RU2040942C1

RU2040942C1 - Vacuum degasifier

Info

Publication number: RU2040942C1
Application number: RU93045336A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Семенович Скворцов
Original assignee: Дмитрий Семенович Скворцов
Priority date: 1993-09-23
Filing date: 1993-09-23
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: suspensions and emulsion vacuum degassing. SUBSTANCE: vacuum degasifier has cylindrical body with collecting pipeline, gas removing branch pipe, located inside body gas separation joint made in the form of set of conical disks, branch pipe to remove liquid medium or solution, purified from gas with valve joint and pumping out pump. Valve joint is made in the form of floating hollow member with transfer holes in its lower part, that is coaxially mounted on collecting pipeline with capability of axial motion. Gas removing branch pipe is located under lower conical plate of gas separation joint. Pumping out pump is made as injection vacuum pump connected to branch pipe of gas removal. In the case both pumps have common drive. Degasifier provides increase of degassing effectiveness and operational reliability, automated maintaining vacuum value at inlet in working chamber and level of solution in it, decrease of mass and dimensions of apparatus, simplification of its structure. EFFECT: increased degassing effectiveness and operational reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для дегазации различных суспензий и эмульсий под вакуумом и может быть использовано в горнорудной промышленности, в частности, при бурении скважин на нефть, газ, воду и другие полезные ископаемые, пищевой, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for degassing various suspensions and emulsions under vacuum and can be used in the mining industry, in particular, when drilling wells for oil, gas, water and other minerals, food, chemical and other industries.

Известен вакуумный дегазатор, включающий цилиндрический корпус с приемным трубопроводом и патрубками отвода газа и дегазированного раствора, вакуумные насосы поплавковой системы для контроля за уровнем раствора в рабочей камере и сообщения ее с атмосферой и гидроструйный насос. Недостатками дегазатора являются низкая эффективность дегазации и надежность в работе, сложность конструкции, большие масса и габаритные размеры, нерегулируемая величина вакуума на входе в рабочую камеру. A known vacuum degasser, comprising a cylindrical body with a receiving pipe and nozzles for the removal of gas and degassed solution, vacuum pumps of the float system to control the level of the solution in the working chamber and its communication with the atmosphere and a water-jet pump. The disadvantages of the degasser are low degassing efficiency and reliability, design complexity, large mass and overall dimensions, unregulated vacuum at the inlet to the working chamber.

Целью изобретения является повышение эффективности дегазации и надежности в работе, автоматическое поддержание величины вакуума на входе в рабочую камеру и уровня раствора в ней, уменьшение массы и габаритных размеров дегазатора, упрощение его конструкции. The aim of the invention is to increase the efficiency of degassing and reliability, the automatic maintenance of the magnitude of the vacuum at the entrance to the working chamber and the level of the solution in it, reducing the mass and overall dimensions of the degasser, simplifying its design.

Поставленная цель достигается тем, что клапанный узел выполнен в виде установленного коаксиально на приемном трубопроводе с возможностью осевого перемещения поплавкового полого элемента, имеющего выполненные в его нижней части перепускные отверстия, патрубок отвода газа расположен под нижней конической тарелкой узла отделения газа, откачивающий насос выполнен в виде инжекционного вакуумного насоса, при этом дегазатор снабжен дополнительным инжекционным вакуумным насосом, подключенным к патрубку отвода газа, причем основной и дополнительный насосы имеют общий привод. This goal is achieved by the fact that the valve assembly is made coaxially mounted on the receiving pipe with the possibility of axial movement of the float hollow element having bypass holes made in its lower part, the gas outlet pipe is located under the lower conical plate of the gas separation unit, the pumping pump is made in the form injection vacuum pump, while the degasser is equipped with an additional injection vacuum pump connected to the gas outlet pipe, with the main and additional body pumps have a common drive.

На чертеже изображен дегазатор. The drawing shows a degasser.

Дегазатор вакуумный включает цилиндрический корпус 1 с крышкой 2, в котором соосно установлен приемный трубопровод 3, прикрытый сверху тарельчатым клапаном 4 с пружиной 5 и регулировочным винтом 6. Вокруг клапана установлены изогнутые пластины 7 и перепускные патрубки 8, сообщающие промежуточную рабочую камеру А с основной рабочей камерой Б. Торцы патрубков 8 направлены навстречу потоку газа. Коаксиально приемному трубопроводу расположены конические тарелки 9, количество которых может быть различно и определяется конкретными требованиями технологического процесса. Конические тарелки имеют полые опорные бобышки 10, которые после сборки служат каналом для отвода газов и установки в них стягивающих винтов 11, которые могут быть выполнены в виде трубок. Также коаксиально приемному трубопроводу 3 установлен с возможностью осевого перемещения поплавковый полый элемент 12. Поплавковый элемент имеет только наружную оболочку с размещенной снизу цилиндрической обечайкой 13 с перепускными отверстиями 14, а сверху герметизирующий элемент 15. Для откачки дегазированного раствора и газа служат инжекционные вакуумные насосы 16, 17. Насос 17 подключен к патрубку отвода газа 18. Оба насоса работают от общего привода. Патрубок 18 установлен на таком уровне, до которого допустимо максимальное поднятие уровня дегазированного раствора. The vacuum degasser includes a cylindrical body 1 with a cover 2, in which a receiving pipe 3 is coaxially mounted, covered from above by a poppet valve 4 with a spring 5 and an adjusting screw 6. Around the valve there are curved plates 7 and bypass pipes 8 that communicate the intermediate working chamber A with the main working camera B. The ends of the pipes 8 are directed towards the gas flow. Conical plates 9 are located coaxially with the receiving pipe, the number of which can be different and is determined by the specific requirements of the process. The conical plates have hollow supporting bosses 10, which, after assembly, serve as a channel for exhausting gases and installing tightening screws 11 in them, which can be made in the form of tubes. Also coaxially with the receiving pipe 3, the float hollow element 12 is mounted axially movable. The float element has only an outer shell with a cylindrical shell 13 located below, with bypass holes 14, and a sealing element 15 on top. Injection vacuum pumps 16 are used to pump out the degassed solution and gas. 17. The pump 17 is connected to the gas outlet pipe 18. Both pumps operate from a common drive. The pipe 18 is installed at a level to which a maximum increase in the level of the degassed solution is permissible.

Дегазатор работает следующим образом. Внутри корпуса 1 насосами 16, 17 создается разряжение. При достижении необходимой величины вакуума, которая определяется усилием прижатия клапана 4 пружиной 5, клапан поднимается и газированный раствор из емкости (трубопровода) поступает веерообразно на изогнутые пластины 7. Происходит первичная дегазация раствора, т.е. он освобождается от крупных пузырьков газа. Газ по перепускным патрубкам 8 из промежуточной рабочей камеры А поступает в камеру Б, а раствор с мелкими пузырьками газа тонким слоем растекается по коническим тарелкам 9 и далее стекает вниз корпуса 1 дегазатора. Под действием архимедовой силы поплавковый элемент 12 поднимается вверх и дегазированный раствор насосом 16 транспортируется в емкость циркуляционной системы. Газ, выделившийся из раствора, по каналам, образованным полыми бобышками 10, поступает вниз и через патрубок 18 насосом 17 транспортируется по трубопроводу с тангенциальным входом на любую цилиндрическую поверхность, где происходит окончательная сепарация газа из раствора. The degasser works as follows. Inside the housing 1, pumps 16, 17 create a vacuum. Upon reaching the required vacuum value, which is determined by the force of pressing the valve 4 by the spring 5, the valve rises and the carbonated solution from the tank (pipe) flows fan-shaped onto the curved plates 7. The solution is initially degassed, i.e. it is freed from large gas bubbles. Gas through the bypass pipes 8 from the intermediate working chamber A enters the chamber B, and a solution with small gas bubbles flows in a thin layer on the conical plates 9 and then flows down the degasser body 1. Under the action of the Archimedean force, the float element 12 rises up and the degassed solution by the pump 16 is transported to the capacity of the circulation system. The gas released from the solution, through the channels formed by the hollow bosses 10, goes down and is transported through the pipe 18 by a pump 17 through a pipe with a tangential inlet to any cylindrical surface where the final separation of gas from the solution occurs.

Особенности работы предложенного дегазатора следующие. Величина вакуума внутри поплавкового элемента 12 и корпуса дегазатора практически одинакова, поэтому его положение определяется только величиной архимедовой силы при его нахождении в дегазированном растворе. The features of the proposed degasser are as follows. The vacuum inside the float element 12 and the degasser body is almost the same, so its position is determined only by the magnitude of the Archimedean force when it is in a degassed solution.

Объем раствора, отсекаемый поплавковым элементом 12 при его нахождении в крайнем нижнем положении, стекает через отверстия в емкость. Поэтому в зимнее время дегазатор сухой и исключается замерзание жидкости в нем. The volume of the solution, cut off by the float element 12 when it is in the lowest position, drains through the holes in the tank. Therefore, in winter, the degasser is dry and freezing of liquid in it is excluded.

Установка патрубка отвода газа 18 под нижней конической тарелкой автоматически полностью исключает переполнение корпуса дегазатора раствором. В том случае, если уровень дегазированного раствора достигнет патрубка инжекционного вакуумного насоса 16, то он автоматически переключается на откачку раствора. При этом исключается применение клапанно-золотниковой системы, как это выполнено в известных дегазаторах. The installation of the gas outlet pipe 18 under the lower conical plate automatically completely eliminates the overflow of the degasser body with a solution. In the event that the level of the degassed solution reaches the nozzle of the injection vacuum pump 16, then it automatically switches to pumping the solution. This eliminates the use of a valve-spool system, as is done in known degassers.

Таким образом, совместная работа тарельчатого клапана, поплавкового элемента и двух инжекционных вакуумных насосов обеспечивает автоматическое поддержание заданной величины вакуума на входе раствора в дегазатор, автоматическое исключение переполнения корпуса дегазатора, при этом автоматически достигается слив раствора после остановки дегазатора, исключается его замерзание, а дегазатор всегда находится в рабочем состоянии. Thus, the combined operation of a poppet valve and a float element and two injection vacuum pumps provides automatic maintenance of a given vacuum at the solution inlet to the degasser, automatic elimination of overflow of the degasser body, and solution is automatically drained after the degasser stops, its freezing is eliminated, and the degasser always is in working condition.

Известно, что самые маленькие пузырьки газа образуются в скважине при его переходе из растворенного в свободное состояние. Поэтому сепарация газа из раствора происходит на конических тарелках 9 под действием вакуума из тонкого слоя раствора. It is known that the smallest gas bubbles form in the well during its transition from a dissolved to a free state. Therefore, the separation of gas from the solution occurs on the conical plates 9 under the action of vacuum from a thin layer of the solution.

При транспортировке газа инжекционным вакуумным насосом исключается образование мелких пузырьков газа. Поэтому тангенциальное поступление смеси газа с раствором на какую-либо криволинейную поверхность, например цилиндрическую, обеспечивает окончательное выделение газа из раствора. When transporting gas by an injection vacuum pump, the formation of small gas bubbles is eliminated. Therefore, the tangential flow of a mixture of gas with a solution onto a curved surface, for example a cylindrical one, provides the final release of gas from the solution.

Пуск в работу дегазатора осуществляется нажатием пусковой кнопки центробежного насоса. The degasser is put into operation by pressing the start button of the centrifugal pump.

Claims

VACUUM DEGASATOR, comprising a cylindrical body with a receiving pipe, a gas outlet pipe, a gas separation unit located inside the body, made in the form of a set of conical plates, a pipe outlet of a liquid medium or solution purified from gas, with a valve unit and a pump out, characterized in that the valve assembly is made in the form of a coaxial mounted on the receiving pipe with the possibility of axial movement of the float hollow element having bypass holes made in its lower part, a pipe a gas outlet located below the conical bottom plate of the gas separation unit, the suction pump is in the form of injection of the vacuum pump, wherein the degasser is provided with an additional injection vacuum pump connected to the gas outlet conduit, wherein the primary and secondary pumps have a common drive.