Сепаратор Советский патент 1988 года по МПК B01D45/00 

4

СО

29

28

со 00 о

10

О5

Изобретение относится к конструк- .циям устройства для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано в горной промышленности при добыче полезных Ископаемых методом подземного выщелачивания, а также в нефтедобывающей промышленности для разделения нефти и попутного газа,

корпуса 1 снаружи отражателя 6 выполп нена коаксиально расположенная внутренняя кольцевая полость 27, соеди- ненная отверстиями 28 с верхней частью 29 корпуса 1. Снаружи полости 27 выполнена также коаксиально расположенная кольцевая внещняя полость 30. Внутренняя кольцевая полость 27 сое

Изобретение относится к устройствам, используемым в нефтедобывающей промьппленности и позволяет по- высить эффективность работы газожидкостных сепараторов. Сепаратор включает корпус 1, отражатель 6, патрубок 14 подвода смеси, установленные на нем расширитель 15, подпружиненный стакан 17, установленный на отражателе клапан 21 с сильфоном 20, пружиной 22 и колпаком 23, эластич- . ную диафрагму 32 с фиксатором 33, шток 19, соединяющий стакан с клапаном, перегородки, образующие в корпусе полости с отверстиями. 1 ил.

Целью изобретения является повыше- ю динена с отражателем 6 вертикапьныние эффективности работы сепаратора.

На чертеже изображен сепаратор, продольный разрез. .

Сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с днищем 2 и крьшкой 3, горизонтальную rtepero- родку 4, кольцевую сборную камеру 5 для отсепарированной жидкости, а в центральной его части - отражатель 6,

патрубки 7 для перетока отсепариро- 20 верхностью 34 и закреплена по пери- ванной жидкости в камеру 5. Корпус 1 ферии полости 27. Подпружиненный ста- установлен на трубе 8 подвода газо- кан 17 -выполнен с отверстиями 35. жидкостной смеси из скважины., в кото- , На крышке 3 установлен штуцер 36 рую вмонтирована труба 9 для подвода с зонтом 37 вывода газа. Полости 27 сжатого воздуха в скважину, .образую- 25 и 30 разделены цилиндрической перещая с трубой 8 эрлифтный насос.

Вывод отсепарированной жидкости из камеры 5 осуществляется по патрубку 10 с клапаном 11. В нижней части корпуса 1 выполнены переточные отверстия 12, соединяющие отражатель 6 (его нижнюю часть) с камерой 5 и закрытые кольцевым мембранным клапаном 13. По оси корпуса 1 установлен соединенный с трубой 8 вертикальный патрубок 14 ввода газожидкостной смеси, на верхнем конце которого установлен расширитель 15, а внутри него перевернутый перфорированный стакан 16, внутри которого установены подпружиненный стакан 17 и пру.- жина 18. По оси корпуса 1 установен шток 19, соединенный одним своим концом со стаканом 17 и проходящий через днище стакана 16.

Соосно над. расширителем 15 установлен сильфон 20, нижн ий торец которого закрыт клапаном 21, выполнен-, ным подвижным в вертикальном.направлении и взаимодействующим с седлом, в виде которого выполнена верхняя часть (горловина) отражателя 6. Внутрь сильфона 20 помещена цилиндрическая пружина 22, расположенная между клапаном 21 и нижним торцом колпака 23, в котором выполнены камера 24 и радиальные отверстия 25, через которые с камеро ( 24 соединены трубки 26. В центр j гьной части

ми окнами 31. Внутри полости 27 установлена эластичная цилиндрическая диафрагма 32, закрывающая окна 31. На диафрагме 32 закреплен одним сво- 15 им концом подпружиненный фиксатор 33, второй конец которого проходит через стенку патрубка 14 и взаимодействует со стаканом 17. Диафрагма 32 выполнена со ступенчатой наружной погородкой 38.

Сепаратор работает следующим образом.

В исходном положении подпружиненный стакан 17 под действием пружины 18 сообщает трубу 8 через стакан 16 с внутренней полостью корпуса 1, т.е. с отражателем 6. Воздух, подведенный в скважину по трубе 9, поднимает газожидкостную смесь по трубе 8 со скоростью 10-12 м/с некоторым опережением движения газовой фазы. Поступая через патрубок 14, газожидкостный поток ударяется о клапан 21 и воздействует на пружину 22, которая аккумулирует ударную силу потока. Одновременно при сжатии сильфона 20 из и из камеры 24 колпака 23 через отверстия 25 по патрубкам 26 вытесняется буферная жидкость в кольцевую полость 30, из которой она по патрубкам 7 поступает в сборную камеру 5 и да- лее через нагнетательньй клапан 11 по патрубку 10 к месту перекачки.

При сжатии пружины 22 стакан 17 посредством штока 19, поднимающегося при сжатии сильфона 20, поднимается и перек.рывает поток газожидкостной смеси, отключая патрубок 14 от отражателя 6. При этом стакан 17 фиксирует-

ся в этом положении подпружиненным фиксаторрм 33, соединенным с дифференциальной эластичной диафрагмой 32, которая к моменту дозакрытия стакана

17 деформируется и освобождает подпружиненный фиксатор 33 для фиксации стакана 17. Пониженное давление среды, образовавшееся в трубе 8 после выброса порции гизожидкостной смеси, повышается до следующего выхлопа. Так как в трубе 8 большую часть оръама занимает газ, то она и ведет себя как пнёвмогидравлический аккумулятор, снижая тем caMbiji отрицательное влияние фиксатора 33 на режим работы эрлифта.

Одновременно со сжатием пружины 22 газожидкостный поток, заключенный внутри отражателя 6, закрыт (загерметизирован) клапаном 21, выполняющим в данном случае роль обратного клапана, осевшего на свое седло (посадочное место), с которым выполнена верх- няя часть - горловина отражателя 6. В результате резкого ударного изменения скорости потока происходит сепарация фаз. При этом отделению газа от жидкости способствует снижение давле- ния при деформации дифференциальной диафрагмы 32. Жидкость из камеры 30 вытесняется по патрубкам 7 в камеру 5 и этим продолжается цикл нагнетания, начатый с момента реализации ударной силы.гизожидкостного потока.

По мере разрядки пружины 22, ее распрямления после удара порции газожидкостной смеси клапан 21 отходит от ,своего седла и разгерметизовывает камеру 6, и цикл.нагнетания заканчива- ется. Газ (воздух) отводится из камеры 6 через патрубок 36 в атмосферу, начинает осуществляться цикл всасывания.

Дифференциальная диафрагма 32 под действием собственных упругих сил возвращается в исходное положение, отсепарированная жидкость стекает в нижнюю часть отражателя 6. В это время в камере 5 имеет место пониженное давление, за счет чего открываемся клапан 13, и жидкость через отверстия 12 входит в камеру 5. , В цикле всасывания при закрытом патрубке 14 стакан 17 закрьюает доступ газожидкостной смеси из трубы 8 и патрубка 14 в камеру 6, будучи зафиксированным фиксатором 33. При воз

Q

0

5

0

вращении диафрагмы 32 в исходное положение она воздействует на фиксатор 33 и, отодвигая его, освобождает стакан 17, который под действием пружины 18 открывает доступ газожидкостной смеси из патрубка 14 в отражатель 6, завершая тем самым цикл всасывания и возобновляя цикл нагнетания с последующим их чередованием.

Преимуществами предлагаемого сепаратора являются высокий КПД, рекуперация потенциальной энергии газожидкостного потока, малые затраты на подъем смеси из скважины и ее сепарацию, малые гидравлические сопротивления, простота конструкции и технологичность как в изготовлении, так и в эксплуатации.

Формула изобретения

Сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, патрубок ввода газржидкостной смеси, установленный по оси корпуса на патрубке ввода отражатель, штуцер вывода газа и патрубок вывода отсепарированн ой жидкости, отличающийся тем, что, с целью повьшхения эффективности работы, он снабжен установ-- ленным на патрубке расширителем, плавающим подпружиненным стаканом с отверстиями, установленными внутри патрубка ввода смеси, установленным на отргикателе клапаном с сильфоном, пружиной и колпаком, эластичной диафрагмой, установленной по всей длине снаружи отражателя, фиксатором, закрепленным одним концом на диафраг ме, а другим взаимодействующим с плавающим стаканом, штоком, соединяющим стакан с клапаном, цилиндрической перегородкой, размещенной между корпусом и отражателем с образованием Зс1мкнутых полостей, трубками, соеди няющими колпак с ближней к корпусу полостью, горизонтальной перегородкой, образующей с днищем сборную камеру с отверстиями, соединяющими ее с отражателем, и мембранным кла-. паном, перекрывающим эти отверстия, причем отражатель выполнен с вертикальными окнами.