DE837611C

DE837611C - Discharge regulator with float control for petroleum separators and other containers with a high liquid level above the discharge opening

Info

Publication number: DE837611C
Application number: DEG3666A
Authority: DE
Inventors: Hans Richter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-12-14
Filing date: 1943-12-14
Publication date: 1952-04-28

Description

Abflußregler mit Schwimmersteuerung für Erdöl-Separatoren und andere Behälter mit hohem Flüssigkeitsstand über der Abflußöffnung Das aus der Sonde austretende Erdöl ist vor allem bei eruptierenden Sonden stark untermischt mit Erdgas, das in einem Auffangbehälter (Separator oder Gasabscheider) vom Erdöl getrennt wird. Aus diesem Separator wird das Erdöl durch einen unten, also in der Nähe des Bodens angeordneten Stutzen und das Erdgas durch einen oben, also in der Nähe des Deckels mündenden Stutzen abgeführt, so daß Erdöl und Erdgas getrennt voneinander den Verarbeitungsbetrieben bzw. der Verwendungsstelle zugeleitet werden können. Bei neuzeitlichen Separatoren wird der Abfluß des Erdöles durch schwimmerbetätigte Regler gesteuert, die dafür sorgen, daß durch den unteren Stutzen tatsächlich nurErdöl und durch den oberen Stutzen tatsächlich nur Erdgas austritt.Drain regulator with float control for petroleum separators and others Container with a high level of liquid above the drainage opening The leakage from the probe Especially in the case of erupting probes, crude oil is heavily mixed with natural gas, which is in is separated from the crude oil in a collecting container (separator or gas separator). the end In this separator, the crude oil is arranged at the bottom, i.e. near the bottom Nozzle and the natural gas through an opening at the top, i.e. near the cover Nozzle discharged, so that crude oil and natural gas separated from each other the processing plants or can be forwarded to the point of use. With modern separators the outflow of the petroleum is controlled by float-operated regulators for this ensure that only petroleum through the lower nozzle and through the upper one Nozzle actually only leaks natural gas.

Um diese Wirlkung zu erreichen, muß der den A bfluß des Erdöles steuernde Schwimmer mindestens so hoch angeordnet werden, daß auch in der tiefsten Stellung des Schwimmers, also bei geschlossenem Abflußregler, das Erdöl noch oberhalb der Abflußöffnun:g steht, so daß immer eine Öl- schicht vorhanden ist,#die das Durchtreten von Erdgas verhindert. Außerdem muß der Schwimmer natürlich so angeordnet sein, daß in seiner höchsten Stellung das Erdöl weit .genug vom Gasstutzen entfernt ist und nicht in den Gasstutzen eintreten kann.In order to achieve this effect, the float controlling the outflow of the petroleum must be placed at least so high that even in the lowest position of the float, i.e. with the drain regulator closed, the petroleum is still above the outlet opening, so that there is always one oil - there is a layer that prevents the passage of natural gas. In addition, the float must of course be arranged in such a way that in its highest position the petroleum is far enough away from the gas nozzle and cannot enter the gas nozzle.

Da sich ein Teil des Erdgases, vor allem der Teil, der in Form feiner Bläschen mit dem Erdöl vermischt ist, nur sehr langsam vom Erdöl trennt, ist es notwendig, daß das Erdöl möglichst langsam zum Austrittsstutzen fließt, also genügend ,Zeit zur_ Trennung des Gases vom Erdöl zur Verfügung steht. Dieses kann nur dadurch erreicht werden, daß der Separator bei ausreichendem Durchmesser verhältnismäßig hoch gebaut wird und das Erdöl viel höher über dem Austrittsstutzen steht, als dies zur Verhinderung des Durchtritts von Gas in den \ustrittsstutzen notwendig wäre. Es muß also eine so hohe Ölschicht über dem Austrittsstutzen gebildet werden, daß diese Ölschicht als Entgasungszone wirken kann. Dadurch ergibt sich die Notwendigkeit, den den Abfluß des Erdöles steuernden Schwimmer sehr hoch über .dem Austrittsstutzen anzuordnen und ihn mit dem entsprechend tief darunter befindlichen Abflußregler durch ein Gestänge zu verbinden, das entweder in das Innere des Separators verlegt wird und dann schwer zugänglich ist, oder das außen angebracht wird und dann mehrere Durchführungen mit Stopfbuchsen erfordert, wodurch Hemmungen und Undichtigkeiten entstehen können.Because part of the natural gas, especially the part that is in finer form Blisters mixed with the petroleum, separates only very slowly from the petroleum, it is It is necessary that the oil flows as slowly as possible to the outlet nozzle, i.e. enough Time is available for separating the gas from the oil. This can only be achieved through this can be achieved that the separator is proportionate with sufficient diameter is built high and the oil is much higher above the outlet nozzle than this would be necessary to prevent the passage of gas into the outlet nozzle. So it must be formed so high a layer of oil over the outlet nozzle that this oil layer can act as a degassing zone. This results in the need the float controlling the outflow of the petroleum very high above the outlet nozzle to be arranged and him with the correspondingly deeply located drainage regulator to be connected by a linkage that is either laid inside the separator and is then difficult to access, or that is attached outside and then several Requires bushings with stuffing boxes, eliminating blockages and leaks can arise.

Es sind bereits Bauarten bekanntgeworden, bei denen das aus den obengenannten Gründen notwendige Gestänge zwischen Schwimmer und Abflußre.gler in einem außen am Behälter angebrachten Verbindungsrohr oder einem Verbindungsstutzen angeordnet ist, Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß der Gassammelraum mit dem Gehäuse des Abflußreglers verbunden ist, so daß bei starkem Druckunterschied zwischen Gassammelraum und Gehäuse des Abflußreglers die Gefahr des überreißens von Gas in die Erdölleitung besteht.There are already types known in which the from the above Reason necessary linkage between float and drain regulator in one outside Arranged on the container attached connecting pipe or a connecting piece is, This arrangement has the disadvantage that the gas collection space with the housing of the discharge regulator is connected, so that when there is a strong pressure difference between the gas collection chamber and the housing of the discharge regulator eliminates the risk of gas spilling into the oil pipeline consists.

Die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung soll diese Schwierigkeiten und Nachteile der bisher bekanntgewordenen Bauarten vermeiden, daß nicht nur der Schwimmer in der Höhe des einzuhaltenden Erdölniveaus angeordnet ist, sondern auch der dazugehörige Abflußreäler, so daß eine gestängelose Verbindung zwischen Schwimmerhebel und Abflußregler bzw. der Betätigungswdle des Abflußreglers möglich ist, also ein Zwischengestänge vermieden wird. Dabei wird in an dich bekannter Weise das Gehäusedes Abflußreglers vom Gehäuse des Schwimmermechanismus durch eine Scheide-Nvand abgetrennt, die nur durch die den Schwimmerhebel des Abflußreglers mit dem Absperrorgan verbindende Welle durchbrochen wird. Gemäß der Erfindung wird der untenliegende Erdölaustrittsstutzen durch eine Steigeleitung mit dem Eintrittsstutzen des hochliegenden Abflußstutzens verbunden. An die Stelle des mechanischen Gestänges tritt also eine hydraulische Verbindung. Um ehren Verlust an Druckgefälle zu vermeiden, wird an den Austrittsstutzen des Abflußreglers ein Fallrohr angeschlossen, das den Abfluß wieder auf das Niveau des Austrittsstutzens am Separator zurückführt. Da beide Flüssigkeitssäulen (in der Steigeleitung und in dem Fallrohr) sich das Gleichgewicht halten, erfolgt der Abfluß praktisch mit dem gleichen Druckgefälle, wie es vorhanden wäre, wenn der Abflußregler in der üblichen Weise ,in der Höhe des Erdölaustrittsstutzens am Separator angeordnet wäre.The device of the present invention addresses these difficulties and disadvantages of the previously known types avoid that not only the Float is arranged at the height of the oil level to be maintained, but also the associated drain, so that a link-free connection between the float lever and drainage regulator or the operating thread of the drainage regulator is possible, so a Intermediate linkage is avoided. The housing of the The discharge regulator is separated from the housing of the float mechanism by a sheath wall, the only through the connecting the float lever of the drain regulator with the shut-off device Wave is broken. According to the invention, the oil outlet nozzle located below through a riser with the inlet connection of the overhead drainage connection tied together. The mechanical linkage is replaced by a hydraulic one Link. In order to avoid loss of pressure gradient, the outlet nozzle of the drain regulator is connected to a downpipe, which brings the drain back to the level of the outlet nozzle on the separator. Since both columns of liquid (in the riser and in the downpipe) keep their equilibrium, the Drain with practically the same pressure gradient as it would be if the Discharge regulator in the usual way, at the height of the oil outlet nozzle on the separator would be arranged.

In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Durch .den Stutzen b strömt das aus der Sonde kommende Erdöl, untermischt mit Erdgas, in den Separator a ein und wird dabei gegen eine Prallfläche c geschleudert, wodurch sich das Erdöl schon zum großen Teil vom Erdgas trennt. Während sich das spezifisch schwerere Erdöl im unteren Teil des 'Separators sammelt, bleibt das leichte Erdgas im oberen, als Gasraum wirkenden Teil des Separators. Der niedrigste noch zulässige Stand des Erdöles ist durch die Linie d gekennzeichnet. Das Erdöl steht dann um das Maß e über dem höchsten Punikt des Erdölabflußstutzens f. Je größer der Abstand e und je größer der Durchmesser g des Separators ist, desto mehr Zeit braucht das Erdöl, um zum Austrittsstutzen f zu gelangen, desto länger ist also auch die zur Entgasung .des Erdöles zur Verfügung stehende Zeit. Der Schwimmer h, der den Abfluß des Erdöles steuert, ist in der Höhe des durch ihn e.inzuhalten:den Niveaus angeordnet und wirkt so auf den Abflußregler i, daß .bei Sinken des Niveaus unter den tiefsten Stand (Linie d) der Regler geschlossen und erst bei Steigen des Niveaus geöffnet wird.In Fig. I an embodiment of the invention is shown. By .the connection b the oil coming from the probe flows, mixed with natural gas, into the separator a and is thrown against a baffle c, whereby the oil is already largely separated from the natural gas. While that is specific When the heavier oil collects in the lower part of the separator, the light natural gas remains in the upper part of the separator, which acts as a gas space. The lowest still permissible The level of petroleum is indicated by line d. The oil is then around the dimension e above the highest point of the oil drainage connection f. The greater the distance e and the larger the diameter g of the separator, the more time it takes Petroleum to get to the outlet nozzle f, the longer the to Degassing of the petroleum available time. The swimmer h, who runs the drain controls of the petroleum, is to be kept in the height of the by him: the level arranged and acts on the discharge regulator i in such a way that when the level falls below the lowest Status (line d) the regulator closed and only opened when the level rises will.

Der Schwimmer h, der in üblicher Weise durch einen Hebel auf eine Welle L wirkt, ist durch diese Welle l unmittelbar mit dem Antriebshebel' m des bei diesem Ausführungsbeispiel als Schieber i ausgebildeten Abschlußorgans des Reglers verbunden. Zwischen dem Gehäuse n des Schwimrpers und dem Gehäuse o des Abflußorgans ist eine Trennwand p angeordnet (Abb. z), durch die die Welle i hindurchgeführt ist, deren Abdichtung durch einen eingeschliffenen Konus, eine La@byrinthstopfbuchse oder ein ähnliches, wenig Reibungswiderstand erzeugendes Mittel erfolgt. Erfindungsgemäß ist die Welle l an einer Stelle durch die Trennwand p hindurchgeführt, die unterhalb des Schwimmers in seiner tiefsten Stelle liegt, so daß auch bei niedrigstem Niveau die Wellendurchführung von Öl bedeckt ist, das als Flüssigkeitssperre gegen etwaigen Gas-durchtritt wirkt. Dadurch ist .cs möglich, auf eine vollkommene Abdichtung der Welle l zu verzichten; denn die Ölvorlage verhindert sicher den Zutritt von Erdgas zum Gehäuseteil o. Da erfindungsgemäß die Steigeleitung r den Separator mit der Eintrittsseite des Gehäuses o verbindet, wird ein Druckausgleich zwischen dem Gehäuseteil o und dem Gehäuseteil n bewirkt, so. daß selbst bei etwaigem Absinken des Ölniveaus unter dein Spiegel d (etwa infolge absichtlichen Ablasseis des Ölsumpfes) kein Erdgas durch die Wellendurchführung in den Raum o gelangen kann. Selbst wenn dieses aber unter besonderen Umständen doch der Fall sein sollte, so ist dieses Durchtreten von Erdgas unschädlich, da bei niedrigem Niveau des Erdöles der Schwimmer h den Schieher i in die .Abschlußstellung bringt, so daß der "Zutritt des Erdgases in dieErdölabflußleitung,auch in solchen Ausnahmefällen sicher verhindert wird.The float h, which acts in the usual way through a lever on a shaft L, is directly connected by this shaft l to the drive lever 'm of the regulator's closing element, which in this embodiment is designed as a slide i. Between the housing n of the float and the housing o of the drainage organ there is a partition p (Fig. Z) through which the shaft i is passed, the sealing of which is achieved by a ground cone, a labyrinth stuffing box or a similar means that produces little frictional resistance he follows. According to the invention, the shaft l is passed through the partition p at a point which is below the float in its lowest point, so that even at the lowest level the shaft passage is covered by oil, which acts as a liquid barrier against any gas penetration. This makes it possible to dispense with a complete sealing of the shaft l; because the oil seal prevents natural gas from entering the housing part o. Since, according to the invention, the riser line r connects the separator to the inlet side of the housing o, a pressure equalization is effected between the housing part o and the housing part n, so. that even if the oil level drops below your level d (for example as a result of deliberate drainage of the oil sump), no natural gas can get through the shaft duct into space o. Even if this should be the case under special circumstances, this passage of natural gas is harmless, since when the oil level is low, the float h brings the slide i into the final position, so that the "natural gas" also enters the oil drainage line is safely prevented in such exceptional cases.

In Abb. 2 ist ein Querschnitt durch den Separator und den Abflußregler von oben gesehen dargestellt. Wie diese Abbildung zeigt, ist in den waagerechten Ast der Steigeleitung r der Meßflansch des -.%Iengeiimessers in an sich bekannter Weise so eingeschaltet, daß eine Mengenmessung vor Eintritt des Erdöles in den Abflußregler erfolgt. Dadurch wird verhindert, daß sich durch die Drucksenkung beim Durchfluß Gas abscheiden kann, was die Anzeige des Mengenmessers fälschen würde. Weiterhin ist aus dieser Abb. 2 ersichtlich, wie die Trennwand p den Raum o des Abflußorgans von dem Raut rin des Schwimmers trennt und wie die Welle l die Verbindung zwischen Schwimmerhebel und ,Al>flußorgan herstellt.In Fig. 2 is a cross section through the separator and the drain regulator shown from above. As this figure shows, is in the horizontal Branch of the riser r of the measuring flange of the -.% Iengeiimessers in per se known Way switched on so that a quantity measurement before the entry of the petroleum into the discharge regulator he follows. This prevents it from falling through the pressure in the flow Can separate gas, which would falsify the display of the flow meter. Farther can be seen from this Fig. 2, as the partition wall p the space o of the drainage organ separates from the rhombus of the swimmer and like the wave l the connection between Float levers and, Al> flux organ manufactures.

Ein weiteres :Ausführungsbeispiel zeigt Abb.3. Hier ist erfindungsgemäß der Erdölabflußstutzen f senkrecht unterhalb des Abflußreglers i angeordnet, also nicht versetzt wie bei dem Ausführungsbeispiel Abb. i und 2. Erfindungsgemäß ist dabei die Niveauhöhe e so groß bemessen, daß der Meßflansch des Mengenmessers in den aufsteigenden Ast der Steigeleitung r eingeschaltet -#verden kann und sich ausreichend lange Beruhigungsstrecken vor und hinter dem Meßflansch ergeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 ist auch gezeigt, claß das Gehäuse ii des Schwimmermechanisnitis so ausgestaltet werden kann, daß es ein Gegengewicht aufnehmen kann, das den Schwimmer entlastet. Bei voller Entlastung .des Schwimmers lt kann dieser auch als Massivschwimmer ausgebildet werden, so daß ein Leckwerden unmöglich ist.Another: exemplary embodiment is shown in Fig.3. Here, according to the invention, the oil drainage nozzle f is arranged vertically below the drainage regulator i, i.e. not offset as in the exemplary embodiment Figs. #verden and there are sufficiently long calming sections in front of and behind the measuring flange. In this embodiment according to Fig. 3 it is also shown that the housing ii of the float mechanism can be designed so that it can accommodate a counterweight that relieves the swimmer. At full relief .des float lt it can also be formed as solid swimmers, so that a leak are impossible.

Abb.:I zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei nebeneinander angeordnete, auf einer gemeinsamen Welleiraehse mittels übereinandergreifender Wellen (in einer Hohlwelle wirkt eine Massivwelle) arbeitende Schwimmer vorgesehen sind, die in an sich bekannter Weise jede für sich auf ein Abflußorgan (Ventil oder Schieber) wirken. Dabei ist erfindungsgemäß der eine, das Abflußorgan für den normalen Abfluß betätigende Schwimmer mit kurzem Hehelarin im Innern des Gehäuses n angeordnet, während der zweite, nur bei übermäßig lio'liem Ölanfall wirkende Schwimmer t durch einen längeren, erforderlichenfalls gekröpften Hebel so weit in das Innere des Separators hineinragt, daß er seine Bewegung außerhalb des Gehäuses n ausführen kann. Die Schwimmer h und t können auch so angeordnet werden, daß sich beide Schwimmer im Intern des Separators befinden. Dann können die :Abmessungen des Gehäuses ii bei ausreichend großem Separatordurchmesser sehr klein ausgefiihrt werden.Fig.:I shows an embodiment in which two floats are provided which are arranged next to each other and work on a common shaft axle by means of shafts overlapping one another (a solid shaft acts in a hollow shaft), each of which acts in a manner known per se on a drainage element (valve or slide) ) works. Here, according to the invention, the one float operating the drainage element for normal drainage is arranged with a short helm inside the housing n, while the second float, which only acts when there is excessively low amount of oil, goes so far into the interior through a longer lever, if necessary cranked of the separator protrudes so that it can perform its movement outside the housing n. The floats h and t can also be arranged so that both floats are inside the separator. The dimensions of the housing can then be made very small with a sufficiently large separator diameter.

Die Abb. d zeigt noch, wie einfach bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Einschaltung einer Umgehungsleitung mit einem Absperrventil q möglich ist. Bemerkt sei noch, daß bei ausreichendem Separatordruck das Fallrohr, nicht unbedingt bis zum Erdölaustrittsstutzen f heruntergeführt zu werden braucht; sondern die Ableitung des Erdöles auch von einer höherliegenden Stelle aus erfolgen kann.Fig. D shows how easy the design according to the invention is it is possible to switch on a bypass line with a shut-off valve q. Noticed let it be said that if the separator pressure is sufficient, the downpipe, not necessarily up to needs to be led down to the oil outlet nozzle f; but the derivation of the oil can also take place from a higher point.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Discharge regulator with float control for petroleum separators and other containers with a high liquid level above the discharge opening, characterized in that the control element (valve, slide or the like) is arranged at the level of the liquid level to be maintained and the inlet part of the housing enclosing the control element through a riser with the deep drainage opening of the container is connected.

2. Drain regulator with float control according to claim i, characterized in that the float lever with the actuating lever the shaft connecting the control element below the lowest liquid level; preferably under the lower edge of the float, which is in its lowest position.

3. Drain regulator with float control according to claim i, characterized in that the deep The discharge opening of the container is arranged completely or almost perpendicularly under the discharge regulator and the height of the lowest liquid level regulated by the float is dimensioned so large above this outlet that the volume measuring device below Maintaining sufficient calming sections in the ascending branch of the Steigeleiturig can be switched on.

Discharge regulator with float control according to claim i, characterized in that when using two successively acting floats one of the swimmers working during normal drainage on a short lever acts so that this swimmer's movement wholly or largely inside of the float housing flanged to the separator, while the second, swimmers only start working when there is an excessive flow of oil on such a long one The effect of the lever is that it performs its movement inside the separator container.

5. Discharge regulator with float control according to claim i, characterized in that the housing is so small or the float levers are so long, that the swimmer or swimmers perform their movement only inside the separator.

6. Drainage regulator with float control according to: claim i,. Characterized in that, that the pipe connecting to the outlet nozzle of the discharge regulator up to is at the level of the discharge opening of the container or even deeper under the lier, so that the column of liquid in the riser and in this one Downpipe compensates and a sufficient gradient for the drainage of the container contents consists. Discharge regulator with float control according to claim i., Characterized in that, daa the riser and the downpipe are connected by a pipe that is connected to is equipped with a shut-off valve and enables the regulator to be bypassed.