Устройство для деэмульсации нефти Советский патент 1991 года по МПК B01D17/04 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для ввода в поток нефти химреактивов, например, в процессах обес- соливания и обезвоживания нефти.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса деэмульсации при изменении условий эксплуатации и повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит магистральную трубу 1, на боковой поверхности которой расположено два ряда отверстий 2 и 3, расположенных в полости коллектора 4. Последний снабжен патрубком 5 подачи деэмульгатора. Внутри трубы 1 в зоне расположения отверстий 1 и 3 расположена цилиндрическая обечайка 6, снабженная заглушкой 7, расположенной после рядов отверстий 2 и 3 в выходном сечении обечайки 6. На боковой поверхности последней имеются прорези 8. Перед обечайкой 6 установлено плохообтекаемое тело 9, выполненное в виде диска, установленное с возможностью продольного перемещения (например, с помощью тяги 10). Перед рядами отверстий 2 и 3 в полости, образуемой обечайкой 6 и трубой 1, расположен завихритель 11. Прорези 8 снабжены патрубками 12, высота которых составляет Нп 0 6 (Рт - г0), где RT - радиус магистральной трубы; г0 - радиус цилиндрической обечайки 6.

Устройство работает следующим образом.

Нефть транспортируется по магистрали 1. Перед обечайкой 6 поток нефти разделяется на две части. Одна (как правило, меньшая) часть поступает в кольцевую полость, образуемую обечайкой 6 и трубой 1. Другая часть, минуя кольцевую полость, поступает осесимметричным потоком в канал, образуемый внутренней поверхностью обечайки 6. С помощью завихрителей 11 поток нефти в кольцевой полости закручивается, т.е. приобретает тангенциальную составляющую скорости. Деэмульгатор с помощью дозировочного насоса (не показан) циклически подается через патрубок 5 в полость коллектора 4, а из него через два ряда отвер(Л

а о о

i

стий 2 и 3 - в кольцевой закрученный поток нефти. Заданная скорость транспортировки кольцевого потока нефти достигается путем дросселирования - перемещения плохооб- текаемого тела 9. Имеется в виду заданная скорость из условия равномерной непрерывной для этой части потока нефти раздача деэмульсатора. В кольцевой полости осуществляется первая стадия смещения нефти и деэмульсатора. Затем струи смеси через прорези 8 поступают в патрубки 12 и истекают из них в оставшуюся часть нефти - вторая стадия смещения.

Дросселирование части потока (кольцевого) и закрутка его позволяют обеспечить равномерную раздачу деэмульсатора при значительно меньших расстояниях между рядами отверстий 2 и 3 и габаритах устройства в целом. При этом для эффективности перемещения по потоку деэмульгатора нужны существенно меньшие энергетические затраты, так же как и для смеси в целом. При Нп 0,6 (RT - го) обеспечивается эффективное перемешивание сред на второй стадии перемешивания. Если Нп 0,6 (Rr - г0), имеется недостаток деэмульгатора в центральных слоях потока нефти, при Нп 0,6 (Rr - г0) - напротив периферийных. В том и другом случаях эффективность деэмульсии нефти уменьшается.

В предлагаемом устройстве расстояние между рядами струй остается неизменным. Равномерность путевой раздачи обеспечи- вается за счет поддержания скорости эмульсии в кольцевой полости, образуемой трубой 1 и обечайкой 6. Это достигается за счет перемещения тела (диафрагмы) 9. За плохообтекаемым телом (диафрагмой) 9 реализуется застойная циркуляционная (мертвая) зона, длина которой составляет 6Д. где Д - высота диафрагмы. Таким образом, за диафрагмой 9 реализуется неравномерное поле скорости - с уменьшением скорости у стенок трубы 1, а при небольших значениях (расстояния от диафрагмы по ходу потока вниз по течению) у стенок реализуется обратный ток. Таким образом, при неравномерном поле скорости у стенок трубы скорость уменьшается, как следствие, в кольцевой полости скорость значительно меньше, чем в центральной часди потока. Значение скорости зависит от положения тела (диафрагмы) 9 по отношению к входному сечению кольцевой полости,

Установка завихрителя 11 на входе в кольцевую часть полости позволяет реализовать закрутку в потоке эмульсии, поступающем из кольцевой полости. Установка завихрителя определяет дополнительные

потери (местное сопротивление), что наряду с диафрагмой 9 ведет к уменьшению скорости эмульсии в кольцевой полости. Таким образом, реагент поступает в часть эмульсии (кольцевой поток), имеющую значительно меньшую скорость по сравнению с центральной частью эмульсии (в части потока, поступающей вне завихрителя). Закрутка потока способствует более интенсивному

смещению реагента и части эмульсии на первой стадии смешения. В этом случае при ограниченном числе отверстий для ввода реагента обеспечивается достаточно быстрое выравнивание параметров в окружном

направлении (устраняется ограничение по дискретности ввода).

При отсутствии заглушки 7 смесь после первой стадии поступала бы в виде кольцевой струи соосно остальной части эмульсии

(в одной отсутствует реагент, а в другой - кольцевой - его избыток). Такая схема взаимодействия характеризуется очень низкой интенсивностью смещения по длине (на два и более порядков ниже эффективности смещения при поперечной подаче).

При наличии заглушки 7 реагент поступает через прорези 8, т.е. смесь после первой стадии смешения поступает системой поперечных струй в центральный поток

эмульсии, что определяет существенно более высокую интенсивность смешения по сравнению со спутной подачей. Учитывая, что перепад давления на прорезях минимален (на уровне скоростного напора потока

эмульсии), оптимальное распределение смеси из кольцевой полости в потоке достигается за счет истечения смеси из патрубков 12, погруженных в проточную часть, образуемую обечайкой 6.

Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить высокую эффективность деэ- мульсации нефти при изменении условий эксплуатации устройства, что повышает качество продукта, снижает расход деэмульгатора.

Формула изобретения 1. Устройство для деэмульсации нефти, включающее трубу с двумя рядами отверстий на боковой поверхности, сообщающихся с полостью коллектора, снабженного патрубком подачи деэмульгатора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества деэмульсации и надежности устройства, устройство снабжено кольцевой

обечайкой, установленной в трубе в зоне расположения отверстий, заглушкой, установленной в выходном сечении обечайки, при этом боковая поверхность обечайки выполнена с прорезями, расположенными за

сечением второго по ходу потока ряда отверстий.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем. что оно снабжено плохообте- каемым телом в виде диска с центральным отверстием, установленным перед кольце- вой обечайкой с возможностью продольного перемещения.

,-J

s.

3.Устройство по п.1,отличающееся тем, что оно снабжено завихрителем, установленным между обечайкой и трубой перед отверстиями.

4.Устройство поп.1,отличающе - е с я тем, что прорези снабжены патрубками, высота которых составляет 0,6 (Rr - гь). где RT - радиус трубы; г0 - радиус обечайки.

12

Изобретение относится к устройствам для ввода в поток химреагентов. Целью предлагаемого технического решения является повышение эффективности процесса деэмульсации и повышение надежности устройства. Устройство содержит трубу с отверстиями на боковой поверхности, сообщающимися с полостью коллектора. В трубе установлена кольцевая обечайка в зоне расположения отверстий. В выходном сечении обечайки установлена заглушка. Обечайка выполнена с прорезями. Перед обечайкой установлен с возможностью продольного перемещения диск с центральным отверстием. Между обечайкой и трубой установлен завихритель. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.