Устройство для искусственного приготов-лЕНия СТРуКТуР гАзОжидКОСТНОгО пОТОКА Советский патент 1981 года по МПК B01F3/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР ГАЗОЖИДКОСТНОГО ПОТОКА

3841660

ого движения жидкости и газа. Крое того, вышеназванное устройство ребует затраты энергии газожидкост7 ого потока, создает дополнительные опротивления в трубопроводе и имеет с чень низкий коэффициент полезного ействия.

Цель изобретения - приготовление мульсионных, пробковых и расслоенных, труктурных форм газожидкостного 10 отока.

Поставленная цель достигается тем, что штуцер для ввода жидкости снабжен коаксиально установленной рабочей камерой, выполненной в виде цилиндра с i5 отверстиями для газа, расположенными на его боковой поверхности в средней части, и плунжером.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид,20

Устройство для искусственного при- готовления структур газожидкостного потока состоит из корпуса 1, в котором через штуцер 2 вставляется цилиндр 3 и нефтезаборный патрубок 4, к нефте- 25 заборному патрубку 4 присоединяется выводная труба 5, свободный конец которой герметизируется с помощью сальникового уплотнения (не показано). В средней части цилиндра по его пе- 30 риметру просверлены отверстия 6. Отверстия предназначены для впуска газа в выводную трубу. К выводной трубе 5 присоединяется резино-тканевый рукав (пе показан), с помощью которого ус- 35 тановка соединяется с опытно-промышленным стендом. В цилиндре 3 перемещается плунжер 7, уппотняемый с помощью резиновых колец. Плунжер приводится в действие от кривошипно-ша- 40 тунного механизма 8, маховика 9, ко- , робки 10 передач, червячного редуктора 11, соединенного с электродвигателем 12. Число ходов плунжера можно изменять с помощью коробки пере- дач от 7 до 300 об/мин, а положение плунжера в цилиндре можно изменять путем укорачивания или удлинения шатуна. Уровень жидкости в емкости регулируется с помощью регулятора 13 50 уровня жидкости, а газ- подается в емкость по трубопроводу 14.

Установка работает следуюшд м обр аз ом.

Отсепарированная нефть насосами подается через поплавковый регулятор 13 уровня в корпус 1, В эту же емкость по трубопроводу 14 подается

попутный нефтяной газ. При положении плунжера 7 в цилиндре ниже отверстий 6 газовое пространство кор-. пуса разобщено плунжером от выводной трубы 5, в последнюю при этом поступает нефть, которая и образует жидкостную пробку. Как только плунжер поднимается выше отверстий, то под действием гидростатического столба нефть оседает в нефтезаборном патрубке 4 до уровня в корпусе и газ поступает в выводную трубу, образуя газовую пробку. Таким образом создается пробковая структура. Длины пробок будут зависеть от расхода жидкости и газа и времени пребывания плунжера над и под отверстиями в цилиндре. Последнее регулируется коробкой передач и длиной шатуна. Устанавливая различные скорости вращения маховика 9 кривошипно-шатунного механизма 8, а также различные длины шатуна можно получить множество про.бковых структур, характеризуемых различньц отношеш1ем длин газовой и жидкой пробок. Максимальная длина жидкой и газовой пробок при скорости смеси 10 м/с может быть 40 м, а минимальная 0,3-м.

Данное устройство позволяет получать и расслоенную структуру. Расслоенная структура течения газожидкостной смеси образуется при одновременном поступлении в трубопровод нефти и газа. Это достигается при положении поверхности раздела фаз в емкости на уровне осевой линии выводной трубы. Плунжер при этом располагается выше отверстий в цилиндре и находится в состоянии покоя.

Эмульсионная структура течения газожидкостной смеси образуется при одновременном поступлении в трубопровод, нефти и газа с последующим дросселированием нефтегазовой смеси через специальную диафрагму, установленную между фланцами выводной трубы и резинотканевого рукава ,

Совместное движение жидкости и газа характеризуется большим многообразием структурных форм газожидкостного потока, которые являются функцией многих переменных. Установлено, что такими переменными являются соотноше1ше фаз, скорость движения смеси, угол наклона трубопровода к горизонту, дисперсности и физико-химических свойств компонентов. Каждой структурной форме газожидкостного потока

соответствует свой коэффициент гидравлического сопротивления. Следовательно, создавая на установке искусственным путем структурные формы, которые наиболее часто встречаются при совместном движении жидкости и газа, можно выявить оптимальную структуру с толчки зрения наименьшего коэффициента гидравлического сопротивления или, другими словами, оптимизировать процесс совместного транспорта нефти и газа. Это значительно позволит уменьшить расход энергии на транспорт газожидкостных смесей.

Формула изобретения

Устройство для искусственного приготовления структур газожидкостного

потока, содержащее корпус, набор диафрагм и штуцеры для ввода жидкости и газа, отличающееся тем, что, с целью приготовления эмульсионных, пробковых и расслоенных структурных форм газожидкостного потока, штуцер для ввода жидкости снабжен коаксиально установленной рабочей камерой, выполненной в виде цилиндра с отверстиями, расположенными на его боковой поверхности в средней части.и плунжером .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 32117734,кл.137-271, 1972.

2.Муравьева Й.М. и др. ИсследоваШ1е движения многокомпонентных смесей

в скважине. М., Недра, 1972, с.15-20.