Диспергатор Советский патент 1993 года по МПК F17D1/20 

ного и внутреннего конусов, которые образуют между собой дифференциальный кольцевой зазор 7. Внутренний конус выполнен со щелями 8, которые расположены под углом 30-50° .к образующим конуса и снабжен сверху телескопической перегородкой, состоящей из подвижной 9 и неподвижной 10, частей, и

соединен штоком 11 с мембраной регулирующего клапана 12. Устройство содержит также датчики давления 13,Т4,15. предназначенные для управления исполнительными механизмами регулирующих клапанов 12,16,17, и трубопроводы 18,19 для подвода соответственно жидкости и газа. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для изменения динамических характеристик систем, в частности, для диспергирова- ния газожидкостного потока и может найти применение в системах сбора и подготовки продукции скважин, транспорта нефти и продуктов нефтепереработки по нефтепро- дуктопроводам. Цель изобретения - сокращение потерь давления и легких фракций нефти и нефтепродуктов и улучшение условий охраны окружающей среды. Дисперга- тор состоит из цилиндрического корпуса 1 с установленными в нем диафрагмами 2 и 3, расширителя 4 и соединенного с ним сопла, выполненного в виде коаксиальных наруж

Изобретение относится к устройствам для изменения динамических характеристик систем, в частности, для диспергирова- ния газожидкостного потока и может найти применение в системах сбора и подготовки продукции скважин, транспорта нефти и продуктов нефтепереработки по нефтепродукте про водам.

Цель изобретения-сокращение потерь давления и легких фракций нефти при улучшении условий охраны окружающей среды.

Указанная цель достигается тем, что сопло выполнено в виде двух коаксиальных конусов, внутренних из которых установлен с возможностью осевого перемещения, отверстия в нем выполнены щелевидмыми и расположены под углом 40-50°-к образующей конуса, а внешний конус снабжен датчиками давления, причем на входе газа и жидкости в диспергатор установлены регулирующие клапаны, связанные с датчиками давления.

Особенностью устройства является-также то, что отверстия в диафрагмах имеют квадратные и треугольные сечения, а также то, что диспергатор снабжен телескопической перегородкой, одна часть которой сое- динена с внутренним коаксиальным конусом, а другая - с верхней частью корпуса диспергатора.

На фиг.1 дана принципиальная схема предлагаемого устройства.

Диспергатор состоит из цилиндрического корпуса 1 с установленными в нем диафрагмами 2 и 3 с отверстиями квадратного (фиг.2) и треугольного (фиг.З) сечения, расширителя 4 и соединенного с ним сопла, выполненного в виде двух коаксиальных конусов: наружного 5 с углом 30-60° и внутреннего 6 с углом 45-75° к оси устройства, которые образуют между собой дифференциальный кольцевой зазор 7, Внутренний конус выполнен со щелями 8, которые расположены под углом 40-50° к образующей конуса и снабжен сверху телескопической перегородкой, состоящей из подвижной 9 и неподвижной 10 частей и соединен током 11

с мембраной регулирующего клапана 12. Приуменьшении угла наклона щелей менее 40° и увеличении более 50° перепады давления газа возрастают на 25-38% а эффективность дробления и перемешивания газа практически остается неизменной. Устройство содержит также датчики давления 13,14 и 15, установленные на внешнем конусе, предназначенные для управления исполнительными механизмами регулирующих клапанов 12, 16 и 17 и трубопроводы 18 и 19 для подвода соответственно жидкости и газа. Устройство работает следующим образом.

Жидкость по трубопроводу 18 через регулирующий клапан 17 подается в кольцевой зазор 7, пьезометрический напор в котором регулируется с помощью конуса 6, перемещающегося внутри наружного конуса 5 с помощью штока 11 под действием давления, воздействующего на мембрану регулирующего клапана 12. В целях исключения отрицательного влияния перетоков жидкости в газопровод диспергатор снабжен телескопической перегородкой (9 и 1Р), благодаря которой жидкостной поток, имеющий более высокий, по сравнению с газовым, пьезометрический напор, .направляется в кольцевой зазор 7.

Необходимым условием поступления газа .в поток жидкости является перепад давления между газопроводом и кольцевым потоком дифференциального сечения между конусами 5 и 6. Сечение потока регулируется в зависимости от заданного

пьезометрического напора в последнем.

При превышении фактического пьезометри. ческого напора над заданным конусом 6 под

действием давления на мембрану регулирующего клапана 12 и усилия, передаваемого штоком 11, опускается, площадь кольцевого сечения 7 уменьшается, в результате чего часть избыточного пьезометрического напора переходит в скоростной, а абсолютная

величина пьезометрического напора в кольцевом сечении уменьшается до заданного значения, обеспечивающего необходимый

перепад давления между газопроводом и кольцевым сечением. После этого по сигналу от датчика давления 14 подается импульс на исполнительный механизм регулирующего клапана 16, последний открывается и газ из газопровода через щели 8 конуса 6 подается в кольцевой зазор 7, т.е. в кольцевой поток жидкости дифференциального сечения, в котором, благодаря щелевому вводу под углом 40-50° вращается по винтовым образующим, что обеспечивает эффективное диспергирование газа в жидкости. Затем газожидкостная смесь поступает в расширитель 4 и далее в цилиндрический корпус диспергатора, где установлены диафрагмы. Число диафрагм определяется по формуле:

Г5-10)ДР

n J-FT-

где Л Р - перепад давления жидкости на приеме и выходе диспергатора, МПа;

Ро - атмосферное давление, МПа.

Установка диафрагмы квадратными и треугольными отверстиями обеспечивает объемную турбулизацию потока за счет образования дополнительных турбулентных вихревых потоков в углах диафрагм. Последовательное расположение четырехугольных и трехугольных диафрагм обеспечивает дополнительную объемную турбулизацию различных участков газожидкостного потока, и, благодаря этому значительное повышение эффективности процессов дробления, перемешивания и растворения газа в последующем за диспергатором потоке жидкости, что ведет к снижению потерь давления, сокращению потерь легких фракций и нефти, уменьшению выбросов в атмосферу, т.е. улучшению условий охраны окружающей среды,

Были испытаны различные последовательности расположения диафрагм, в результате чего была определена оптимальная последовательность: первая по ходу движения газожидкостной эмульсии устанавливается диафрагма с квадратным, вторая с треугольным отверстиями. При количестве диафрагм более двух данная последовательность повторяется.

Предложенное и известное устройство были испытаны на опытной установке на девонской нефти и легких фракциях, выде- ляющихся из нефти при ее поступлении в резервуары. Поступление нефти составляло 9300 т/сут, плотность 860 кг/м3. При ее поступлении в два резервуара РВС-5000 в па- ровый объем последних поступало 22,43

тыс.нм /сутки газообразных легких фракций или 2,41 HMV на каждую тонну, поступающей в резервуары нефти.

Максимальное давление в паровом объ- 5 еме резервуаров составляло 2000 Па, изб, минимальное - 300 Па, изб. Диспергатор на опытной установке был установлен на приемном нефтепроводе резервуаров РВС- 5000. Давление жидкости на входе 0 диспергатора составляло 0,2-0,3 МПа, абс. на выходе 0,16-0,2 МПа,абс. С учетом необходимости обеспечения работоспособности устройства при минимальном перепаде давления- было принято число диафрагм, рав- 5 ное двум. Диаметр трубопровода 18 составлял 500 мм, газопровода 19 - 300 мм, а цилиндрического корпуса 1 - 500 мм.

Эффективность дробления, перемешивания и растворения газа определялась с 0 .помощью микрофильмирования.

Результаты, полученные при испытании предлагаемого и известного устройств, приведены в таблице.

Из таблицы видно, что предлагаемое ус- 5 тройство обеспечивает более полное дробление, перемешивание и растворение газа в жидкости (соответственно 92,4, 93,2% и 85-89% против 65,2, 58,1 % и 39.2% в прототипе), что обеспечивает сокращение потерь 0 нефти и снижение вредных выбросов в атмосферу соответственно на 0,35-0,36% и 32,4-33,9% против 0,13 и 12,2% и увеличение реализации нефти на 0,22-0,23%. Экономическая эффективность повышается в 5 1,65-1,77 раза,

Формула изобретения

0 нефти при улучшении условий охраны окружающей среды, сопло выполнено в виде двух коаксиальных конусов, внутренний из которых установлен с возможностью осевого перемещения, отверстия в нем выполне5 ны щелевидными и расположены под углом 40-50 к образующей конуса, а внешний конус снабжен датчиками давления, причем на входе газа и жидкости в диспергатор установлены регулирующие клапана, связан0 ные с датчиками давления.

А-А

6-Б