RU2347602C1 - Combined separator of three-phase mixes - Google Patents
Combined separator of three-phase mixes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2347602C1 RU2347602C1 RU2007134648/15A RU2007134648A RU2347602C1 RU 2347602 C1 RU2347602 C1 RU 2347602C1 RU 2007134648/15 A RU2007134648/15 A RU 2007134648/15A RU 2007134648 A RU2007134648 A RU 2007134648A RU 2347602 C1 RU2347602 C1 RU 2347602C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- phase
- intake
- mixture
- mix
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химико-технологической аппаратуре, предназначенной для разделения гетерогенных жидкогазовых и трехфазных смесей при добыче и подготовке сырья в нефтегазовой отрасли промышленности, а также в других отраслях для решения сходных задач.The invention relates to chemical-technological equipment intended for the separation of heterogeneous liquid-gas and three-phase mixtures in the extraction and preparation of raw materials in the oil and gas industry, as well as in other industries for solving similar problems.
Известен трехфазный сепаратор комбинированной конструкции [1], содержащий емкость с патрубком входа смеси, блок трубчатых тонкослойных элементов (коалесцирующие фильтр-патроны), направляющие пластины, патрубок выхода газа с каплеотбойником, дырчатый лист с отбортовкой, патрубок выхода тяжелой жидкости, патрубок выхода легкой жидкости.Known three-phase separator of combined design [1], containing a container with a mixture inlet pipe, a block of tubular thin-layer elements (coalescing filter cartridges), guide plates, a gas outlet pipe with a droplet eliminator, a flanged hole sheet, a heavy liquid outlet pipe, a light liquid outlet pipe .
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство для разделения смесей с различной плотностью [2], содержащее емкость с патрубками ввода смеси и вывода разделенных фаз, снабженную вертикальными продольными перегородками, которые своими верхними кромками не доходят до стенок емкости и образуют приемную камеру, отстойную зону и камеру сбора легкой фазы, причем верхняя кромка перегородки приемной камеры расположена выше кромки перегородки камеры сбора легкой фазы.Closest to the claimed invention is a device for separating mixtures with different densities [2], containing a container with nozzles for introducing the mixture and outputting the separated phases, equipped with vertical longitudinal partitions, which do not reach the walls of the container with their upper edges and form a receiving chamber, settling zone and a light phase collection chamber, the upper edge of the partition wall of the receiving chamber being located above the edge of the partition wall of the light phase collection chamber.
Данные аппараты не полностью удовлетворяют высоким требованиям по глубине разделения трехфазной смеси и сбору ее компонентов без существенных потерь в условиях значительной концентрации дисперсной фазы, большой газонасыщенности раствора и наличии в нем большого количества механических примесей и требуемой производительности.These devices do not fully meet the high requirements for the depth of separation of a three-phase mixture and the collection of its components without significant losses under conditions of a significant concentration of the dispersed phase, high gas saturation of the solution and the presence of a large amount of mechanical impurities and the required performance.
Изобретение решает задачу повышения производительности и качества разделения трехфазных смесей.The invention solves the problem of increasing the productivity and quality of the separation of three-phase mixtures.
Поставленная задача решается тем, что комбинированный разделитель трехфазных смесей, содержащий емкость с патрубками ввода смеси и вывода разделенных фаз, снабженную поперечными перегородками, верхние кромки которых не доходят до стенок емкости, образующими приемную камеру, камеры сбора тяжелой и легкой фаз, согласно изобретению емкость снабжена поперечными перегородками, образующими дополнительно теплообменную камеру, в которой расположен трубный пучок с горизонтальным поперечным расположением труб, и камеру гравитационного разделения, на входе и выходе которой размещены полочные тонкослойные блоки.The problem is solved in that the combined separator of three-phase mixtures containing a container with nozzles for introducing the mixture and output of the separated phases, equipped with transverse partitions, the upper edges of which do not reach the walls of the vessel forming the receiving chamber, the collection chamber for heavy and light phases, according to the invention, the tank is equipped transverse partitions, which additionally form a heat exchange chamber in which a tube bundle with a horizontal transverse arrangement of pipes is located, and a gravitational chamber a line, at the input and output of which shelving thin-layer blocks are placed.
В приемной камере за счет гашения кинетической энергии входящего потока смеси происходит первичное отделение газа от жидкости в результате удара жидкогазовой смеси (ЖГС) о препятствие, кроме того, происходит очистка ее от крупных частиц механической примеси и выравнивание скоростей потока с гашением гидродинамических возмущений в объеме жидкости.In the receiving chamber, due to the suppression of the kinetic energy of the incoming flow of the mixture, the gas is initially separated from the liquid as a result of the impact of the liquid-gas mixture (GHS) against an obstacle, in addition, it is cleaned of large particles of mechanical impurity and the flow velocities are equalized to absorb hydrodynamic disturbances in the liquid volume .
В теплообменной камере происходит подогрев смеси, в результате чего снижается ее вязкость, что способствует интенсификации процесса разделения. Подогрев смеси в отдельной камере позволяет повысить интенсивность теплообмена, а также исключает температурный градиент в камере гравитационного разделения и возникновение в ней термогравитационной конвекции, ухудшающей условия осаждения.The mixture is heated in the heat exchange chamber, as a result of which its viscosity decreases, which contributes to the intensification of the separation process. Heating the mixture in a separate chamber allows increasing the heat transfer intensity, and also eliminates the temperature gradient in the gravitational separation chamber and the occurrence of thermogravitational convection in it, worsening the deposition conditions.
Камера гравитационного разделения обеспечивает гравитационное разделение смеси с образованием границы раздела. В передней ее части установлен горизонтальный пластинчато-тонкослойный блок, который в результате высокоэффективного осаждения тяжелой фазы снижает возможность возникновения донных течений в зоне отстоя и, кроме того, выполняя функцию маточника, выравнивает поле скоростей потока смеси и его ламинаризацию. На выходе из камеры гравитационного разделения установлен нисходящий тонкослойный блок. Он собран из пластин, изготовленных из материала с низкоэнергетической поверхностью (термо- и химустойчивый пластик, например полипропилен). Установка тонкослойного блока на выходе из камеры гравитационного разделения улучшает эффективность работы разделителя и обеспечивает организованный выход из камеры тяжелой жидкости, что исключает возникновение возмущений в ее объеме, прилегающем к месту выхода. На днище камеры установлены две придонные перегородки, исключающие возникновение придонных течений.The gravitational separation chamber provides gravitational separation of the mixture with the formation of the interface. In its front part, a horizontal plate-thin-layer block is installed, which, as a result of highly efficient deposition of the heavy phase, reduces the possibility of bottom flows in the sludge zone and, in addition, acting as a mother liquor, evens out the velocity field of the mixture flow and its laminarization. At the exit from the gravitational separation chamber, a descending thin-layer block is installed. It is assembled from plates made of a material with a low-energy surface (heat- and chemical-resistant plastic, for example polypropylene). The installation of a thin-layer block at the outlet of the gravitational separation chamber improves the efficiency of the separator and ensures an organized exit of the heavy fluid from the chamber, which eliminates the occurrence of disturbances in its volume adjacent to the exit point. Two bottom partitions are installed on the bottom of the chamber, eliminating the occurrence of bottom currents.
Камера сбора тяжелой жидкости ограждает входную полость патрубка выхода тяжелой жидкости, в которой происходит формирование вытекающего через патрубок потока, связанного с изменением поля скоростей течения жидкости в объеме, прилегающем к патрубку, приводящему к возникновению возмущений.The heavy fluid collection chamber encloses the inlet cavity of the heavy fluid outlet pipe, in which a stream flowing through the pipe is formed, which is associated with a change in the velocity field of the fluid flow in the volume adjacent to the pipe, causing disturbances.
Камера сбора легкой жидкости отделена от камеры гравитационного разделения перегородкой, верхняя кромка которой ниже уровня жидкости в камере гравитационного разделения на расчетную величину. Легкая жидкость перетекает через переливную перегородку в камеру сбора, откуда выводится через патрубок выхода легкой жидкости.The light fluid collection chamber is separated from the gravitational separation chamber by a partition, the upper edge of which is lower than the liquid level in the gravitational separation chamber by an estimated value. Light fluid flows through the overflow baffle to the collection chamber, from where it is discharged through the light fluid outlet pipe.
Все камеры аппарата соединены с верхней свободной полостью емкости, которая является сборником отходящих газов. Отходящие газы выходят через каплеотбойник в патрубок выхода газа.All cameras of the device are connected to the upper free cavity of the tank, which is a collection of exhaust gases. Exhaust gases exit through a drop eliminator to the gas outlet pipe.
На фиг.1 изображена схема комбинированного разделителя трехфазных смесей; на фиг.2 - конструкция жалюзийного насадка; на фиг.3 - схема компоновки трубного пучка теплообменника; на фиг.4 показан элемент конструкции горизонтального пластинчато-тонкослойного блока.Figure 1 shows a diagram of a combined separator of three-phase mixtures; figure 2 - design of the louvered nozzle; figure 3 - layout of the tube bundle of the heat exchanger; figure 4 shows the structural element of the horizontal plate-thin block.
Комбинированный разделитель трехфазных смесей содержит входной патрубок 1, приемную камеру 2, отвод 3, жалюзийный насадок 4, переднюю перегородку 5, теплообменную камеру 6, среднюю перегородку 7, заднюю перегородку 8, цилиндрическую крышку 9, трубный пучок 10, выравнивающую решетку 11, камеру гравитационного разделения 12, горизонтальный пластинчатый блок 13, цилиндрический отстойник 14 с предполагаемой границей раздела фаз 15, переливную перегородку 16, камеру сбора легкой фазы 17, переливную планку 18, нисходящий тонкослойный блок 19, камеру сбора тяжелой фазы 20 и придонные перегородки 21.The combined separator of three-phase mixtures contains an inlet pipe 1, a receiving chamber 2, a branch 3, a louvre nozzle 4, a front partition 5, a heat exchange chamber 6, a middle partition 7, a rear partition 8, a cylindrical cover 9, a
Комбинированный разделитель трехфазных смесей работает следующим образом. Трехфазная смесь поступает через входной патрубок 1 в приемную камеру 2 емкости (см. фиг.1). С помощью отвода 3, приваренного к входному патрубку, поток смеси направляется вниз и проходит через жалюзийный насадок 4. Жалюзийный насадок представлен на фиг.2. Он собран из ряда конусообразных колец, закрепленных на каркасе из четырех пластин-гребенок, жестко связанном с отводом посредством фланцевого соединения. Конусные кольца расположены на границе начального участка затопленной струи, где скорость жидкости по оси остается неизменной и равной начальной скорости потока [3]. Конусные кольца, размещенные с зазором, образуют инерционную решетку жалюзийного типа. При встрече потока смеси с поверхностью конусных колец, наклоненных к оси потока под углом 45°, происходит отражение тяжелых частиц механической примеси в сторону потока, направленного вниз, а более легкая жидкость с газовыми пузырями под действием давления торможения через зазоры между кольцами поднимается вверх приемной камеры. Жидкость из приемной камеры перетекает через верхнюю кромку передней перегородки 5 в теплообменную камеру 6, представляющую собой межтрубное пространство встроенного теплообменника. Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства преодолевается за счет создания повышенного уровня жидкости в приемной камере, что достигается благодаря выступающей над уровнем жидкости средней перегородки 7. Межтрубное пространство встроенного теплообменника ограничивается передней и задней 8 перегородками, нижние кромки которых герметично соединены между собой цилиндрической крышкой 9. Средняя перегородка не доходит своей нижней кромкой до цилиндрической крышки и обеспечивает двухходовое движение смеси через межтрубное пространство под действием перепада давления, возникающего на входе и выходе межтрубного пространства. При движении смесь обтекает трубный пучок 10 с горизонтальным расположением труб, по которым течет горячий теплоноситель (ГТ). Схема компоновки трубного пучка теплообменника представлена на фиг.3. В результате процесса теплообмена происходит нагрев смеси. Нагрев смеси приводит к изменению ее физико-химической характеристики, что положительно влияет на процесс разделения эмульсии и способствует газоотделению на выходе из теплообменной камеры.Combined separator three-phase mixtures works as follows. The three-phase mixture enters through the inlet pipe 1 into the receiving chamber 2 of the tank (see figure 1). Using the outlet 3, welded to the inlet pipe, the flow of the mixture is directed downward and passes through the louvered nozzles 4. The louvered nozzles are presented in figure 2. It is assembled from a series of cone-shaped rings mounted on a frame of four comb plates, rigidly connected to the outlet by means of a flange connection. Cone rings are located on the boundary of the initial section of the flooded stream, where the fluid velocity along the axis remains unchanged and equal to the initial flow rate [3]. Cone rings placed with a gap form an inertial grating of a louvre type. When the flow of the mixture meets the surface of the conical rings inclined to the flow axis at an angle of 45 °, heavy particles of mechanical impurity are reflected in the direction of the downward flow, and a lighter liquid with gas bubbles under the pressure of braking through the gaps between the rings rises up the receiving chamber . The fluid from the receiving chamber flows through the upper edge of the front partition 5 into the heat exchange chamber 6, which is the annular space of the built-in heat exchanger. The hydraulic resistance of the annular space is overcome by creating an increased liquid level in the receiving chamber, which is achieved due to the middle partition protruding above the liquid level 7. The annular space of the built-in heat exchanger is limited by the front and rear 8 partitions, the lower edges of which are hermetically connected to each other by a cylindrical cover 9. The middle partition does not reach its cylindrical cap with its lower edge and provides two-way movement of the mixture through the annulus the space under the action of a pressure differential arising at the inlet and outlet of the annulus. When moving, the mixture flows around the
Нагретая дегазированная смесь через выравнивающую решетку 11 поступает в камеру гравитационного разделения 12. В передней части этой камеры смесь протекает через горизонтальный пластинчато-тонкослойный блок 13, который помимо высокоэффективного осаждения тяжелой фазы обеспечивает ламинаризацию потока смеси в отстойной зоне. Блок собран из модулей. Каждый модуль представляет собой набор пластин из листовой нержавеющей стали определенной длины, которые размещены в рамках из полосовой стали под углом 55° к горизонту, на расчетном расстоянии друг от друга по высоте. Пластины фиксируются в рамках с помощью стержней. Элемент конструкции горизонтального пластинчато-тонкослойного блока показан на фиг.4. После пластинчато-тонкослойного блока смесь поступает в горизонтальный цилиндрический отстойник 14, где происходит разделение фаз эмульсии и образуется граница раздела фаз 15 между слоем концентрированной легкой фазы и тяжелой фазой с малой дисперсной концентрацией легкой фазы (промежуточный слой). Слой легкой фазы сливается через переливную перегородку 16 в камеру сбора легкой жидкости 17. Для обеспечения наладочных работ переливная перегородка имеет переливную планку 18, закрепленную к ней болтами. Тяжелая жидкость организованно перетекает через нисходящий тонкослойный блок 19, где происходит дополнительное отделение дисперсной фазы, в камеру сбора тяжелой жидкости 20. Твердые частицы механической примеси, обладающие большой плотностью, оседают вниз и собираются на днище. Для исключения донных течений в зоне стесненного осаждения устанавливаются придонные перегородки 21.The heated degassed mixture through the leveling grating 11 enters the gravity separation chamber 12. In the front of this chamber, the mixture flows through a horizontal plate-thin-layer block 13, which, in addition to highly efficient deposition of the heavy phase, ensures laminarization of the mixture flow in the settling zone. The block is assembled from modules. Each module is a set of plates of stainless steel sheet of a certain length, which are placed in a frame of strip steel at an angle of 55 ° to the horizontal, at a calculated distance from each other in height. The plates are fixed in the framework using rods. The structural element of the horizontal plate-thin-layer block is shown in figure 4. After the plate-thin block, the mixture enters the horizontal cylindrical settler 14, where the emulsion phases are separated and a phase boundary 15 is formed between the concentrated light phase layer and the heavy phase with a small dispersed concentration of the light phase (intermediate layer). The light phase layer is drained through the overflow baffle 16 into the light fluid collection chamber 17. To ensure commissioning, the overflow baffle has an overflow bar 18 fixed to it by bolts. A heavy liquid flows in an organized manner through a descending thin-layer block 19, where additional separation of the dispersed phase takes place, into the collection chamber of heavy liquid 20. Solid particles of mechanical impurity, which have a high density, settle down and collect on the bottom. To exclude bottom currents in the zone of constrained deposition, bottom baffles 21 are installed.
Предлагаемый комбинированный разделитель трехфазных смесей способен значительно улучшить условия работы, а следовательно, повысить эффективность сепараторов с коалесцирующими фильтр-патронами, которые используются при достаточно чистых потоках с малым расходом газа. Таким образом, для достижения высокой степени разделения трехфазной смеси тяжелую жидкость, выходящую из комбинированного разделителя трехфазных смесей, рекомендуется направлять в сепаратор с коалесцирующими фильтр-патронами.The proposed combined separator of three-phase mixtures can significantly improve working conditions, and consequently, increase the efficiency of separators with coalescing filter cartridges, which are used for fairly clean flows with low gas flow. Thus, in order to achieve a high degree of separation of a three-phase mixture, it is recommended that the heavy liquid leaving the combined separator of three-phase mixtures be sent to a separator with coalescing filter cartridges.
Источники информацииInformation sources
1. Мильштейн Л.М., Бойко С.И., Запорожец Е.П. Нефтегазопромысловая сепарационная техника. Справочное пособие. М.: Недра, 1992. - 236 с. (аналог).1. Milshtein L.M., Boyko S.I., Zaporozhets E.P. Oil and gas separation technology. Reference manual. M .: Nedra, 1992 .-- 236 p. (analogue).
2. Бойко С.И., Зиберт Г.К., Ткач Н.Г. и др. Устройство для разделения смесей с различной плотностью. А.С. №1159588, БИ №21, 1985 г. (прототип).2. Boyko S.I., Siebert G.K., Weaver N.G. etc. A device for separating mixtures with different densities. A.S. No. 1159588, BI No. 21, 1985 (prototype).
3. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992. - 672 с.3. Idelchik I.E. Handbook of hydraulic resistance. M.: Mechanical Engineering, 1992 .-- 672 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134648/15A RU2347602C1 (en) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Combined separator of three-phase mixes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007134648/15A RU2347602C1 (en) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Combined separator of three-phase mixes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2347602C1 true RU2347602C1 (en) | 2009-02-27 |
Family
ID=40529728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007134648/15A RU2347602C1 (en) | 2007-09-17 | 2007-09-17 | Combined separator of three-phase mixes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2347602C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482899C1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Phase separator |
CN115105893A (en) * | 2022-03-30 | 2022-09-27 | 常州大学 | Multifunctional assembly device for oil well production |
-
2007
- 2007-09-17 RU RU2007134648/15A patent/RU2347602C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482899C1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа" (ОАО "НИПИгазпереработка") | Phase separator |
CN115105893A (en) * | 2022-03-30 | 2022-09-27 | 常州大学 | Multifunctional assembly device for oil well production |
CN115105893B (en) * | 2022-03-30 | 2024-03-12 | 常州大学 | Multifunctional assembly device for oil well production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN2930824Y (en) | Water and sand separation apparatus for oil and gas | |
CN101972559B (en) | Oil-water separating device and method | |
CN205549689U (en) | Multistage separator of profit | |
CN201121516Y (en) | Gas oil separation buffering mechanism | |
RU2641926C2 (en) | Gas flotation tank | |
CN107720959B (en) | Gas-liquid-solid three-phase separator | |
CN205095472U (en) | Subside and remove oil tank and extraction water processing system | |
CN201692695U (en) | High water content oil, gas and water three-phase efficient separator | |
RU2612741C1 (en) | Liquid-gas separator | |
RU2568663C1 (en) | Hydrophobic liquid-phase settling reservoir for intra-field formation water treatment | |
JPS598314B2 (en) | Equipment for processing cleaning fluid for gas storage equipment generated in coke ovens | |
RU2347602C1 (en) | Combined separator of three-phase mixes | |
RU2007147916A (en) | DEVICE FOR SEPARATING LIQUID FROM MEDIA FLOW CONTAINING A LIQUID DROP | |
RU87100U1 (en) | GAS-LIQUID SEPARATOR | |
RU170646U1 (en) | PLANT SEPARATION INSTALLATION | |
CN102218232B (en) | Oil-water separation method | |
RU2456051C1 (en) | Separator of immiscible light- and heavy-phase different-density fluids | |
RU2542320C1 (en) | Gas-liquid separator | |
CN109279710B (en) | Pretreatment system and method for semi-coke wastewater | |
RU2236889C1 (en) | Entrainment separator | |
CN202786135U (en) | Super heavy oil steam treatment device | |
RU196274U1 (en) | Three-phase oil separator | |
RU2729572C1 (en) | Separator for gas cleaning | |
RU2633720C1 (en) | Liquid-gas separator | |
RU84736U1 (en) | CONDENSATE DEGASER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100918 |