Устройство для подачи деэмульгатора в поток нефти Советский патент 1993 года по МПК B01D17/04 

ратный сантиметр поверхности, и сфера имеет диаметр, равный 1/5 -. 1/3 диаметра трубопровода, при этом отверстия расположены чередующимися параллельными рядами на всей поверхности сферы по плоскостям окружностей, перпендикулярным оси трубопровода. При этом указанные размеры и количество этих отверстий обеспечивают необходимый расход раствора деэмульга- тора при давлении, превышающем давление в нефтепроводе на 1-5. атм.

Изготовление распределителя в виде сферы с отверстиями дает возможность более равномерного распределения подаваемого деэмульгаторз в объеме нефтяной эмульсии. Это происходит вследствие того, что геометрическая форма сферы-с равномерно расположенными на поверхности отверстиями дает возможность более равномерной доставки и распределений деэмульгатора в объеме нефти, так как его струи направляются равномерно во все стороны пространства в трубе.

Наличие двух-трех и более типоразмеров отверстий обусловлено необходимостью еще более равномерного распре- деления химического реагента в объеме нефтяной эмульсии. Согласно гидродинамической теории длина затоплен- .ной струи прямо пропорциональна диаметру выходного отверстия сопла. Поэтому отверстия с разными диаметрами дают возможность создать разные длины затопленных струй реагента в нефти согласно формуле :

Ч.

L 3.00 d

о

0

где L - длина затопленной струи, мм; dQ - диаметр сопла (отверстия);

: .... ММ. ; V -

При этом длина наиболее активной части - ядра постоянных скоростей струи определяется по формуле

5„ -0А67.

М

S0 - длина ядра постоянных ско- .

ростей, затопленной струи, 50

мм; . . R - радиус сопла (отверстия),

мм; . . ,..-...,

а - коэффициент структуры (для струй круглого сечения а 0,08).

Согласно этим формулам вытекающие шарового распределения струи реа 55

10

15

20

25

30

35.

40

45

50

55

гента, имея разные диаметры, проникают на разные расстояния в объем нефти. Все это способствует еще более равномерным распределению и дисперги- рованию реагента в объеме нефти, так как струи, которые имеют малый диаметр, останавливаются раньше в тех областях трубы, где струи с большим диаметром еще имеют большую скорость ; и, следовательно, и энергию. Вслед-; ствие этого уже потерявшие скорость струи реагента, двигаясь с потоком нефти в трубе, встречаются с более мощными струями такого же реагента, разбиваются и перемешиваются. Это ведет к более равномерному распределению реагента во всем объеме, эмульсии.

В предлагаемом устройстве отверстия направлены теоретически по бесконечному числу направлений, поэтому то количество деэмульгатора, которое попадает в нефтяной поток раньше по ходу движения нефти в трубопроводе, подвергается.многократному перемешиванию теми струями реагента, которые образуются из отверстий большого диа-; метра..;. . .

Подаваемый в нефтепровод деэмуль- гатор попадает в псевдокипящую область, где очень сильно развита ис- i кусственная турбулизация потоке неф- ти самими же многочисленнымиструями подаваемого реагента. Все это достигается только благодаря сферической форме распределительной головки предлагаемого устройства и наличию отверстий разного диаметра, направленных во все стороны пространства в трубопроводе.

На чертех е изображено устройство для подачи деэмульгатора в поток высоковязкой нефти.

Устройство содержит трубу Т, патрубок 2 для подачи раствора реагента и сферу 3 с отверстиями k (распределитель) .

Сфера 3 расположена в середине трубопровода 1 и соединена при. помощи патрубка 2 с наружной поверхностью нефтепровода. .

Отверстия k расположены параллельными чередующимися по диаметрам рядами на поверхности сферы 3 по плоскостям сечения, перпендикулярным оси трубы 1 . .

Устройство работает следующим образом.

5 Нефтяная эмульсия транспортируетс по трубе 1. Раствор реагента подаетс по патрубку 2 внутрь сферы 3, имеюще большое количество отверстий 4 по всей поверхности. Через эти отверсти под давлением, превышающим давление в нефтепроводе на 1-5 атм, раствор реагента подается в нефтяную эмульсию. При наличии 1-6 отверстий на 1 см2 сфера е радиусом 2,5 см будет иметь.236-480 отверстий на поверхности. Наличие такого большого количества отверстий, через которые подается с большой скоростью раствор реагента создает условия для более равномерного распределения подаваемого раствор реагента в эмульсии нефти, транспортируемой по трубе.

Наличие нескольких типоразмеров отверстий обеспечивает разную длину затопленной струи реагента. Например при диаметре отверстия 2 мм длина затопленной струи будет 600 мм;

L 300x2x600 мм,

При диаметре отверстия 8 мм длина затопленной струи достигает мм:

L мм.

При этом, имеющая большую скорость и энергию длина ядра постоянны скоростей струи согласно 2 будет

Jt§7 о, об

J-33,5

мм.

Таким образом, в нефтепроводе вокруг сферы создается область многократного перемешивания деэмультатора многочисленными струями самого же подаваемого реагента.

0

5

0

Создание в трубопроводе области . турбулизации несколькими сотнями струй реагента с разной длиной и энергией улучшает степень дисперги- рования и перемешивания подаваемого реагента.

Диаметр сферы берется равным 1/5- 1/3 диаметра, трубопровода в связи с необходимостью сохранения требуемого проходного сечения трубопровода для предотвращения возрастания гидравлического сопротивления в трубопроводе.

|- . -..-. -.. . .

Таким образом, применение предло- ксенного устройства позволяет улучшить качество подготовленной нефти путем улучшения диспергирования и увеличения степени перемешивания подаваемого деэмульгатора с нефтяной эмульсией.

Формула

изобретения

Устройство для подачи деэмульгатора в поток нефти, содержащее трубопровод, патрубок .и распределитель для деэмульгатора, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности обработки деэмульгатором потока высоковязкой нефти распределитель выполнен в виде расположенной в центре трубопровода сферы с отверстиями диаметром 2-8 мм, расположенными чередующимися параллельными рядами по плоскостям окружностей сферы, перпендикулярным оси трубопровода, при этом количество отверстий на каждом квадратном сантиметре сферы равно 16, а сфера имеет диаметр, равный 1/5 - 1/3 диаметра трубопровода.

Сущность изобретения: устройство содержит трубопровод с патрубком ввода деэмульгатора и распределитель, | выполненный в виде сферы, расположенной в середине трубопровода. В сфере сделаны отверстия нескольких типоразмеров с диаметрами 2-8 мм в количестве, равном 1 - 6 отверстий на 1 см2 поверхности. Сфера имеет диаметр, равный 1/5 - 1/3 диаметра трубопровода. Наличие нескольких типоразмеров отверстий и их направленность во все стороны в пространстве дают возможность более равномерно распределять, химический реагент в объеме нефтяной эмульсии. 1 ил.