RU2260467C1 - Separator - Google Patents
Separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2260467C1 RU2260467C1 RU2004106202/15A RU2004106202A RU2260467C1 RU 2260467 C1 RU2260467 C1 RU 2260467C1 RU 2004106202/15 A RU2004106202/15 A RU 2004106202/15A RU 2004106202 A RU2004106202 A RU 2004106202A RU 2260467 C1 RU2260467 C1 RU 2260467C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- liquid
- gas
- inlet
- pipes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cyclones (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для разделения газожидкостных смесей и может быть использовано для разделения продукции скважин в системе сбора и подготовки продукции скважин, а также для сепарации газов.The invention relates to devices for separating gas-liquid mixtures and can be used for separating well products in a system for collecting and preparing well products, as well as for gas separation.
Известен сепаратор для отделения капельной жидкости от газового потока, содержащий цилиндрический корпус с коаксиально установленным внутри корпуса сепарационным стаканом (трубой), на стенке которого выполнены тангенциальные щели и кольцевая щель, образованная козырьком тороидального отсекателя и кромкой стакана, аксиальный многолопастной завихритель, газоотводящую трубку, один конец которой размещен в центре завихрителя, другой - выведен в кольцевую полость (межтрубное пространство сепаратора), патрубки ввода газожидкостной смеси (ГЖС), вывода газа и отвода жидкости из межтрубного пространства [Обзорная информация. Серия \Машины и нефтяное оборудование\, \Вихревые газожидкостные сепараторы\, Вып.1 (40), М., 1984 г., с.14-15, 18].A known separator for separating droplet liquid from a gas stream, comprising a cylindrical body with a separation cup (pipe) coaxially mounted inside the body, on the wall of which there are tangential slots and an annular gap formed by the visor of the toroidal cutter and the edge of the glass, an axial multi-vane swirler, a gas outlet tube, one the end of which is located in the center of the swirl, the other is brought into the annular cavity (the annulus of the separator), the nozzles of the gas-liquid mixture (GHS), gas outlet and liquid outlet from the annulus [Overview. Series \ Machines and oil equipment \, \ Vortex gas-liquid separators \, Vol. 1 (40), M., 1984, pp. 14-15, 18].
Недостатком сепаратора является то, что отсекатель создает дополнительное гидравлическое сопротивление движению газового потока, а незначительная длина завихрителя и большой угол расположения лопаток не обеспечивает эффективного закручивания скоростного потока, что приводит к снижению эффективности сепарации газожидкостной смеси. Соединение газоотводящей трубкой межтрубного пространства с осевой частью потока способствует попаданию капельной жидкости в газожидкостной поток. При появлении газожидкостных пробок при таком конструктивном исполнении сепаратора не будет обеспечена сепарация ГЖС.The disadvantage of the separator is that the cutter creates additional hydraulic resistance to the movement of the gas stream, and the insignificant length of the swirler and the large angle of the blades do not provide effective swirling of the high-speed flow, which reduces the efficiency of separation of the gas-liquid mixture. The connection of the annulus of the annulus with the axial part of the flow contributes to the drip fluid entering the gas-liquid flow. If gas-liquid plugs appear with such a design of the separator, GHS separation will not be ensured.
Наиболее близким к заявляемому является сепаратор, включающий цилиндрический корпус с коаксиально установленной внутри корпуса трубой, на стенке которой выполнены тангенциальные щели и кольцевая щель, аксиальный завихритель, патрубки ввода газожидкостной смеси, вывода газа и отвода жидкости из межтрубного пространства, при этом завихритель выполнен в виде плоского винтового закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока газожидкостной смеси, и закреплена на втулке, снабженной торцевыми конусными обтекателями, при этом перед завихрителем размещен диспергатор жидкостных пробок, выполненный в виде пристенных спиральных пластин, а в концевой части трубы выполнены продольные щели [Решение о выдаче патента по заявке №2003110367/12 от 10.04.2003 г.].Closest to the claimed one is a separator comprising a cylindrical body with a pipe coaxially mounted inside the body, on the wall of which there are tangential slots and an annular gap, an axial swirler, nozzles for introducing a gas-liquid mixture, gas outlet and liquid outlet from the annulus, while the swirl is made in the form a flat screw twisting device, the screw surface of which is made with a variable pitch, decreasing in the axial direction of the gas-liquid mixture flow, and fixed Lena on the sleeve, equipped with end conical fairings, while in front of the swirl is placed a disperser of liquid plugs made in the form of wall spiral plates, and longitudinal slots are made in the end part of the pipe [Decision on the grant of a patent according to application No. 2003110367/12 of 04/10/2003. ].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, можно отнести недостаточно высокую эффективность сепарации и высокое гидравлическое сопротивление за счет быстрого прохождения потока ГЖС через сепаратор.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below include insufficiently high separation efficiency and high hydraulic resistance due to the rapid passage of the GHS flow through the separator.
Задача изобретения - снижение гидравлического сопротивления при сепарации газожидкостной смеси.The objective of the invention is the reduction of hydraulic resistance during the separation of the gas-liquid mixture.
Технический результат - повышение эффективности сепарации газожидкостной смеси.EFFECT: increased efficiency of gas-liquid mixture separation.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном сепараторе, включающем цилиндрический корпус с коаксиально установленными внутри корпуса входной и выходной трубами, патрубок ввода газожидкостной смеси, патрубок отвода жидкости из межтрубного пространства, завихритель, размещенный во входной трубе, винтовая поверхность которого выполнена с перемененным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока газожидкостной смеси, и закреплена на втулке, размещенный на патрубке ввода газожидкостной смеси диспергатор жидкостных пробок, выполненный в виде пристенных спиральных пластин, особенность заключается в том, что диспергатор размещен в начале патрубка ввода газожидкостной смеси, переходящего в камеру расширения с диффузором и конфузором, начало и конец входной трубы выполнены коноидальными, а начало этой трубы размещено в конфузоре камеры расширения, между входной и выходной трубами установлена промежуточная труба, разделенная от входной трубы кольцевой щелью, на стенке которой выполнены последовательно расположенные тангенциальные, продольные и кольцевая щели, вокруг этих щелей размещены стабилизаторы, выполненные в виде коаксиальных труб, кроме того, камера внутреннего стабилизатора соединена трубкой, проходящей по межтрубному пространству, со входом втулки завихрителя, конец втулки выполнен в виде усеченного конуса, патрубки отвода жидкости установлены в камере расширения и за камерой расширения, причем конец патрубка отвода жидкости из камеры расширения направлен на торец емкости для сбора жидкости и установлен выше уровня жидкости в емкости, а другой патрубок погружен в жидкость.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known separator comprising a cylindrical body with inlet and outlet pipes coaxially installed inside the body, a gas-liquid mixture inlet pipe, a liquid outlet pipe from the annulus, a swirl arranged in the inlet pipe, the screw surface of which is made with a variable pitch, decreasing in the axial direction of the gas-liquid mixture flow, and fixed on the sleeve, located on the gas-liquid inlet pipe of a liquid mixture, the disperser of liquid plugs made in the form of wall spiral plates, the peculiarity is that the dispersant is placed at the beginning of the inlet of the gas-liquid mixture passing into the expansion chamber with a diffuser and a confuser, the beginning and end of the inlet pipe are conoidal, and the beginning of this pipe is placed in the confuser of the expansion chamber, between the inlet and outlet pipes, an intermediate pipe is installed, separated from the inlet pipe by an annular gap, on the wall of which are arranged in series tangential, longitudinal and annular slots, stabilizers made in the form of coaxial pipes are placed around these slots, in addition, the chamber of the internal stabilizer is connected by a tube passing through the annulus to the inlet of the swirler sleeve, the end of the sleeve is made in the form of a truncated cone, the liquid outlet pipes are installed in the expansion chamber and behind the expansion chamber, the end of the branch pipe of the fluid outlet from the expansion chamber is directed to the end of the container for collecting liquid and is installed above the liquid level in the tank and the other pipe is immersed in liquid.
Внутренний стабилизатор представляет полую трубу, охватывающую промежуточную и выходные трубы и заглушенную с обеих концов, а внешний стабилизатор представляет полую трубу, охватывающую часть поверхности внутреннего стабилизатора.The internal stabilizer is a hollow pipe covering the intermediate and outlet pipes and plugged at both ends, and the external stabilizer is a hollow pipe covering part of the surface of the internal stabilizer.
Размещение камеры расширения между диспергатором и завихрителем позволяет, используя одновременно действие центробежной силы на поток и силы тяжести капель, отделить жидкость от газа за счет резкого снижения скорости и увеличения времени прохождения потока ГЖС через сепаратор. Тем самым обеспечивается повышение эффективности сепарации и снижение гидравлического сопротивления.Placing the expansion chamber between the dispersant and the swirl allows, using the action of centrifugal force on the flow and gravity of the droplets, to separate the liquid from the gas due to a sharp decrease in speed and increase in the passage time of the GHS flow through the separator. This ensures an increase in separation efficiency and a decrease in hydraulic resistance.
Выполнение начала и конца входной трубы коноидальными и размещение начала этой трубы в конфузоре камеры расширения обеспечиват наибольшую пропускную способность потока, препятствует попаданию жидкости во входную трубу, тем самым обеспечивается очистка газа от жидкости.Performing the beginning and end of the inlet pipe conoidal and placing the beginning of this pipe in the confuser of the expansion chamber will provide the greatest flow throughput, prevent liquid from entering the inlet pipe, thereby cleaning the gas from the liquid.
Выполнение в стенке промежуточной трубы последовательно расположенных щелей способствует дальнейшему доотбору оставшейся жидкости, т.к. процесс оседания капель жидкости на стенку трубы сохраняется вследствие продолжающегося закручивающего действия потока.The execution of sequentially located slots in the wall of the intermediate pipe contributes to the further selection of the remaining liquid, since the process of sedimentation of liquid droplets on the pipe wall is maintained due to the continuing twisting action of the flow.
Стабилизаторы, установленные вокруг последовательно расположенных тангенциальных, продольных и кольцевых щелей, способствуют снижению туманообразования и \вторичного\ уноса капель из пространства вокруг этих щелей, ламинарному стеканию их с внутренней поверхности стабилизатора.Stabilizers installed around sequentially located tangential, longitudinal and annular slots, reduce fogging and \ secondary \ entrainment of droplets from the space around these slots, their laminar draining from the inner surface of the stabilizer.
Возврат отсепарированной жидкости из камеры внутреннего стабилизатора во входное отверстие втулки обеспечивает закручивание газожидкостного потока и отбрасывание его на внутреннюю поверхность входной трубы, т.е. поток подвергается дополнительной сепарации.The return of the separated liquid from the chamber of the internal stabilizer into the inlet of the sleeve ensures the twisting of the gas-liquid flow and discarding it onto the inner surface of the inlet pipe, i.e. the stream is subjected to additional separation.
Сепаратор (фиг.) содержит цилиндрический корпус 1 с коаксиально установленными внутри корпуса 1 входной 2 и выходной 3 трубами, патрубок ввода газожидкостной смеси 4, завихритель 5, размещенный во входной трубе 2, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока газожидкостной смеси и закреплена на втулке 6. Диспергатор 7 жидкостных пробок, выполненный в виде пристенных спиральных пластин, размещен в начале входного патрубка 4, переходящего в камеру расширения 8 с диффузором 9 и конфузором 10. Начало и конец входной трубы 2 выполнены коноидальными, а начало этой трубы размещено в конфузоре 10 камеры расширения 8. Между входной 2 и выходной 3 трубами установлена промежуточная труба 11, разделенная от входной трубы 2 кольцевой щелью 12. В стенке промежуточной трубы 11 выполнены последовательно расположенные тангенциальные 13, продольные 14 и кольцевая 15 щели. Вокруг этих щелей размещены стабилизаторы 16 и 17, выполненные в виде коаксиальных труб. Камера внутреннего стабилизатора 16 соединена трубкой 18, проходящей по межтрубному пространству, со входом втулки 6 завихрителя 5, конец втулки 6 выполнен в виде усеченного конуса 19. В камере расширения 8 и за ней размещены патрубки отвода жидкости 20 и 21, причем конец патрубка отвода жидкости 20 из камеры расширения 8 направлен на торец емкости для сбора жидкости 22, а другой патрубок 21 погружен в жидкость. Внутренний стабилизатор 16 представляет полую трубу, охватывающую промежуточную 11 и выходную трубу 3 и заглушен с обеих концов, а внешний стабилизатор 17 представляет полую трубу, охватывающую часть поверхности внутреннего стабилизатора 16.The separator (Fig.) Contains a cylindrical housing 1 with inlet 2 and outlet 3 pipes coaxially installed inside the housing 1, a gas-liquid mixture inlet pipe 4, a swirler 5 located in the inlet pipe 2, the screw surface of which is made with a variable pitch decreasing in the axial direction of flow gas-liquid mixture and mounted on the sleeve 6. The disperser 7 of the liquid plugs, made in the form of wall spiral plates, is placed at the beginning of the inlet pipe 4, passing into the expansion chamber 8 with a diffuser 9 and a confuser 10. The beginning and the end of the inlet pipe 2 are conoidal, and the beginning of this pipe is placed in the confuser 10 of the expansion chamber 8. An intermediate pipe 11 is installed between the inlet 2 and the output 3 pipes, separated from the inlet pipe 2 by an annular slot 12. In the wall of the intermediate pipe 11, consecutively arranged tangential 13, longitudinal 14 and annular 15 slots. Around these slots are placed stabilizers 16 and 17, made in the form of coaxial pipes. The chamber of the internal stabilizer 16 is connected by a tube 18 passing through the annulus to the input of the sleeve 6 of the swirler 5, the end of the sleeve 6 is made in the form of a truncated cone 19. In the expansion chamber 8 and behind it there are liquid branch pipes 20 and 21, and the end of the liquid branch pipe 20 from the expansion chamber 8 is directed to the end of the container for collecting liquid 22, and the other pipe 21 is immersed in the liquid. The internal stabilizer 16 is a hollow pipe covering the intermediate 11 and the output pipe 3 and is plugged at both ends, and the external stabilizer 17 is a hollow pipe covering a part of the surface of the internal stabilizer 16.
Емкость для сбора жидкости 22 снабжена люком-лазом 23, уровнемерами 24 и 25, патрубком для удаления мехпримесей 26 и патрубком для дренажа отобранной жидкости 27. Патрубок для пропарки межтрубного пространства 28 размещен на входной трубе 2 перед камерой расширения 8. Емкость 22 имеет также патрубок 29 для отвода газа.The tank for collecting liquid 22 is equipped with a manhole 23, level gauges 24 and 25, a pipe for removing mechanical impurities 26 and a pipe for draining the selected fluid 27. A pipe for steaming the annulus 28 is placed on the inlet pipe 2 in front of the expansion chamber 8. The tank 22 also has a pipe 29 for exhaust gas.
Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.
Газожидкостная смесь (ГЖС) поступает в патрубок ввода ГЖС 4, где частично закручивается направляющими пристенными спиральными пластинами диспергатора 7. При этом часть жидкости (в основном в виде крупных капель) отбрасывается к стенке патрубка ввода ГЖС 4. При наличии в газовом потоке жидкостных пробок последние, проходя через диспергатор, диспергируются и за счет действия центробежных сил пробка жидкости разбивается. При этом газ прорывается через образовавшееся в приосевой области отверстие в жидкости и вновь смешивается с жидкостью, образуя гомогенную газожидкостную смесь.The gas-liquid mixture (GHS) enters the inlet of the GHS 4, where it is partially twisted by the guide wall spiral plates of the dispersant 7. In this case, part of the liquid (mainly in the form of large droplets) is discarded to the wall of the GHS inlet 4. In the presence of liquid plugs in the gas stream, the latter passing through the dispersant are dispersed and due to the action of centrifugal forces, the liquid plug breaks. In this case, the gas breaks through the hole in the liquid formed in the axial region and mixes with the liquid again, forming a homogeneous gas-liquid mixture.
В камере расширения 8 жидкость за счет резкого снижения скорости и действия центробежных сил сепарируется на ее стенке, т.е. происходит предварительная гидродинамическая стабилизация потока. Далее поток ГЖС, двигаясь вдоль винтовой поверхности завихрителя 5, по мере уменьшения шага винтовой поверхности в осевом направлении потока, постепенно закручивается. Капли жидкости под действием центробежных сил вращающегося потока сепарируются на стенке входной трубы 2. После достижения пленкой жидкости максимальной толщины жидкость сбрасывается в кольцевую щель 12. Для последующего и окончательного отделения жидкости от газового потока очищаемый газ направляется в промежуточную трубу 11, при прохождении которой остатки жидкости отделяются через тангенциальные 13, продольные 14 и кольцевую 15 щели и попадают в камеру внутреннего стабилизатора 16. Отсепарированная жидкость из этой камеры через трубку 18 отводится во входное отверстие втулки 6 завихрителя 5. Здесь жидкость, истекая из отверстия втулки 5, закручивается потоком ГЖС и отбрасывается на внутреннюю поверхность входной трубы 2.In the expansion chamber 8, the liquid is separated on its wall due to a sharp decrease in the speed and action of centrifugal forces, i.e. preliminary hydrodynamic stabilization of the flow occurs. Further, the GHS flow, moving along the helical surface of the swirler 5, gradually decreases as the pitch of the helical surface in the axial direction of the flow decreases. Drops of liquid under the action of centrifugal forces of a rotating stream are separated on the wall of the inlet pipe 2. After the film reaches the maximum thickness, the liquid is discharged into the annular gap 12. For subsequent and final separation of the liquid from the gas stream, the gas to be cleaned is sent to the intermediate pipe 11, during which the liquid remains separated through tangential 13, longitudinal 14 and annular 15 slots and fall into the chamber of the internal stabilizer 16. The separated liquid from this chamber through the tube 1 8 is discharged into the inlet of the sleeve 6 of the swirler 5. Here, the liquid flowing out of the hole of the sleeve 5 is twisted by the GHS flow and is discarded to the inner surface of the inlet pipe 2.
Стабилизаторы 16 и 17, установленные вокруг щелей 13, 14 и 15, выполненных в стенке промежуточной трубы 11, предотвращают вторичный унос капель в выходную трубу 3.Stabilizers 16 and 17, mounted around the slots 13, 14 and 15, made in the wall of the intermediate pipe 11, prevent secondary entrainment of droplets into the outlet pipe 3.
Очищенный газ удаляется через выходную трубу 3. По мере накопления в межтрубном пространстве асфальтосмолистых веществ, парафиновых углеводородов и мехпримесей. их удаляют паром, подаваемым через патрубок 28. Отобранная жидкость из камеры расширения 8 и межтрубного пространства входной трубы 2 отводится через патрубки 20 и 21 в емкость для сбора жидкости 22. Газ из емкости 22 отводится через патрубок 29.The purified gas is removed through the exhaust pipe 3. As the asphalt-resinous substances, paraffin hydrocarbons and mechanical impurities accumulate in the annulus. they are removed by steam supplied through the nozzle 28. The selected fluid from the expansion chamber 8 and the annulus of the inlet pipe 2 is discharged through the nozzles 20 and 21 into the reservoir for collecting fluid 22. Gas from the reservoir 22 is discharged through the nozzle 29.
Сепаратор промышленно применим, т.к. все узлы и детали его выпускаются промышленностью.The separator is industrially applicable since all components and parts are manufactured by industry.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004106202/15A RU2260467C1 (en) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | Separator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004106202/15A RU2260467C1 (en) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | Separator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004106202A RU2004106202A (en) | 2005-08-10 |
| RU2260467C1 true RU2260467C1 (en) | 2005-09-20 |
Family
ID=35844838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004106202/15A RU2260467C1 (en) | 2004-03-02 | 2004-03-02 | Separator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2260467C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531281C1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-10-20 | Закрытое акционерное общество Научно Техническая Компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ" | Separation unit with in-built gas separator |
| RU2700524C1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-09-17 | Акционерное общество "Трубодеталь" | Device for separation of liquid plugs |
-
2004
- 2004-03-02 RU RU2004106202/15A patent/RU2260467C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2531281C1 (en) * | 2013-04-01 | 2014-10-20 | Закрытое акционерное общество Научно Техническая Компания "МОДУЛЬНЕФТЕГАЗКОМПЛЕКТ" | Separation unit with in-built gas separator |
| RU2700524C1 (en) * | 2019-01-09 | 2019-09-17 | Акционерное общество "Трубодеталь" | Device for separation of liquid plugs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004106202A (en) | 2005-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2627375C2 (en) | Device for cyclone separation of gas-liquid mixture flow into gas-phase fraction and liquid fraction, additionally equipped with special tank | |
| US8105422B2 (en) | Cyclonic liquid degassing separator and method for degassing a fluid mixture | |
| US3641745A (en) | Gas liquid separator | |
| RU2363520C1 (en) | Centrifugal separator for separation of liquid drops from gas flow | |
| NO144010B (en) | GAS-liquid separator. | |
| US8747679B2 (en) | Separation system and method for separating a fluid mixture with this separating system | |
| CA2288239C (en) | Hydrocyclone for separating immiscible fluids and removing suspended solids | |
| CN112755594A (en) | Gas-liquid separator | |
| RU2306966C1 (en) | Gas-liquid separator | |
| US8955691B2 (en) | Spiral ramp hydrocyclone | |
| RU2260467C1 (en) | Separator | |
| WO2002100515A2 (en) | A system for separating an entrained immiscible liquid component from a wet gas stream | |
| CA2345940A1 (en) | Inclined freewater knockout(ifwko) | |
| RU2236888C1 (en) | Separator | |
| RU2596754C1 (en) | Pipe device of preliminary separation | |
| RU2190450C2 (en) | Gas-and-liquid separator | |
| RU61152U1 (en) | SEPARATOR | |
| RU2671733C1 (en) | Device for separation of gas-liquid mixture | |
| RU2379120C1 (en) | Centrifugal return-uniflow separator | |
| RU2766568C1 (en) | Gas-liquid separator | |
| RU2799745C1 (en) | Device for flow separation of multi-component medium | |
| RU2799746C1 (en) | Device for flow separation of multi-component medium | |
| SU912205A1 (en) | Separation unit | |
| SU1289533A1 (en) | Centrifugal separator | |
| RU2418616C1 (en) | Device to separate fluid particles from gas-fluid flow |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180303 |