Герметизированная система трубопроводного транспорта Советский патент 1989 года по МПК F17D1/08 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к герметизированным системам совмещенного трубопроводного транспорта нефти и газа от промыслов до нефтеперерабатывающих заводов.

Целью изобретения является обеспечение полной герметизации системы трубопроводного транспорта, ее упрощение и предотвращение потерь легких, наиболее ценных компонентов нефти и нефтепродуктов совместным транспортом нефти и газа.

Указанная цель достигается тем.

что наличие ступенчатого мультигид- роциклона в блоке сепарации позволяе значительно интенсифицировать процесс за счет регулируемой ступенчатой закрутки потока. Такая закрутка потока жидкости позволяет разрушить метастабильное состояние систем газ-жидкость при разгазировании нефти. Это приводит не только к интенсивному выделению тонкодисперсных газовых включений из нефти, но и удалению газа, находящегося в жидкости в метастабильном состоянии Для удаления таких больших количеств выделившихся газов сливная трубка ступенчатого мультигидроциклона должна быть выполнена таКИМ образом, чтобы воспрепятствовать их увеличению жидкостью помимо сливной трубки. Этого можно достичь, если сливная трубка снабжена снаружи обтекаемым кольцом. Это позволяет изменить поле давления возле выводного отверстия сливной трубки таким образом, что жидкость проходит по периферии сливной камеры, а газ удаляется по выводному каналу сливной трубки о При этом в ступенчатом мультигидроциклоне парога- зожидкостная смесь, собранная в сборник этой смеси, соединенный трубопроводом с регулируемым по высоте патрубком,, поступая в блок сепарации, ударяется о перегородку, что приводит к интенсификации процесса отделения газа от жидкости. Интенсивное отделение оставшегося газа из жидкости происходит также, если сборник легкой жидкой фазы соединить с газовой областью блока сепарации через нижний отбойный козырек мультигидроциклона с боковыми щелями в этом козырьке, так как при этом происходит веерообразное истечение жидкости в виде тонкой пленки, наличие отбойног козырька в мультигидроциклоне диспергирует стекающий поток жидкости. Кап леуловитель в блоке сепарации, состощий из тарелок в виде линз, выполненных из объемных сеток с рифлениями, обеспечивает эффективное отделение капельной жидкости из газа вследствие значительных адгезионных сил жидких капель на поверхности объемной сетки и действия сил на каплю от нити в сторону периферии за счет кривизны поверхности, что приводит к коалесценции (укрупнению) этих ка

0

5

0

5

0

5

0

0

5

пель и стеканию жидкости по внутренней стенке каплеуловителя в виде пленки жидкости. Кроме того, в капле- уловителе такой конструкции объемная сетка является упругим элементом, что обеспечивает при пульсирующей нагрузке по газу, самоочищение тарелок сферической формы от загрязнений, неизбежно присутствующих в нефтяной газе.

Наклонная перегородка, установленная в блоке сепарации, воспринимает ударную нагрузку нисходящего потока жидкости, стекающую по.регулируемому по высоте патрубку, при этом этот патрубок и наклонная перегородка образуют щель, причем щель может быть регулируемая не только по высоте, но и по форме, так как скошенный конец патрубка может образовать как параллельную с перегородкой щель, так и под другим углом. Это дает возможность Наиболее полно удалить газовые включения, находящиеся в окклюдированном и метастабильном состоянии в жидкости за счет ударного эффекта и пленочного режима течения жидкости по наклонной перегородке. Наличие отверстия в перегородке позволяет скопившимся газам поступать в зону отсоса газа на блоке сепарации.

Снабжение герметизированной системы трубопроводного транспорта вихревым инжектором, в котором на внутренней пoвepxнoctи активного сопла выполнены винтовые канавки, позволяющие закручивать выходящий из инжектора поток, так что в .камере смешения этого инжектора создается наибольшее разрежение увеличива€;т степень сжатия потока. Этому же способствует и тангенциальный патрубок на входе в камеру смешения

Наличие трубопроводов, соединяющих выход газа из блока сепарации и уравнительные линии резервуаров с камерой смешения вихревого инжектора, приводит к подсасыванию газов и продуктов разрушения метастабильного состояния газожидкостного продукта, а также продуктов испарения из резервуаров. Это приводит к возврату этих продуктов в поток нефти, а значит к сокращению потерь нефти и нефтепродуктов.

Таким образом, наличие блока сепарации со ступенчатым мультигидроцик- лоном,со сливными трубками, снабженными у входной кромки наружной по5152

верхности обтекаемых кольцом, позволяет значительно интенсифицировать процесс выделения газовых включений за счет интенсивной крутки потока в ступенчатом мультигидроциклоне и при пленочном, веерообразном истечении жидкости из. нижнего разгрузочного отверстия гидроциклона, за счет диспергирования стекающей в блок сепарации жидкости отбойным козырьком гидроциклона, а также за счет более четкого отбора скопившегося в центре вращения потока газа через сливную трубку, имеющую наружное обтекаемое кольцо Все это приводит к разрушению метастабильного состояния системы газ-жидкость, а значит к более полному отделению гааов от жидкости „

На фиго 1 схематично показана система трубопроводного транспорта; на фиГо 2 - узел I на фиг. 1 (в увеличенном масштабе); на фиг„ 3 - узел II на фиг. 2 (в увеличенном масштабе); на фиг. t - вихревой инжектор; на фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 4 (в увеличенном масштабе); на фиг. 6 - вид -Ь.ыз фиг. k.

Герметизированная система трубопроводного транспорта состоит из магистрального нефтепровода 1, блока 2

,сепарации со ступенчатым мультигидро- циклоном 3 и с каплеуловителем 4, а также с перегородкой 5 с отверстиями 6 для выхода газопаровой смеси и удаления последней, насоса 7 перекачки, узла 8 учета, вихревого инжектора 9, резервуарного парка 10 с газоурав-нительной системой 11.

Ступенчатый мультигидроциклон 3 с тангенциальным входным патрубком состоит из гидроциклонных элементов 12 с завихрителями 13, обеспечивающими пленочный режим истечения газожидкости за счет изменяющейся по ширине винтовой канавки на внешней поверхности завихрителя и образующей со стенкой элемента .14 отверстие,сливJ ыx камер 15 в виде трубы длиной 20-.

,50 ее диаметров с расширяющимся сборником 1б жидкости, а также сливной трубки 17,с обтекаемым кольцом 18 для отбора парогазовой смеси а виде шнура. Сливная камера 15 крепится с помощью прикрепленного к этой камере фланца к стакану 19, в которых и устанавливается гидроциклонный элемент 12.

19786

Ступенчатый мультигидроциклон 3 снабжен также сборником 20 легкой жидкой фазы, соединенной с парогазог вой областью I блока 2 сепарации боковыми щелями 21 нижнего отбойного козырька 22, Кроме того, он снабжен сборником 23 парогазожидкостной смеси. Сборник 23 соединен с газопарово

10 областью II блока 2 сепарации трубой 2 и патрубком 25о Последний на конце имеет скос с.углом наклона, равным наклону перегородки 5 Расстояние между патрубком 25 и перегородко

15 5 может быть отрегулировано поднятием или опусканием патрубка 25 с фланцем с помощью шпилек 26 с гайками 27. Каплеуловйтель k блока 2 сепараци выполнен в виде гильзы 28 из трубы с

20 тарелками 29, изготовленными из регулярных проволочных насадок в форме линз, вогнутых по ходу движения парогазового потока. Герметизированная система трубопроводного транспорта

25 снабжена также вихревым инжектором 9, состоящим из активного сопла 30, камеры 31 инжекции, камеры 32 смешения, причем активное сопло 30, снаб- , жено винтовыми канавками 33 а каме30 ра 32 смешения имеет тангенциальный ввод 3 продукта инжекции.

Камера 32 смешения соединена трубопроводом 35 с помощью ангенциаль- ного ввода 3 с выводом газа из бло25 ка 2 сепарации и трубопроводом Зб с газоуравнительными линиями It резервуарного парка 10„

Герметизированная система трубо-. проводного транспорта работает сле40 дующим образом

Поток газонасыщенной нефти поступает в мультигидроциклон 3, где за счет тангенциального входного патрубка распределяется равномерно по всем

с гидроциклонным элементам 12, Далее в каждом гидроциклонном элементе 12 истечение газонасыщенной нефти происходит в пленочном режиме за счет специальной конструкции завихрителя 13.

50 В периферийной области гидроциклонного элемента собирается более тяжелая фаза - стабильная нефть без Таза, а в центре вращения потока образуется газопаровой шнур, поэтому на расстоя НИИ, близком к центру вращения потока, происходит интенсивное выделение газов, чем выше скорость вращения, тем больше перепад давления между периферией и центром вращения потока.

следовательно интенсивнее происходит егазация жидкости. I Парогазовая смесь по сливной труб 17 с наружным обтекаемым кольцом 8 вместе с капельками жидкости про- одит в общий сборник 23 и по трубе JZ поступает в блок сепарации, ударя- Нсь и стекая по наклонной перегород- е 5, вызывая тем самым, дополнительИое выделение газовых включений за счет осуществления пленочного режима течения сконденсированной жидкости и разрушения со стояния гидродинамического равногвесия за счет энергии | дара. При этом наклонная перегородка. 5 имеет отверстия 6 для выхода га- |3а. Кроме того, с патрубком 25 она {образует регулируемую по форме и Ьазмеру щель для истечений имдкости. I Свободный газ собирается в парогазовой зоне II блока сепарации и поступает в каплеуловитель за счет разрежения, создаваемого с помощью вихревого инжектора 9.

Форма тарелок 29 каплеуловителя в виде вогнутых по движению потока линз, как показали эксперименты, позволяет при прохождении парогазовой смеси не только удерживать капельную жидкость, но и предотвратить унос более тяжелых газообразных углеводородов. Это происходит за счет интенсивного массообмена этих углеводородов на большой контактной поверхности

Стабильная нефть без газа поступает на прием насоса 7 и, пройдя узел 8 ;учета, поступает в инжектор 9, актив- :ное сопло которого имеет на внутренней поверхности винтовые канавки 33, позволяющие интенсивно закручивать поток жидкости, что создает в камере 32 смешения разрежение, интенсифицирующее подсос парогазовой смеси из блок 2 сепарации через каплеуловители.

При хранении нефти в резервуарных и товарных парках 10 газоуравнительна линия 11 соединяется с камерой 32 смешения вихревого инжектора 9 трубопроводом 11 и 36 через патрубок На линии 35 подсоса газа устанавливается счетчик, определяющий количество собранного газа (не показано)о

Фор м у л а изобретения

1.Герметизированная система трубопроводного транспорта, содержащая блок газосепарации, насос с узлами учета и обвязки, инжектор, резервуар- ный парк с уравнительными линиями,

о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью исключения потерь легких фракций нефти и обеспечения полной герметизации системы, блок газосепарации снабжен трехпродуктовым мульти- гидроциклоном, сливная трубка каждого элемента которого имеет обтекаемое наружное кольцо, каплеотбойником с тарелкой в виде линзы и наклонной перегородкой с отверстиями для выхода газов, а камера смешения инжектора соединена трубопроводом с газовой линией газосепаратора и уравнительными линиями резервуаров, причем мульти- гидроциклон снабжен сборником парогазовой смеси г регулируемым по высоте патрубком, образующим с наклонной перегородкой щель, и сборником легкой жидкой фазы, соединенным с газовой полостью; блока газосепарации..

2.Система по п. 1, о т л и ч а ю- я с я тем, что активное сопло инжектора имеет на внутренней поверхности винтовые канавки

G 5.

I

Газ, пар

Hotiffeffcoitf

Cff7ffS,

Изобретение относится к герметизации трубопроводного транспорта и может быть применено при транспортировке смеси нефти с газом. Целью изобретения является обеспечение полной герметизации системы и предотвращение потерь легких компонентов. Достигается это тем, что герметизированная система трубопроводного транспорта снабжена блоком сепарации со ступенчатым мультигидроциклоном, с каплеуловителем и с наклонной перегородкой, а также вихревым инжектором, таким образом газонасыщенная нефть обрабатывается в гидроциклонных элементах, имеющих сливную трубку с наружным обтекаемым кольцом, после чего стабильная нефть без газа собирается в блоке сепарации и подается насосом в активное сопло вихревого инжектора, а парогазожидкостная смесь поступает в тот же блок сепарации, ударяясь о наклонную перегородку, после чего нефть собирается в нем, а парогазовая смесь, пройдя через каплеуловитель с тарелками в виде вогнутых по ходу движения потока линз, засасывается в камеру смешения вихревого инжектора. При этом тарелки в виде линз изготовлены из объемных сеток с рифлениями, а активное сопло инжектора имеет на внутренней поверхности винтовые канавки, позволяющие получать закрученный центральный поток, а значит, и повышенное разрежение в камере смешения этого инжектора. Камера смешения инжектора соединена трубопроводами с каплеуловителем и с уравнительными линиями резервуарных и товарных парков. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

фиг. 2

фигЭ

f 7

Ш J7

31 30

фиеЛ fl-fl

фиг. 5

Buff В