Устройство для ввода деэмульгатора в поток нефтяной эмульсии Советский патент 1992 года по МПК B01D17/04 

Изобретение относится к устройствам для ввода химического реагента в поток нефтяной эмульсии и может использоваться в системе сбора и подготовки нефти, а также при защите трубопроводов от коррозии.

Целью изобретения является снижение расхода деэмульгатора и улучшение качества нефти.

В устройстве трубки установлены перпендикулярно оси трубопровода, при этом наружная трубка снабжена сквозными диаметрально расположенными по ходу потока отверстиями, а также щитками, установленными на ее внешней поверхности под углом 30-45° к оси трубопровода и навстречу потоку, а внутренняя трубка соединена с патрубком ввода деэмульгатора, заглушена с другого свободно расположенного конца, имеет отверстия по всей длине трубки со стороны движения потока, при этом длина трубки в 15-30 раз больше ее диаметра.

Устройство обеспечивает диспергирование и перемешивание подаваемого деэмульгатора под воздействием трех факторов. Первым фактором диспергирования и перемешивания является гидродинамическое воздействие набегающего потока нефтяной эмульсии. Это происходит следующим образом. Выходящий из отверстий внутренней трубки навстречу потоку нефти

XI

го

N

СА)

О 00

деэмульгатор тонким слоем прижимается к наружней поверхности трубки потоком нефтяной эмульсии и подвергается интенсивному гидродинамическому воздействию этого потока. Вследствие этого деэмульгатор вырывается из тонкого слоя на поверхности трубки пульсациями турбулентного потока нефти.

Вторым фактором диспергирования и перемешивания является вибрация внутренней трубки под воздействием потока эмульсии, попадающей через сквозные отверстия внешней трубки. При этом нефтяная эмульсия, находящаяся в объеме между внутренней и наружной трубками, подвергается интенсивному перемешиванию от вибрирующей внутренней трубки с частотой в 30-150 Гц. С такой частотой колеблется внутренняя трубка при соотношении диаметра и длины 1 :(15-30). Такие соотношения диаметра и длины трубки необходимы для получения вибрации при существующих скоростях потока.

Третья стадия диспергирования и перемешивания деэмульгатора происходит уже после выхода смеси деэмульгатора и нефтяной эмульсии за пределы наружной трубки вследствие турбулизации потока нефтяной эмульсии за этой трубкой. При этом перемешивание происходит по всей высоте трубопровода, так как трубка имеет отверстия по всей высоте.

Наличие щитков увеличивает давление перед трубками, следовательно, увеличивает поток, проходящий через сквозные отверстия наружной трубки. Это увеличивает амплитуду колебаний вибрирующей внутренней трубки и, следовательно, увеличивается степень перемешивания и диспергирования деэмульгатора в нефтяной эмульсии, Эксперименты показали наибольшую эффективность щитков при угле 30-45° к оси трубопровода.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство включает патрубок 1 ввода деэмульгатора, который соединен с внутренней трубкой 2, а при помощи втулки 3 - с наружной трубкой 4. Внутренняя трубка выполнена с отверстиями 5, расположенными навстречу потоку, и имеет заглушку б. Наружная трубка 4 имеет отверстия 7 и щитки 8. Отверстия 7 расположены диаметрально противоположными рядами со стороны движения потока и противоположной стороны. Устройство содержит трубопровод 9, в котором расположены коаксиальные трубки 2 и 4.

Для опытно-промышленных испытаний изготовлено устройство, в котором в наружной трубке 4 диаметроом 50 мм выполнены 13 сквозных отверстий 7 диаметром 26 мм с расстоянием между осями 35 мм, а во внутренней трубке 2 диаметром 25 мм - 96 отверстий диаметром 2,0 мм. Устройство смонтировано в трубопроводе диаметром 500 мм на установке подготовки нефти для подачи деэмульгаторов.

Устройство работает следующим образом.

Деэмульгатор через патрубок 1 ввода деэмульгатора поступает во внутреннюю полость трубки 2 и вытекает через отверстия 5. При этом под воздействием набегающего

потока нефти через отверстия 7 трубки 4 вытекающий деэмульгатор из отверстий 5 прижимается к наружной поверхности трубки 2 с образованием тонкого слоя и дальней- шим дроблением на мелкие капли

вследствие того, что консольно закрепленная трубка вибрирует с определенными частотой и амплитудой.

Образовавшиеся мелкие капли деэмульгатора подхватываются частью потока

нефти, поступающей через сквозные отверстия 7 трубки 4, подвергаются гидромеханическому перемешиванию с этой частью потока нефти, т.е. осуществляется распределение деэмульгатора вначале в небольшой части потока нефти, а затем перемешивание этой части потока нефти с деэмульгатором с основным потоком нефти. Повышению степени обработки деэмульгатором потока нефти в устройстве способствуют щитки 8, установленные под углом 30-45° к оси трубопровода и навстречу потоку нефти. Их наличие увеличивает поток нефти (соответственно, увеличивается скорость потока и улучшается перемешивание), направляемой через сквозные отверстия 7 трубки 4, при этом при установке щитков под углом менее 30° и более40° к оси трубопровода эффективность работы устройства снижается.

Таким образом, при работе устройства имеет место распределение деэмульгатора по всей высоте трубопровода в две ступени. Набегающий поток нефти через отверстия 7 трубки заставляет колебаться внутреннюю

трубку 2, колебания которой также способствуют повышению эффективности работы устройства.

Устройство резко повышает эффективность применения деэмульгаторов, особенно при обработке потока нефти в трубопроводах большого диаметра. Как показали опытно-промышленные испытания, расход деэмульгатора при применении предлагаемого устройства снижается на 1030% при сохранении требуемого качества нефти.

Формула изобретения Устройство для ввода деэмульгатора в поток нефтяной эмульсии, включающее трубопровод, патрубок ввода деэмульгатора и две коаксиальные трубки, установленные в трубопроводе, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода деэмульгатора и улучшения качества нефти, трубки установлены перпендикулярно оси трубопровода,

0

наружная трубка выполнена с рядом отверстий со стороны движения потока и рядом диаметрально противоположных расположенных отверстий и снабжена щитками, установленными на ее внешней поверхности под углом 30-45° к оси трубопровода навстречу потоку, а внутренняя трубка соединена с патрубком ввода деэмульгатора, заглушена с другого конца и выполнена с отверстиями по всей длине со стороны движения потока, при этом длина трубки в 15- 30 раз больше ее диаметра.

Устройство для ввода деэмульгатора в поток нефтяной эмульсии применяется при деэмульсации нефти. Целью изобретения является снижение расхода деэмульгатора и улучшение качества нефти. Устройство содержит трубопровод с патрубком ввода де- эмульгатора и две коаксиально расположенные трубки, установленные перпендикулярно к оси трубопровода. Наружная трубка снабжена двумя рядами диаметрально расположенных походу потока отверстий, а также щитками, установленными на ее внешней поверхности под углом 30-45° к оси трубопровода навстречу потоку. Внутренняя трубка соединена с патрубком ввода деэмульгатора, заглушена с другого свободно расположенного конца, имеет отверстия по всей длине трубки со стороны движения потока, при этом длина трубки в 15-30 раз больше ее диаметра. Устройство также может применяться в процессах, где требуется хорошее диспергирование и перемешивание любых жидких химических реагентов, например защита трубопроводов от коррозии ингибиторами коррозии, защита трубопроводов от солеот- ложений, парафиноотложений при добыче нефти химическими реагентами. 2 ил. (Л с

Фиг.1

/ / /// sf/sf/////////////////// S/ //

s/s/s/ss

7 у У

Фиг.2