопровода. На некотором расстоянии от места ввода ингибитора, определяемом расчетом осаждения аэрозоля, в пониженной части -газопровода устанавливается первое сужающееся сопло. Диаметр узкого сечения сопла выбирается из расчета, чтобы скорость газожидкостного потока в этом сечении была равна 40-200 м/с в зависимости от располагаемого давления и длины ингибируемого участка. За счет перепада давлений до сопла и после него жидкость, скопившаяся в донной части газопровода, подсасывается в трубку и распыляется при выходе из сопла. Далее газ с распыленной жидкостью транспортируется до следующего сопла и т.д. Часть газа проходит через отверстие в нижней части сопла и препятствует накоплению жидкости в газопроводе за соплом. Благодаря острому скосу трубки и срезанной донной части трубки 7 происходит более полный подсос жидкости, скопившейся в донной части газопровода. Расстояние .между двумя соседними соплами определяется из расчета осаждения аэрозоля. Использование устройства позволяет повысить производительность газопровода, улучшить условия распыпива- ния жидкости, а следовательно, и повысить эффективность защиты газопровода. На нефтепромыслах появляется возможность повьш1ения добычи нефти за счет снижения начального давления попутного газа в трубопроводе.

1124666 -4

Вида

1. СИСТЕМА ДЛЯ ТРАНСПОРТА ГАЗА, включающая напорный трубопровод, :устройство для распыливания жидкости в потоке транспортируемого газа, су живающиеся сопла для распьшивания жидкости с отверстием на нижней части сопла, отличающаяся тем, что, с целью увеличения пропускной способности газопровода за счет уменьшения потерь давления, суживающиеся сопла установлены соосно с продольной осью трубопровода и каждое из них снабжено трубкой, нижний конец которой прикреплен к нижней образукицей трубопровода перед соплом, а верхний конец закреплен по центру сопла. 2. Система по п.1, о т л и ч а .ю - 5 щ а я с я тем, что трубка у нижней 0) образующей трубопровода скошена под острым углом, а донная часть ее срезана на толщину трубки. Кг 9u.f