DE2753873A1

DE2753873A1 - Separator

Info

Publication number: DE2753873A1
Application number: DE19772753873
Authority: DE
Inventors: David Lloyd George Beattie
Original assignee: Porta Test Manufacturing Ltd
Current assignee: Porta Test Manufacturing Ltd
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1978-06-08
Also published as: JPS5391469A; BR7707951A; NL7713341A; JPS5412663B2; MX147780A; NO144558B; US4070168A; NL179878C; NO144558C; NL179878B; GB1555908A; FR2372646A1; NO774111L; FR2372646B1; IT1088762B; DE2753873C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Separator bzw. Abscheider, welcher Gas von einer Flüssigkeit, wie zum Beispiel Rohöl, trennt, und insbesondere eine Ausbildung und Anordnung eines Einlasses bei einem derartigen Separator.

Bei der Abscheidung am ölfeld wird üblicherweise ein unter Druck stehender Strom aus Rohöl, der Gas und in den meisten Fällen Wasser enthält, aus einer Förderleitung mit relativ kleinem Durchmesser in einen horizontalen zylindrischen Behälter mit relativ großem Durchmesser geleitet. Bei der Bewegung des Rohöls in dem Behälter bricht Gas aus dem öl aus, das entlüftet wird. Das Wasser scheidet sich infolge der Schwerkraft ab und wird an der Grundseite des Behälters abgezogen. Das entgaste Rohöl wird über ein Auslaßteil abgezogen, das an der Seitenwandung des Behälters stromaufwärts vorgesehen ist.

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Bei vielen Anwendungsfällen tritt der Rohölstrom in den Behälter unter beträchtlicher Krafteinwirkung ein. Ein Rohölstrom mit einer Förderleistung von beispielsweise 4-32 000 jato (9 000 barreis per day), der 198 170 rn^ (7 Millionen cubic feet) Gas und 10 % Wasser enthält, kann durch eine Förderleitung mit einem Durchmesser von 10,16 cm (4 inch) gehen und tritt in einen Abscheiderbehälter ein, in dem ein Druck von 14,06 kg/cm (200 psi) herrscht und der einen Durchmesser von 121,9 cm (48 inch) sowie eine Länge von 365,8 cm (12 inch) besitzt, wobei der Behälter zu jedem Zeitpunkt bis zur Hälfte mit Rohöl aufgefüllt ist. Wenn dieser einströmende Strom in den Behälter eintritt, wird das im Behälter befindliche Rohöl erhitzt bzw. zum Sieden gebracht. Das mit dem einströmenden Rohöl mitgenommene Gas bricht unter halb der öloberflache innerhalb des Behälters aus, bildet Schaum und kann hierdurch am Gasauslaß öl mitführen. Zusätz lich kann das Wasser mit dem öl eine stabile Emulsion bilden, wenn der Inhalt des Separators bewegt wird. Schließlich kann das mit dem öl mitgenommene Gas von dem Behälter abgeführt werden, bevor es aus dem ölstrom ausbrechen konnte.

Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Abscheider mit einem Separatorbehälter zum Abscheiden eines Gases aus einer Flüssigkeit mit einem Einlaß dadurch aus, daß der Einlaß eine innerhalb des Behälters liegende Kammer aufweist, daß die Kammer durch eine im allgemeinen spiralförmige Wandung begrenzt ist, die durch Endwandungen verschlossen ist, daß die Wandungen zusammen einen im allgemeinen spiralförmig verlaufenden, nach außen divergierenden Strömungeweg bilden, daß am äußeren Ende der spiralförmigen Wandung ein Auslaß und am inneren Ende der spiralförmigen Wandung ein Einlaß vorgesehen sind, daß eine rohrförmige Einlaßeinrichtung in Verbindung mit dem Einlaß dee Strömungsweges steht, über die unter Druck stehendes und Flüssigkeit enthaltendes Gas von einer Quelle außerhalb des Behälters eingespeist wird, und daß die Einlaßeinrichtung die Flüssigkeit

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nach außen in Form einer divergierenden Strömung durch den Strömungsweg lenkt, wobei sich Gas aus der sich relativ schnell bewegenden Flüssigkeit im Innenteil der Kammer abscheidet und die Geschwindigkeit der entgasten Flüssigkeit in dem Außenabschnitt der Kammer vermindert wird, bevor diese über den Auslaß austritt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung an einem Ausführungs beispiel näher erläutert.

Figur 1 ist eine Seitenansicht eines ölabscheiders, der teil weise ausgeschnitten ist, um die Ausbildung eines in dem Behälter angeordneten Einlasses nach der Erfindung zu zeigen,

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines Einlasses nach der Erfindung,

Figur 3 ist eine Draufsicht auf den in.Figur 2 gezeigten Ein laß, und

Figur Ί ist eine Figur 2 entsprechende Ansicht, in der die Strömungswege der Flüssigkeit und des Gases eingezeichnet sind.

Nach der Zeichnung ist eine Einlaßanordnung 1 nach der Erfindung in einem an sich bekannten Olabscheiderbehälter 2 vorgesehen.

Die Einlaßanordnung 1 umfaßt einen Aufbau 3 und ein Einlaßrohr 4. Der Aufbau 3 wird von einer senkrecht stehenden, im allgemeinen spiralförmig.verlaufenden Seitenwandung 5 gebildet, der längs seiner Seiten durch eine bodenseitige und an der Oberseite liegende Endwandung 6, 7 verschlossen ist. In ihrer Gesamtheit bilden die Wandungen eine ungefähr spiral-

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förmig ausgebildete Kammer mit einem Auslaß 8, der von dem Innenraum des Aufbaus zu dem äußeren Ende der spiralförmigen Wandung 5 führt. Der dargestellte Aufbau 3 besitzt eine Gestalt, die Ähnlichkeit mit einem schneckenförmigen Blechkörper hat.

Der Aufbau 3 kann somit eine geschlossene Kammer mit einem zu innerst liegenden Abschnitt A mit relativ kleinem Radius (die als "Zentrifugierzone" bezeichnet wird) und mit einem zu äußerst liegenden Abschnitt B mit größerem Radius bilden, der in den Auslaß B mündet (dieser Abschnitt wird als "Zone zur Verlangsamung der Geschwindigkeit" bezeichnet). Selbstverständlicherweise sind zwischen diesen Zonen A und B keine Begrenzungen vorgesehen, d.h. die eine Zone erstreckt sich bis in die andere Zone und die Zentrifugalabscheidung sowie die Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit treten in beiden Zonen auf. Die Zentrifugalabscheidung ist jedoch in der Zone A größer und stellt ihre Hauptaufgabe dar, während die Verminderung der Geschwindigkeit in der Zone B größer ist und deren Hauptaufgabe darstellt.

Ein Einlaßrohr 4 erstreckt sich in den Aufbau 3 an seinem oberen Ende, das an eine Quelle für unter Druck stehendes Rohöl angeschlossen werden kann. Das Rohr ist tangential relativ zu dem inneren Ende der Innenfläche der spiralförmigen Wandung 5 ausgerichtet. Somit kann der einströmende Strom innerhalb des Aufbaus umgewälzt werden, indem er der spiralförmig verlaufenden Wandung in Längsrichtung folgt, was im wesentlichen in Figur 4 eingetragen ist.

An der Oberseite der Endwandung 6 ungefähr im Mittelteil der Zentrifugierzone A ist vorzugsweise eine öffnung 9 ausgebildet. Diese öffnung bildet einen Auslaß, durch den in der Zone A abgeschiedenes Gas austreten kann.

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Beim Betreiben des Abscheiders tritt Rohöl in die Zone A
ein, breitet sich an der spiralförmig verlaufenden Wandung
aus und wird längs einer Bahn mit relativ kleinem Durchmesser umgewälzt» so daß eine forcierte Zentrifugierung ausgeführt wird. Das in dem öl enthaltene Gas bricht aus und
wird über die öffnung 9 abgelassen. Wenn der Strom durch die
Zone B geht, wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit vermindert, was zur Folge hat, daß das entgaste öl ruhig über
den Auslaß 8 in die Flüssigkeitssäule eintritt.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Einlaß vermindert die Schaumbildung, die Emulsionsbildung und die Mitführung an Gas. Seine Funktionsweise läßt sich durch die folgenden Schritte zusammenfassen: (1) Zentrifugieren des Rohöls, um Gas aus der Flüssigkeit abzuscheiden; dieser Vorgang erfolgt beim Eintreten des
Rohöls in eine Kammer des Behälters, die von der Hauptflüssigkeit ssäule in dem Behälter getrennt ist, und (2) Verminderung der Geschwindigkeit des einströmenden Stromes, indem sich dieser in der abgeteilten Kammer expandiert bevor er die Hauptflüssigkeitssäule erreicht; hierdurch wird die Turbulenz vermindert sowie die Emulsionsbildung, wenn der Strom in die entgaste Flüssigkeitssäule eintritt, die sich in dem Behälter befindet .

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Claims

PATENTANWALTS A. GRÜNECKER H. KINKELDEY oh ma W. STOCKMAIR K. SCHUMANN OR HER NAT - tWL - PHYS P. H. JAKOB WL-INa G. BEZOLD DRHERKXT OPLOtM 8 MÜNCHEN MAXIMIUANSTRAS5E PH 12 187 Patentansprüche

1. Separator mit einem Abscheiderbehälter zum Ableiten von Gas aus einer Flüssigkeit und einem Einlaß, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß eine innerhalb des Behälters liegende Kammer aufweist, daß die Hammer durch eine im allgemeinen spiralförmige Vandung(5) begrenzt ist, die durch Endwandungen (6, 7) verschlossen ist, daß die Wandungen (5» 6, 7) zusammen einen im allgemeinen spiralförmig verlaufenden, nach außen divergierenden Strömungsweg bilden, daß am äußeren Ende der spiralförmigen Vandung (5) ein Auslaß (8) und am inneren Ende der spiralförmigen Vandung (5) ein Einlaß vorgesehen sind, daß eine rohrförmige Einlaßeinrichtung (4·) in Verbindung mit dem Einlaß des Strömungsweges steht, über die unter Druck stehendes und Flüssigkeit enthaltendes Gas von einer Quelle außerhalb des Behälters eingespeist wird, und daß die Einlaßeinrichtung (4·) die Flüssigkeit nach außen in Form einer divergierenden Strömung durch den Strömungsweg lenkt, wobei sich Gas aus der sich relativ schnell bewegenden Flüssigkeit im Innenteil der Kammer abscheidet und die Geschwindigkeit der entgasten Flüssigkeit in dem Außenabschnitt der Kammer vermindert wird, bevor diese über den Auslaß (8)

austritt. _

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ORIGINAL INSPKJTEQ

2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spiralförmige Wandung (5) in dem Behälter derart angeordnet ist, daß ihre Achse im wesentlichen vertikal liegt, und daß eine öffnung (9) im Mittelabschnitt an der Oberseite der Endwandungen (6) vorgesehen ist, durch die abgeschiedenes Gas aus der Kammer entweichen kann.

3. Separatorbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Einlaß nach einem der Ansprüche 1 oder 2 aufweist.

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