Сепаратор Советский патент 1991 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для разделения жидкости и газа в системе сбора и подготовки продукции нефтяных скважин.

Эффективность работы сепарационных установок в значительной мере зависит от характера движения газонефтяной смеси в подводящем трубопроводе Оптимальная эффективность сепарации достигается при равномерном движении смеси, но в практике известно, что в подводящем трубопроводе наблюдается периодическое движение газовых и жидкостных пробок, что вызывает значительную пульсацию давления и неравномерную подачу газонефтяной смеси в сепараторы Поэтому для обеспечения

нормальной работы сепаратора в условиях пульсирующего газонефтяного потока необходимо либо снизить расход нефти и работать при нагрузках в 1 5-2 раза меньше проектной либо устранить пульсацию пото- ка

Цель изобретения - достижение эффек - тивной сепарации независимо от характера движения потока и повышение надежности работы сепаратора

На фиг 1 показан сепаратор продольный разрез на фиг 2 - сечение А-А на фиг 1.

Сепаратор состоит из технологической емкости 1 распределительного патрубка 2 размещенного внутри технологической емкости 1 Распределительный патрубок 2

о со го

4 СЛ XI

включает в себя тарелку 3, подвижный конус 4, встроенный таким образом, что между ними образуется регулируемая щель. При этом подвижный конус 4 жестко соединен со штоком 5, установленным внутри распределительного патрубка 2 посредством направляющей опоры 6. На штоке 5 установлена пружина 7, на подвижном конусе 4 жестко установлены завихрительные лопатки 8, которые входят в прорези 9 тарелки 3. Лопатки 8 выполнены по форме части спирали. Коаксиально тарелке 3 установлен разделитель 10, выполненный в виде конусного кольца, имеющего бурты 11 и 12 соответственно на стороне меньшего основания - сплошной, на стороне большего основания бурт 12 имеет разрыв 13 в створе угла в пределах 60-70°, производя отсчет угла от горизонтальной оси 14 в нижней части большего основания в сторону вращения газожидкостного потока, при этом обра- зующие разделителя 10 и тарелки 3 составляют угол в диапазоне 90-93° со стороны большего основания разделителя, причем большее основание разделителя 10 обращено в сторону распределительного патрубка 2. Выход газа осуществляется через патрубок 15, а жидкости - через патрубки 16. Следует отметить, что тарелка 3 крепится к торцу распределительного патрубка 2 при помощи сварки. Остальные элементы устанавливаются и крепятся также известными способами и, при необходимости, имеется возможность дополнительно установить каплеулавливающие блоки 17 (например, струнного типа) как для одностороннего подвода газожидкостной смеси (не показано), так и двустороннего подвода к сепаратору. Последний вариант схемы сепаратора предпочтительнее, так как увеличивает производительность его работы.

Сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостная смесь через распределительные патрубки 2 подается в регулируемые щели между тарелкой 3 и подвижным конусом 4, где она приобретает радиальное движение от центра к периферии и вращательное по завихрительным лопаткам 8, а далее попадает на разделитель 10, где происходит ее разделение под действием центробежных сил на жидкую фазу и газ, который концентрируется в центральной зоне разделителя 10 и затем.следует к выходному патрубку 15, проходя на своем пути (при необходимости) через каплеулавливающие блоки 17, где происходит отделение наимельчайших капель жидкости из газа, жидкая фаза вращается по разделителю 10 до тех пор, пока не достигнет кромки бурта

12 большего основания, после чего через разрыв 13 попадает на дно сепаратора и затем выводится из него через патрубки 16. Бурт 11 служит для предохранения выноса

жидкой фазы с разделителя 10 выделившимся газом. Для того, чтобы придать разное направление газу и жидкости вдоль сепаратора, обеспечив тем самым наименьший контакт между ними, образующие разделителя 10 и подвижного конуса 4 составляют угол 90-93°, так как при вращении жидкость под действием центробежных сил стремится в сторону большего основания разделителя ,10, а разрыв 13 бурта 12 выполнен так,

чтобы жидкость направлять вниз емкости 1. Остальная часть бурта 12 также служит для предотвращения срыва жидкости с разделителя 10 вне зоны разрыва 13 и, тем самым, предотвращаются распыление жидкости по

технологической емкости 1 и захват ее газом.

Поддержание входной скорости сепарируемой газожидкостной смеси в номинальном состоянии автоматически

обеспечивается при помощи пружины 7, которая через шток 5, установленный внутри распределительного патрубка 2, посредством направляющей опоры взаимодействует с подвижным конусом 4.

При изменении скоростного напора потока газожидкостной смеси подвижный конус 4 испытывает переменное давление: при увеличении скоростного напора потока газожидкостной смеси давление на подвижный конус 4 увеличивается, а при уменьшении напора уменьшается.

Под действием изменения величины давления подвижный конус 4 перемещается, изменяя пропорционально размер регулирующих щелей. Направляющая опора 6 выполняет дополнительно роль буфера, что способствует дроблению газовых и, в особенности, жидкостных пробок, дополнительно сглаживая тем самым газожидкостные удары на подвижный конус 4. Пружина 7 одновременно с основным ее назначением также способствует уменьшению отрицательного влияния газовых и жид- костных пробок. В результате этих

особенностей обеспечивается эффективная сепарация газожидкостной смеси и повышение надежности работы сепаратора в целом.

Формула изобретения

Сепаратор, включающий технологическую емкость, распределительный патрубок, размещенный внутри технологической емкости, с установленной на его выходе тарелкой, отличающийся тем, что, с целью

достижения эффективности сепарации независимо от характера движения потока и повышения надежности его работы, распределительный патрубок снабжен подвижным конусом, штоком, жестко соединенным с конусом и пружинным элементом, взаимодействующим со штоком, сепаратор снабжен разделителем, установленным коаксиально тарелке и выполненным в виде конусного кольца, имеющего со стороны меньшего основания сплошной бурт, а со стороны большего основания - бурт с разрывом в створе угла в пределах 60-70° от горизонтальной оси в нижней части большего основания в сторону вращения газожидкостной смеси, при этом образующие разделителя и тарелки составляют угол 90-93° со стороны большего основания разделителя, а большее основание разделителя обращено в сторону распределительного патрубка.

А 17 1Юh-

16

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для разделения жидкости и газа в системе сбора и подготовки продукции нефтяных скважин. Цель изобретения - получение эффективной сепарации независимо от характера движения потока входящего в сепаратор, и повышение надежности его работы Сепаратор содержит емкость и распределительный патрубок с тарелкой Распределительный патрубок содержит пружинный элемент, взаимодействующий со штоком который жестко соединен с подвижным конусом Коаксиально тарелке установлен разделитель в виде конусного кольца, имеющего со стороны меньшего основания сплошной бурт а со стороны большего основания - бурт с разрывом в створе угла в пределах 60-70° от горизонтальной оси в нижней части большего основания в сторону вращения газожидкостной смеси Образующие разделителя и тарелки составляют угол 90-93° со стороны большого основания разделителя а большее основание разделителя обращено в сторону распределительного патрубка 2 ил сл С

Фиг. /

А-А