RU2056503C1

RU2056503C1 - Device for separation of liquid flow into equal parts

Info

Publication number: RU2056503C1
Application number: RU93028651A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Хазиев; М.Г. Газизов; Р.А. Зайнашев
Original assignee: Хазиев Нагим Нуриевич
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1996-03-20

Abstract

FIELD: oil field systems for gathering and treatment of oil, gas and water. SUBSTANCE: distributor is made in form of mixing chamber which is provided with close-mesh net, cone and guide apparatuses symmetrically installed opposite to supply pipeline. Discharge pipelines are turned through 180 deg. and have gravity flow section and connected with common branch pipe for gas discharge. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в системе сбора и подготовки нефти, газа и воды на промыслах. The invention relates to the oil industry and can be used in a system for collecting and preparing oil, gas and water in the fields.

Проблема разделения потока жидкости на части возникает при измерении продукции скважины, подключения в работу параллельно нескольких аппаратов (сепараторов, отстойников и т. п.). The problem of dividing the fluid flow into parts arises when measuring well production, connecting several devices (separators, sedimentation tanks, etc.) to work in parallel.

Известно устройство [1] которое делит поток на многочисленные струи. Основным элементом этого устройства является диск, имеющий сквозные отверстия, который устанавливается поперек потока жидкости в трубопроводе. Считается, что при этом поток жидкости делится на равные части по числу отверстий в диске. При этом одна струя выделяется и отводится для измерения. Очевидно, что при этом условия течения этой струи сильно отличаются от условий течения других струй, поэтому расход этой струи не может быть равным расходу струи, не выделенной из общего потока. A device [1] is known which divides a stream into multiple jets. The main element of this device is a disk having through holes, which is installed across the fluid flow in the pipeline. It is believed that the fluid flow is divided into equal parts by the number of holes in the disk. In this case, one jet is allocated and diverted for measurement. Obviously, in this case, the flow conditions of this jet are very different from the flow conditions of other jets; therefore, the flow rate of this jet cannot be equal to the flow rate of the jet not separated from the general flow.

Известна система распределения потоков жидкости и газа по сепарационным аппаратам [2] При этом в качестве распределителя используется трубопровод с отводами по длине для отбора отдельно жидкости и газа. Требуется, чтобы трубопроводы для отвода жидкости и газа в сепараторы имели одинаковые сечения, длину, запорную арматуру и геометрическое расположение в пространстве в целях обеспечения равенства суммарных гидравлических сопротивлений при движении жидкости и газа. Однако конструктивное решение распределителя не позволяет выполнить все эти требования. A known system for distributing fluid and gas flows through separation apparatuses [2] In this case, a pipeline with branches along the length is used as a distributor for the selection of liquid and gas separately. It is required that the pipelines for the removal of liquid and gas into the separators have the same cross-section, length, stop valves and geometrical location in space in order to ensure equality of the total hydraulic resistance during the movement of liquid and gas. However, the design solution of the distributor does not allow to fulfill all these requirements.

Задачей предлагаемого технического решения является обеспечение распределения многокомпонентного потока на равные по расходу части. The objective of the proposed technical solution is to ensure the distribution of a multicomponent stream into equal parts.

Поставленная задача достигается тем, что известное устройство снабжено камерой смешения, выполненной со сферическим днищем симметрично относительно вертикальной оси. В камере смешения происходит смешение многокомпонентного потока за счет энергии нисходящей струи, направляющий аппарат камеры смешения обеспечивает симметричное движение потока по числу отводящих трубопроводов, поступающие газовые пробки разрушаются мелкоячеистой сеткой и равномерно отводятся конусом к входам отводящих поток трубопроводов, расположенных на верхней части камеры смешения симметрично на равных расстояниях от стенки камеры и входа подводящего трубопровода и имеют вертикальную часть для обеспечения восходящего потока, которые на одном уровне переходят в нисходящий поток, через переливное устройство в виде колена с поворотом на 180^о, верхняя часть которых соединяется в один общий газопровод, что обеспечивает на восходящем участке отводящих трубопроводов равные перепады давления.The problem is achieved in that the known device is equipped with a mixing chamber, made with a spherical bottom symmetrically with respect to the vertical axis. In the mixing chamber, the multicomponent stream is mixed due to the energy of the descending jet, the mixing chamber guide device provides a symmetric flow movement in the number of discharge pipelines, the incoming gas plugs are destroyed by a fine mesh network and are evenly tapered to the inlet of the discharge pipelines located on the upper part of the mixing chamber symmetrically to equal distances from the chamber wall and the inlet of the supply pipe and have a vertical part to ensure an upward flow and, which at one level pass into the downward flow, through an overflow device in the form of a knee with a rotation of 180 ^° , the upper part of which is connected to one common gas pipeline, which ensures equal pressure drops on the upstream section of the discharge pipelines.

Равный перепад давления при других равных условиях (равные по диаметру и длине трубопроводы, равные условия входа, одинаковая жидкость) имеет место лишь при равных расходах потока на этом участке трубопроводов. На месте перехода восходящего потока на нисходящий при наличии газовой шапки в верхней части трубопровода возникает самотечный участок, т. е. участок трубопровода с неполным сечением жидкости в трубопроводе. После самотечного участка на нисходящем участке каждого отводящего трубопровода устанавливается определенная высота столба жидкости в зависимости от гидравлических сопротивлений в отводящих трубопроводах. Максимальная высота столба жидкости будет соответствовать отводящему трубопроводу, где имеет место максимальное сопротивление к потоку. An equal pressure drop under other equal conditions (equal in diameter and length of pipelines, equal inlet conditions, same liquid) occurs only at equal flow rates in this section of pipelines. At the place where the ascending flow changes to the descending one, in the presence of a gas cap, a gravity section occurs in the upper part of the pipeline, i.e., a section of the pipeline with an incomplete liquid section in the pipeline. After a gravity section in the downstream section of each outlet pipe, a certain height of the liquid column is established depending on the hydraulic resistance in the outlet pipes. The maximum height of the liquid column will correspond to the discharge pipe, where there is a maximum resistance to flow.

Предложенное устройство обеспечивает смешение многокомпонентного потока и разделение его на равные части по расходу. The proposed device provides for mixing a multicomponent stream and dividing it into equal parts by flow.

На чертеже представлено изображение устройства. The drawing shows an image of the device.

Устройство включает подводящий поток трубопровод 1, камеру 2 смешения, направляющий аппарат 3, мелкоячеистую сетку 4, конус 5, участок отводящих частей потока трубопроводов 6, общий патрубок 7 для отвода газа, самотечные участки 8 отводов частей потока. The device includes a flow inlet pipe 1, a mixing chamber 2, a guiding apparatus 3, a fine wire mesh 4, a cone 5, a section of the outlet parts of the pipeline flow 6, a common pipe 7 for exhaust gas, gravity sections 8 of the outlet parts of the stream.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Многокомпонентный поток (продукция скважины нефть, газ, вода) поступает по трубопроводу 1 в камеру 2 смешения. Направляющий аппарат с секторами по числу отводов частей потока способствует делению потока на части уже на выходе из подводящего трубопровода и обеспечивает идентичные вихри, смешивающие поток для каждого отвода, малоячеистая сетка делит на мелкие части пузыри газа, а конус направляет газ к вертикальным отводам частей потока. The multicomponent flow (production of a well oil, gas, water) enters through the pipe 1 into the mixing chamber 2. A guiding apparatus with sectors according to the number of branches of the flow stream contributes to dividing the flow into parts already at the outlet of the supply pipe and provides identical vortices mixing the flow for each branch, a low-mesh grid divides gas bubbles into small parts, and the cone directs gas to the vertical branches of the flow parts.

Под давлением потока жидкость поднимается по восходящим вертикальным участкам отводов. Отводы для каждой части потока выполнены одинаковым образом. Начало всех отводов находится в камере смешения на одном уровне и при давлении среды P₁, а концы отводов находятся также при одном уровне и при давлении среды P₂, так как сообщаются общим патрубком для отвода газа.Under the pressure of the flow, the liquid rises along the ascending vertical sections of the branches. Bends for each part of the stream are made in the same way. The beginning of all taps is in the mixing chamber at the same level and at a pressure of the medium P ₁ , and the ends of the taps are also at the same level and at a pressure of the medium P ₂ , since they are communicated by a common pipe for gas outlet.

Вертикальный восходящий участок всех отводов заканчивается переливным устройством, после которого каждый отвод имеет самотечный участок в нисходящей части отводов, где жидкость течет в трубопроводе неполным сечением. После самотечного участка нисходящей части отводов образуется разный уровень жидкости в отводах в зависимости от величины гидравлического сопротивления в каждом отводе. Самотечный участок сохраняется в широком диапазоне расхода потока из-за образования газовой шапки в верхней части отводов. The vertical ascending section of all branches ends with an overflow device, after which each branch has a gravity section in the downstream part of the branches, where the liquid flows in the pipeline with an incomplete section. After the gravity section of the descending part of the branches, a different liquid level is formed in the branches, depending on the hydraulic resistance in each branch. The gravity section remains in a wide range of flow rates due to the formation of a gas cap in the upper part of the branches.

Таким образом обеспечивается деление потока на равные части независимо от величины гидравлических сопротивлений в разных отводах, что позволяет решить проблему измерения больших дебитов скважин более дешевыми малогабаритными измерительными установками и обеспечение нормальной работы параллельно подключенных аппаратов (сепараторов, отстойников и т. д.). This ensures that the flow is divided into equal parts regardless of the hydraulic resistance in different branches, which allows us to solve the problem of measuring large well production rates with cheaper small-sized measuring units and ensuring the normal operation of parallel-connected devices (separators, sedimentation tanks, etc.).

Claims

DEVICE FOR DIVIDING A LIQUID FLOW IN EQUAL PARTS, comprising a supply pipe, a distributor, discharge pipes, characterized in that the distributor is made in the form of a mixing chamber, which is equipped with a fine mesh, a cone, and a guide apparatus is installed symmetrically opposite the supply pipe, the discharge pipes are rotated by 180 ^o and with a gravity section, as well as communicated with a common pipe for venting gas.