RU2304015C1

RU2304015C1 - Method of separation of liquid from gas-and-liquid flow in pipe line and multi-stage device for realization of this method

Info

Publication number: RU2304015C1
Application number: RU2006103029/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Бузов (RU); Александр Александрович Бузов; В чеслав Михайлович Максимов (RU); Вячеслав Михайлович Максимов
Original assignee: Институт проблем нефти и газа РАН
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2007-08-10

Abstract

FIELD: separation of liquid from gas-and-liquid flow.

SUBSTANCE: proposed method consists in acceleration of gas-and-liquid flow in tapering passage and taking of liquid film settling on passage wall at the end of passage. Device proposed for realization of this method is made in form of multi-stage taper separator consisting of several stages where liquid is separated from gas-and-liquid flow. Preliminary estimation has demonstrated that three stages of this separator will be sufficient for process. Last stage of multi-stage taper separator is provided with ejector which evacuates gas entrapped by liquid from liquid receiver, thus maintaining the required pressure differential in liquid lines. All lines of separator are provided with adjusting cocks and line draining the liquid receiver is provided with scavenge pump. All electric drives of these units are connected with control measuring unit which is connected in its turn with liquid level sensors provided for liquid receiver, thus making it possible to attain automatic mode of operation of separator. Separator may be controlled manually by indicating the level of liquid in receiver with the aid of graduated tube.

EFFECT: ease of maintenance; reduced radial dimensions; reduced usage of metals.

7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в нефтегазовой промышленности, а также в других областях науки и техники, где имеется необходимость разделять совместно текущие жидкость и газ.The invention can be used in the oil and gas industry, as well as in other fields of science and technology, where there is a need to separate the flowing liquid and gas together.

Наиболее близким к предлагаемому решению является «Способ сепарации жидкости из газожидкостного потока и устройство для его осуществления» (патент №2013108, класс 5 В01D 45/00. Бюл. №10. 1994 г.) В этом изобретении устройство для сепарации жидкости представляет собой сначала сужающийся (конфузорный), а затем расширяющийся (диффузорный) канал с центральным телом и с отборниками жидкой пленки, образующейся на стенках канала вследствие выпадения на нее капель из ядра потока. Отборники жидкой пленки устанавливаются как в конце конфузора (горле канала) на внутренней стенке наружного корпуса и на центральном теле, так и в конце диффузора только на его центральном теле. К недостаткам данного способа следует отнести следующее. Установка двух отборников жидкой пленки в горле сепаратора сильно загромождает сечение, что приведет к существенным гидравлическим потерям, особенно при больших концентрациях жидкой фазы, когда ширина отборников пленки возрастает. Организовать жидкую пленку в диффузорном канале при положительном градиенте давления практически невозможно, и поэтому вторая часть сепаратора работать не будет. Организовать вывод жидкости, отобранной на центральном теле, наружу за пределы сепаратора конструктивно очень сложно, а при эксплуатации сепаратора каналы, выводящие жидкую пленку с центрального тела, могут засоряться, и эти засорения будет сложно ликвидировать.Closest to the proposed solution is "A method of separating liquid from a gas-liquid stream and a device for its implementation" (patent No. 2013108, class 5 B01D 45/00. Bull. No. 10. 1994) In this invention, the device for separating liquid is first tapering (confuser), and then expanding (diffuser) channel with a central body and with selectors of the liquid film formed on the walls of the channel as a result of dropping drops from the core of the stream. Liquid film samplers are installed both at the end of the confuser (channel throat) on the inner wall of the outer casing and on the central body, and at the end of the diffuser only on its central body. The disadvantages of this method include the following. The installation of two liquid film separators in the throat of the separator is very cluttered with the cross section, which will lead to significant hydraulic losses, especially at high concentrations of the liquid phase, when the width of the film separators increases. It is practically impossible to organize a liquid film in the diffuser channel with a positive pressure gradient, and therefore the second part of the separator will not work. It is structurally very difficult to organize the withdrawal of the fluid drawn on the central body outside the separator, and during operation of the separator, the channels that remove the liquid film from the central body can become clogged and these clogs will be difficult to eliminate.

Целью изобретения является повышение эффективности сепарации жидкости и увеличение экономичности самого процесса сепарации.The aim of the invention is to increase the efficiency of liquid separation and increase the efficiency of the separation process.

Поставленная цель достигается тем, что газожидкостный поток из трубопровода попадает в сужающийся канал (конфузор), имеющий конический или иной профиль, и разгоняется в нем. При этом капли жидкости, имеющие большую инерционность, отстают от линий тока газа и выпадают на внутреннюю стенку канала, образуя на ней жидкую пленку. В конце конфузора жидкая пленка отбирается через кольцевую концентрическую щель, образованную внутренней поверхность конфузора и специальным цилиндрическим элементом отборника жидкой пленки. Отобранная жидкость подается в емкость для отстоя жидкости. Дело в том, что, во-первых, жидкая пленка имеет волнистую структуру, и поэтому при ее отборе будет неизбежно отбираться какое-то количество газа. Во-вторых, чтобы гарантированно отобрать всю пленку, ширину щели для ее отбора нужно делать несколько большей, чем сама толщина волнистой пленки. Делать щель для отбора пленки процентов на 30 большей, чем толщина самой волнистой пленки, полезно еще и с той стороны, что около пленки существует очень концентрированный слой капель, и если его отобрать, то коэффициент сепарации значительно повысится.This goal is achieved by the fact that the gas-liquid flow from the pipeline enters the narrowing channel (confuser) having a conical or other profile, and accelerates in it. In this case, liquid droplets having a large inertia lag behind the gas flow lines and fall onto the inner wall of the channel, forming a liquid film on it. At the end of the confuser, a liquid film is drawn through an annular concentric slit formed by the inner surface of the confuser and a special cylindrical element of the liquid film selector. The selected fluid is supplied to the tank for sludge liquid. The fact is that, firstly, the liquid film has a wavy structure, and therefore, during its selection, a certain amount of gas will inevitably be taken. Secondly, in order to guarantee the entire film is taken away, the width of the slit for its selection must be made somewhat larger than the thickness of the wavy film itself. To make the slit for selecting a film of percent 30 more than the thickness of the wavy film itself is also useful on the other hand, that there is a very concentrated layer of droplets near the film, and if it is removed, the separation coefficient will increase significantly.

Из конфузора оставшаяся газожидкостная смесь поступает в кольцевой диффузор, образованный центральным телом, имеющим с двух сторон коническую форму, и конической поверхностью корпуса диффузора. Капли жидкости вследствие своей инерционности выпадают на поверхность конуса центрального тела, образуя жидкую пленку, которая вследствие положительного градиента давления в диффузоре срывается с поверхности центрального тела и разрывается на капли. Эти капли должны иметь повышенный размер по сравнению с теми каплями, из которых образовалась пленка, так как срыв пленки происходит при пониженных скоростях газа. Таким образом, кольцевой диффузор выполняет одновременно с функцией погашения скорости потока и функцию коагулятора. Кроме того, в кольцевом диффузоре капли получают составляющую скорости, направленную к стенке диффузора, что приведет к улучшению процесса сепарации в следующей ступени сепаратора, о которой будет сказано ниже. После кольцевого диффузора поток попадает в небольшую кольцевую цилиндрическую зону, а затем снова в кольцевой конический диффузор, где его скорость понижается до такой, которая необходима для входа в следующую ступень сепаратора или для входа в трубопровод.From the confuser, the remaining gas-liquid mixture enters the annular diffuser formed by the central body, which has a conical shape on both sides, and the conical surface of the diffuser body. Liquid drops, due to their inertia, fall onto the surface of the cone of the central body, forming a liquid film, which, due to the positive pressure gradient in the diffuser, breaks off the surface of the central body and breaks into drops. These droplets should have a larger size than the droplets from which the film was formed, since the film is torn off at lower gas velocities. Thus, the annular diffuser simultaneously performs the function of suppressing the flow rate and the function of the coagulator. In addition, in the annular diffuser, the droplets receive a velocity component directed to the diffuser wall, which will lead to an improvement in the separation process in the next stage of the separator, which will be discussed below. After the annular diffuser, the flow enters a small annular cylindrical zone, and then again into the annular conical diffuser, where its velocity decreases to that which is necessary to enter the next stage of the separator or to enter the pipeline.

Предварительные прикидки показывают, что в одной ступени сужающегося устройства без центрального тела (далее конического сепаратора) достичь коэффициента сепарации более 60% без существенных потерь полного давления газа практически невозможно, поэтому сепаратор предлагается делать многоступенчатым. Причем каждая ступень сепаратора состоит из конфузора, отборника пленки и диффузора, одинаковых по конструкции для всех ступеней сепаратора и отличающихся, возможно, только шириной щели для отбора пленки.Preliminary estimates show that in one step of a tapering device without a central body (hereinafter referred to as a conical separator) it is practically impossible to achieve a separation coefficient of more than 60% without significant loss of total gas pressure, therefore it is proposed to make the separator multi-stage. Moreover, each stage of the separator consists of a confuser, a film picker and a diffuser, identical in design to all stages of the separator and differing, possibly, only by the width of the slit for film selection.

На фиг.1 представлена принципиальная схема двухступенчатого конического сепаратора. Первая ступень сепаратора состоит из конфузора 2 с фланцами с обеих его сторон. Передним фланцем конфузор крепится к подводящему трубопроводу 1, задним фланцем - к отборнику пленки 3.Figure 1 presents a schematic diagram of a two-stage conical separator. The first stage of the separator consists of a confuser 2 with flanges on both sides. The front flange of the confuser is attached to the inlet pipe 1, the rear flange to the film pick-up 3.

Схема отборника пленки 3 показана на фиг.2. Отборник пленки состоит из цилиндрического корпуса 26 и двух приваренных к нему кольцевых фланцев 27 и 28. В отверстие фланца 28 вварена втулка 29, наружная поверхность которой совместно с внутренней поверхностью концевой цилиндрической проточки конфузора образует кольцевую щель для отбора жидкой пленки (см. фиг.1). Диаметр отверстия в кольцевом фланце 27 несколько больше диаметра концевой цилиндрической проточки конфузора. В корпусе отборника пленки выполнено отверстие, в которое вварен коллектор 30 для сбора отобранной жидкости.A diagram of the film selector 3 is shown in FIG. The film sampler consists of a cylindrical body 26 and two annular flanges 27 and 28 welded to it. A sleeve 29 is welded into the hole of the flange 28, the outer surface of which, together with the inner surface of the end cylindrical groove of the confuser, forms an annular gap for the selection of liquid film (see Fig. 1 ) The diameter of the hole in the annular flange 27 is slightly larger than the diameter of the end cylindrical groove of the confuser. A hole is made in the body of the film selector, into which a collector 30 is welded to collect the selected fluid.

За отборником пленки устанавливается диффузор (см. фиг.1), состоящий из трех частей: переднего диффузора 4, узла центрального тела 5 и заднего диффузора 6. Более подробно схема диффузора представлена на фиг.3. Передний диффузор включает конический корпус 32 и два фланца 31 и 33, приваренных с обеих его сторон. Фланцем 31 передний диффузор крепится к отборнику пленки. Узел центрального тела состоит из цилиндрического корпуса 35, приваренных к нему с двух сторон фланцев 34 и 40 и центрального тела 39, установленного на четырех пилонах 41. Для уменьшения гидравлического сопротивления пилонов их передние и задние кромки заострены. Пилоны 41 вставляются в специальные прорези в центральном теле 39, а с другой стороны привариваются к корпусу 35. Передняя коническая поверхность центрального тела 39 и внутренняя коническая поверхность корпуса 32 образуют передний кольцевой диффузор. Фланцем 34 узел центрального тела крепится к переднему диффузору, а фланцем 40 - к заднему диффузору, который состоит из цилиндрического корпуса 37 и приваренных к нему с двух сторон фланцев 36 и 38. Задний диффузор образуется внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 37 и задней конической поверхностью центрального тела 39.Behind the film selector, a diffuser is installed (see Fig. 1), which consists of three parts: the front diffuser 4, the central body assembly 5 and the rear diffuser 6. A more detailed diagram of the diffuser is shown in Fig. 3. The front diffuser includes a conical body 32 and two flanges 31 and 33, welded on both sides. Flange 31 is used to attach the front diffuser to the film picker. The central body assembly consists of a cylindrical body 35 welded to it on both sides of the flanges 34 and 40 and a central body 39 mounted on four pylons 41. To reduce the hydraulic resistance of the pylons, their front and rear edges are pointed. The pylons 41 are inserted into special slots in the central body 39, and on the other hand are welded to the body 35. The front conical surface of the central body 39 and the inner conical surface of the body 32 form a front annular diffuser. Flange 34, the central body assembly is attached to the front diffuser, and flange 40 to the rear diffuser, which consists of a cylindrical body 37 and flanges 36 and 38 welded to it on both sides. The rear diffuser is formed by the inner cylindrical surface of the body 37 and the rear conical surface of the central body 39.

Для дальнейшего описания схемы двухступенчатого конического сепаратора вновь обратимся к фиг.1. Отборник пленки 3 через его коллектор соединен трубопроводом (магистралью отбора жидкости) 11 с емкостью для сбора жидкости 18. На магистрали отбора жидкости 11 установлен регулирующий кран 12, который предназначен для регулирования гидравлического сопротивления магистрали отбора жидкости с целью уменьшения расхода газа попадающего в емкость 18 вместе с отобранной жидкостью.For further description of the scheme of the two-stage conical separator, we again turn to figure 1. The film selector 3 through its collector is connected by a pipeline (liquid withdrawal line) 11 with a liquid collection tank 18. A control valve 12 is installed on the liquid withdrawal line 11, which is designed to regulate the hydraulic resistance of the liquid withdrawal line in order to reduce the flow rate of gas entering the container 18 together with selected fluid.

Вторая ступень сепаратора также состоит из конфузора 7 и отборника пленки 8, конструкции которых аналогичны конструкциям тех же элементов первой ступени. Жидкость из отборника пленки во второй ступени сепаратора также по трубопроводу (магистрали отбора жидкости) 15 с установленным на нем регулирующим краном 13 подается в емкость 18.The second stage of the separator also consists of a confuser 7 and a film selector 8, the designs of which are similar to the structures of the same elements of the first stage. The liquid from the film picker in the second stage of the separator also through the pipeline (fluid withdrawal line) 15 with a control valve 13 installed on it is fed into the tank 18.

Заканчивается вторая ступень сепаратора эжектором 9. Самый узкий участок эжектора 9, в котором реализуется наименьшее давление в потоке, связан трубопроводом (магистралью отбора газа) 20 с верхней частью емкости для сбора жидкости 18. На магистрали отбора газа 20 установлен регулирующий кран 21, который также выполняет функцию запорного крана, необходимого для проведения профилактических работ. Функция эжектора 9 состоит в том, чтобы откачивать излишний газ из емкости 18 и создавать в ней такое давление, чтобы перепада давления на магистралях отбора жидкости 11 и 15 было достаточно для прокачки жидкости и газа из отборников жидкой пленки 3 и 8. Задний фланец эжектора 9 подсоединяется к продолжению трубопровода 10.The second stage of the separator ends with an ejector 9. The narrowest section of the ejector 9, in which the lowest pressure in the flow is realized, is connected by a pipeline (gas extraction line) 20 to the upper part of the liquid collection tank 18. A control valve 21 is installed on the gas extraction line 20, which also serves as a shut-off valve, necessary for maintenance work. The function of the ejector 9 is to pump out excess gas from the tank 18 and create a pressure in it so that the pressure drop across the fluid sampling lines 11 and 15 is sufficient to pump liquid and gas from the liquid film pickups 3 and 8. The rear flange of the ejector 9 connected to the continuation of the pipeline 10.

Вместо эжектора воздух из емкости 18 можно откачивать компрессором и подавать его в трубопровод 10 за последнюю ступень сепаратора. В этом случае для уменьшения гидравлических потерь последняя ступень сепаратора должна содержать диффузор, такой же, как в первой его ступени.Instead of the ejector, the air from the tank 18 can be pumped out by the compressor and fed into the pipeline 10 for the last stage of the separator. In this case, to reduce hydraulic losses, the last stage of the separator should contain a diffuser, the same as in its first stage.

Емкость для сбора жидкости 18 оборудована поплавковым датчиком 17 с потенциометром, сигнал с которого подается в управляюще-измерительный блок 14 (УИБ), основным элементом которого является компьютер с заданной программой действий. Назначение поплавкового датчика 17 - поддерживать постоянный уровень жидкости в емкости. Одновременно с поплавковым датчиком на емкость 18 можно установить емкостные или иные датчики 16, протарированные на определение плотности газа и жидкости в объеме. Установка емкостных датчиков, определяющих плотность газа и жидкости, наряду с дополнительным контролем уровня жидкости в емкости для ее сбора, позволит определить состав отбираемой жидкости по фракциям. Прозрачная градуированная трубка 19, соединенная с емкостью 18, как показано на фиг.1, позволяет визуально контролировать уровень жидкости в ней, а также эта градуированная трубка может быть использована для тарировки как поплавкового датчика 17, так и емкостных датчиков 16.The liquid collection tank 18 is equipped with a float sensor 17 with a potentiometer, the signal from which is supplied to the control and measuring unit 14 (PIB), the main element of which is a computer with a given program of action. The purpose of the float sensor 17 is to maintain a constant liquid level in the tank. Simultaneously with the float sensor, capacitive or other sensors 16 can be installed on the container 18, which are tared to determine the density of gas and liquid in the volume. The installation of capacitive sensors that determine the density of gas and liquid, along with additional control of the liquid level in the tank for its collection, will determine the composition of the selected fluid by fractions. A transparent graduated tube 19 connected to a container 18, as shown in FIG. 1, allows you to visually control the liquid level in it, and this graduated tube can be used to calibrate both the float sensor 17 and the capacitive sensors 16.

Из емкости 18 жидкость через регулирующий кран 22, который является одновременно и запорным краном, подается насосом 24 к потребителю, если это конденсат, или на слив, если это вода. В магистрали слива установлен расходомер 23 турбинного или иного типа, показания с которого одновременно идут на управляюще-измерительный блок 14 и на милливольтметр 25. По показаниям расходомера 23 при постоянном уровне жидкости в емкости 18 контролируется расход отбираемой в сепараторе жидкости.From the tank 18, the liquid through the control valve 22, which is also a shut-off valve, is pumped 24 to the consumer, if it is condensate, or to the drain, if it is water. A turbine or other type flow meter 23 is installed in the drain line, the readings from which simultaneously go to the control and measuring unit 14 and to the millivoltmeter 25. According to the readings of the flow meter 23, at a constant liquid level in the tank 18, the flow rate of the liquid taken in the separator is controlled.

Все электроприводы кранов 12, 13, 21 и 22 связаны с управляюще-измерительным блоком 14, эти связи на фиг.1 не показаны.All electric valves of the cranes 12, 13, 21 and 22 are connected with the control and measuring unit 14, these connections are not shown in figure 1.

Здесь был рассмотрен двухступенчатый конический сепаратор, однако его конструкция такова, что перед первой ступенью сепаратора можно установить одну или две новые ступени. Новые ступени можно установить и между первой и второй ступенью сепаратора. Естественно, у новых ступеней сепаратора должны быть свои магистрали отбора жидкости, соединенные с емкостью 18. Предварительные прикидки показывают, что для проведения эффективного процесса сепарации в коническом сепараторе достаточно иметь в нем три ступени.A two-stage conical separator was considered here, but its design is such that one or two new stages can be installed in front of the first stage of the separator. New stages can be installed between the first and second stage of the separator. Naturally, the new stages of the separator should have their own liquid sampling lines connected to the capacity 18. Preliminary estimates show that for carrying out an effective separation process in a conical separator it is enough to have three stages in it.

Конический сепаратор может работать как в ручном, так и автоматическом режиме управления. Порядок запуска конического сепаратора следующий. Первоначально регулирующие краны 12 и 13 на магистралях отбора жидкости полностью открываются, также полностью открывается кран 21 на магистрали откачки газа из емкости 18. Кран 22, находящийся на магистрали слива жидкости из емкости 18, при этом должен быть полностью закрыт. Емкость 18 начнет заполняться, и когда жидкость в ней достигнет определенной отметки, то в режиме автоматического управления или с потенциометра поплавкового датчика 17 или с емкостных датчиков 16 в управляюще-измерительный блок 14 поступит сигнал, по которому управляюще-измерительный блок откроет кран 22 на магистрали слива и запустит насос 24. Обеспечение уровня жидкости в емкости 18 на постоянной отметке может осуществляться или за счет изменения положения задвижки регулирующего крана 22 при постоянных оборотах привода насоса 24 или при полностью открытом кране 22 за счет изменения производительности насоса 24 путем изменения оборотов его электропривода. Обе эти регулировки должны осуществляться с управляюще-измерительного блока 14. Второй способ регулировки более предпочтителен, так как совмещать регулирующую и запорную функцию в кране достаточно сложно, и, кроме того, второй способ обладает меньшей инертностью по восстановлению уровня жидкости.The conical separator can operate both in manual and automatic control mode. The order of starting the conical separator is as follows. Initially, the control valves 12 and 13 on the liquid selection lines are fully open, and the valve 21 on the gas pumping line from the vessel 18 is also fully open. The valve 22 located on the liquid discharge line from the tank 18 should be completely closed. The tank 18 will begin to fill, and when the liquid in it reaches a certain mark, then in the automatic control mode either from the potentiometer of the float sensor 17 or from the capacitive sensors 16, a signal will be sent to the control and measuring unit 14, through which the control and measuring unit will open the valve 22 on the line drain and start the pump 24. Providing a liquid level in the tank 18 at a constant mark can be carried out either by changing the position of the valve of the control valve 22 at constant revolutions of the drive of the pump 24 or at full open crane 22 by changing the performance of the pump 24 by changing the revolutions of its electric drive. Both of these adjustments should be carried out from the control and measuring unit 14. The second adjustment method is more preferable, since it is quite difficult to combine the regulating and locking function in the tap, and, in addition, the second method has less inertia to restore the liquid level.

После того как уровень жидкости в емкости 18 установится на определенной отметке или будет колебаться около нее в небольших пределах, необходимо начать прикрывать кран 21 на магистрали откачки газа из емкости 18. Это необходимо сделать потому, что располагаемый перепад давления на магистралях отбора жидкости 11 и 15 может быть настолько большим, что будет отсасываться газ из ядра потока. Кран 21 необходимо прикрывать до тех пор, пока уровень жидкости в емкости 18 не начнет уменьшаться, что будет говорить о том, что располагаемого перепада давления на магистралях отбора жидкости недостаточно. Тогда кран 21 необходимо приоткрыть до восстановления прежнего положения уровня жидкости. Все операции с закрытием и открытием крана 21 должны осуществляться измерительно-вычислительным блоком по специальной программе, заложенной в ней.After the liquid level in the tank 18 is established at a certain mark or will fluctuate around it within small limits, it is necessary to start closing the valve 21 on the gas pumping line from the tank 18. This is necessary because the available pressure drop on the liquid sampling lines 11 and 15 can be so large that gas will be sucked out of the flow core. The valve 21 must be closed until the liquid level in the tank 18 begins to decrease, which will indicate that the available differential pressure on the liquid sampling lines is not enough. Then the valve 21 must be opened until the previous position of the liquid level is restored. All operations with the closing and opening of the crane 21 should be carried out by the measuring and computing unit according to a special program incorporated in it.

После того как в магистралях отбора жидкости установится необходимый перепад давления и задвижка крана 21 остановится в каком-то положении или будет колебаться относительно него в некотором небольшом интервале, начинается по описанной выше схеме последовательная установка положения задвижек кранов 12 и 13 на магистралях отбора жидкости 11 и 15. Дело в том, что магистрали отбора жидкости 11 и 15 могут иметь различные гидравлические сопротивления, и для какой-то из них располагаемый перепад давления будет излишен, а значит, в эту магистраль будет засасываться газ из ядра потока. Установка положения задвижек кранов 12 и 13 должна также осуществляться вычислительно-измерительным блоком по специально разработанной программе.After the necessary pressure drop is established in the fluid lines and the valve of the valve 21 stops in a certain position or fluctuates with respect to it in a certain small interval, sequential positioning of the valves of the valves 12 and 13 on the liquid lines 11 and starts as described above 15. The fact is that the fluid sampling lines 11 and 15 can have different hydraulic resistances, and for some of them the available differential pressure will be unnecessary, which means that there will be gas is sucked in from the core of the stream. Setting the position of the valves of the valves 12 and 13 should also be carried out by the computing and measuring unit according to a specially developed program.

Все задвижки кранов 12, 13, 21, 23 и насос 24 имеют связь с управляюще-измерительным блоком 14, которая на фиг.1 не показана, и по показаниям датчиков, регулирующих уровень жидкости в емкости 18, в УИБ вырабатывается сигнал, который подается на тот или иной кран с целью прикрытия или открытия его проходного сечения.All valves of the valves 12, 13, 21, 23 and the pump 24 are connected to the control and measuring unit 14, which is not shown in Fig. 1, and according to the readings of the sensors that regulate the liquid level in the tank 18, a signal is generated in the UIB, which is fed to one or another crane for the purpose of covering or opening its passage section.

При разработке всех программ регулировки уровня жидкости в емкости 18 следует учесть, что при значительном отклонении уровня жидкости в емкости 18 от определенной отметки, которое может произойти из-за изменения параметров газожидкостного потока в подводящем трубопроводе, сначала нужно восстановить этот уровень за счет регулировки в магистрали слива, а затем уже снова отрегулировать гидравлическое сопротивление магистралей 20, 11, 15 с помощью кранов 21, 12 и 13.When developing all programs for adjusting the liquid level in the tank 18, it should be taken into account that with a significant deviation of the liquid level in the tank 18 from a certain mark, which may occur due to a change in the parameters of the gas-liquid flow in the supply pipe, first you need to restore this level by adjusting the line drain, and then again adjust the hydraulic resistance of the lines 20, 11, 15 using cranes 21, 12 and 13.

Все перечисленные выше регулировки, предназначенные для нормального функционирования всех ступеней конического сепаратора, можно проделать и вручную, при этом положение уровня жидкости в емкости 18 следует определять по градуированной прозрачной трубке 19.All the above adjustments, designed for the normal functioning of all stages of the conical separator, can also be done manually, while the position of the liquid level in the tank 18 should be determined by a graduated transparent tube 19.

При увеличении количества ступеней конического сепаратора все регулировки его работы ведутся по описанной выше схеме, только добавляются дополнительные регулировки на новых магистралях отбора жидкости.With an increase in the number of stages of the conical separator, all adjustments to its operation are carried out according to the scheme described above, only additional adjustments are added to the new fluid selection lines.

Экономичность многоступенчатого конического сепаратора подтверждается простотой его изготовления и обслуживания, его малыми радиальными габаритами, сравнимыми с габаритами подводящего трубопровода, а следовательно, небольшой металлоемкостью. Подбором числа ступеней конического сепаратора можно всегда достигнуть желаемой эффективности процесса сепарации. Многоступенчатый конический сепаратор может работать при больших концентрациях жидкости в потоке, вплоть до сохранения режима дисперсно-кольцевого течения.The cost-effectiveness of a multi-stage conical separator is confirmed by the simplicity of its manufacture and maintenance, its small radial dimensions, comparable to the dimensions of the supply pipe, and therefore, low metal consumption. By selecting the number of stages of the conical separator, the desired efficiency of the separation process can always be achieved. A multi-stage conical separator can operate at high concentrations of liquid in the flow, up to maintaining the dispersion-ring flow regime.

Claims

1. A device for separating liquid from a gas-liquid stream, including several stages of the same design, in each of which a liquid is released, characterized in that each stage consists of the following elements: a conical channel, on the inner surface of which a liquid film is formed, a film selector which, with its protruding inner sleeve, forms an annular concentric gap between it and the cylindrical groove in the final section of the conical channel, and through this gap A selection of a liquid film, a two-stage diffuser is made to reduce the flow rate at the entrance to the next stage of the conical separator, which includes a front annular diffuser formed by the inner conical surface of the diffuser body and a front conical surface of the central body installed between the stages of the diffusers, and a rear annular diffuser formed the inner cylindrical surface of the diffuser body and the rear conical surface of the central body.

2. The device according to claim 1, characterized in that it includes the liquid sampling lines with control valves installed on them, these lines connect the liquid film collectors with a container for collecting it, which is equipped with a float level sensor, capacitive sensors, calibrated to determine the density gas and liquid in the volume, and on the drain line of the tank there is a control valve, which is both a shut-off valve and a pump out.

3. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a stage, which is the last and made in the form of a conical channel, a film selector and an ejector, which is connected by a pipe with a control valve installed on it to a container for collecting liquid and pumps gas out of it, falling into the container together with the sampled liquid, and thereby creates the necessary pressure drop for supplying the sampled liquid from the film picker to the container for collecting it.

4. The device according to claim 2, characterized in that due to the installation on the tank for collecting liquid capacitive sensors, tared to determine the density of gas and liquid in the volume, it is possible to determine the composition of the selected liquid by fractions.

5. The device according to claim 1, characterized in that all the sensors in the device, all the electric valves and the pump are connected to the control and measuring unit, which allows automatic output or the mode of stable operation of the separator and also automatically maintain it.

6. The device according to claim 1, characterized in that the liquid collecting container is connected to a transparent graduated tube, by which it is possible to determine the liquid level in the container, which allows you to control the operation of the conical separator in manual mode.

7. A method of separating liquid from a gas-liquid stream, which consists in the fact that the gas-liquid stream is dispersed in a tapering conical channel and the liquid film deposited on the channel wall is selected at the end of the channel, characterized in that it is carried out in the device according to any one of claims 1 to 6.