Способ сепарации газожидкостного потока Советский патент 1987 года по МПК B01D19/00 G05D27/00 

Изобретение относится к области проведения процесса сепарации газожидкостных смесей и может быть использовано в нефтяной, газовой, теплоэнергетической и других отраслях промышленности, где применяются процессы разделения газожидкостных смесей после их транспортировки по трубопроводам. Цель изобретения - сокращение технологических потерь нефти и газа за счет выранивания пуьсаций потоков жидкости и газа.

На фиг. 1 представлены графики изменения поступающего (Q) и отбираемого (Q ) из сепаратора расходов жидкости; на фиг. 2- соответствующее изменение уровня И.

Способ сепарации газожидкостного потока реализуется следующим образом.

Газожидкостная смесь представляющая собой пульсирующий расход, проявляющийся в чередовании пробок жидкости и газа, поступает в сепаратор. В сепараторе происходит дегазация жидкости под определенным давлением, поддерживаемым путем изменения отбираемого расхода газа. Отбираемый расход дегазированной жидкости из сепаратора определяется уровнем жидкости в сепараторе.

Условно принимая расход жидкости при входе жидкой пробки постоянным, т.е. пренебрегая наличием в ней газовых включений и используя, например, запись показаний расходомера,установленного в нефтеот- водящей линии сепаратора, измеряют продолжительность времени поступления жидкостной пробки в сепаратор, значение расхода жидкости во время входа жидкостной пробки в сепаратор и среднее значение расхода жидкости за период пульсации. На основании измеренных величин рассчитывают необходимую величину депульсационного объема как произведение времени входа жидкостной пробки в сепаратор на имеющее место за это время превышение поступающего расхода жидкости над средним. Рассчитанная величина депульсационного объема определяет пределы области свободных колебаний уровня жидкости в сепараторе. Исходя из величины депульсационного объема, конструктивных параметров и допустимых величин уносов, задают нижнее и верхнее значения уровня жидкости в сепараторе. При этом попадания жидкости в газоотво- дящую, а газа в жидкостную линию не должны превышать определенных допустимых значений. Например, если наблюдаются превышения допустимых уносов жидкости в га- зоотводящую линию, то верхнее и нижнее значения уровня снижают, а при превышении уносов газа в жидкостную линию - повышают при сохранении рассчитанной величины депульсационного объема.

При выходе уровня жидкости в сепараторе за пределы области свободных колебаний изменяют отбираемый из емкости расход дегазированной жидкости, при этом

5

при отклонении уровня жидкости за верхний предел увеличивают, а при отклоне НИИ за нижний предел уменьшают отбираемый из емкости расход жидкости.

В начальный момент времени to (фиг. 1) при равенстве среднего поступающего Qcp.i и среднего отбираемого Qc3.i расхода колебания уровня, жидкости Н в сепара- ционной емкости (фиг. 2) находятся в пределах области свободных колебаний

с граничными значениями Нмакс, Нмин, за счет чего и происходит депульсация, т.е. сглаживание пульсаций поступающего расхода. Отбираемый расход при этом остается неиз менным и не зависит от колебаний уров5 ня (отрезок времени to и ii).

Если средний расход поступающей жидкости изменяется, например, в момент времени ti увеличивается до значения Qcp.2, то за счет превышения среднего поступления

0 жидкости над ее отбором пределы колебаний уровня начинают подниматься (фиг. 2), В некоторый момент времени t уровень выходит за верхний предел области свободных колебаний Н««сИ возрастает в пределах статической ошибки до тех пор, пока не ограничат его отклонение, устанавливая отбираемый расход Q равным поступающему расходу рмакс.;.. Это равенство сохраняется на протяжении, отрезка времени t2-ts.

За это время производится коррекция

п значения отбираемого расхода дегазированной жидкости, который устанавливают при возвращении уровня в пределы заданной области, т.е. значения среднего отбираемого из емкости расхода Q с величины Qcp.i до . Однако это увеличение не долж но быть слишком значительным, чтобы возможные случайные аномальные выбросы жидкости из трубопровода не влияли на установившееся значение среднего отбираемого расхода. В момент времени ts, когда поступающий расход снижается до значения

0 QMHII и оказывается меньше задаваемого среднего отбираемого расхода, происходит обратный переход на средний отбираемый расход, принявший уже новое значение Q CPZ- Таким образом, происходит частичная коррекция значения среднего отбираемого

расхода. Если этой коррекции оказывается недостаточно, то уровень снова выходит за верхний предел области свободных колебаний Нмакд (момент t4) и процесс ограничения отклонения и коррекции повторяется.

п Если после отбираемый средний расход Qcp.3 оказьшается выше среднего поступающего Qcp.2, то через некоторый промежуток времени ta-te колебания уровня смещаются до нижнего предела Нмин. Происходит изменение отбираемого расхода дега5 зированной жидкости в сторону уменьшения и одновременно повторяется процесс корректировки значения среднего отбираемого расхода (отрезок времени ), только теперь в сторону уменьщения. Новое его значение

Qcp.4 еще будет приближено к среднему потупающему Qcp.

Формула изобретения

Способ сепарации газожидкостного потока, включающий поддержание давления сепарации на заданном значении путем изменения отбираемого расхода газа, изменение отбираемого расхода жидкости в зависимости от уровня жидкости в сепараторе, отличающийся тем, что, с целью сокращения технологических потерь нефти и газа за счет выравнивания пульсаций потоков жидкости и газа, дополнительно измеряют продолжительность времени поступления жидкостной пробки в сепаратор, значение расхода жидкости в момент входа жидкост0

5

ной пробки в сепаратор и среднее значение расхода жидкости за период пульсации, рассчитывают депульсационный объем по величине произведения времени входа жидкостной пробки в сепаратор на разность расхода жидкости в момент входа жидкостной пробки в сепаратор и среднего значения расхода жидкости за период пульсации, задают верхнее и нижнее значения уровня жидкости в сепараторе, ограничивающие рассчитанный депульсационный объем, и при значении уровня в заданных пределах устанавливают отбираемый расход жидкости на среднем значении, а при отклонении уровня от заданных верхнего и нижнего значений соответственно изменяют отбираемый расход жидкости до восстановления уровня в заданных пределах.

Изобретение относится к проведению процесса сепарации газожидкостных смесей и позволяет сократить технологические потери нефти и газа за счет выравнивания пульсаций потоков жидкости и газа. Определяют и выделяют в сепараторе депуль- сационный объем путем задания нижнего и верхнего значений уровня жидкости в сепараторе и поддержания уровня жидкости в сепараторе в заданных пределах. 2 ил. (Л с со 4 О5 00 4

toti ti ij

Нманс

iv ts

Pus.f

tsti

Фи.2