RU2354433C1

RU2354433C1 - Separator

Info

Publication number: RU2354433C1
Application number: RU2008102812/15A
Authority: RU
Inventors: Ильмер Юсупович Хасанов (RU); Ильмер Юсупович Хасанов; Нагим Нуриевич Хазиев (RU); Нагим Нуриевич Хазиев; Ахмет Вахитович Бакиев (RU); Ахмет Вахитович Бакиев; Юрий Алексеевич Черных (RU); Юрий Алексеевич Черных; Ильдар Закиевич Амиров (RU); Ильдар Закиевич Амиров
Original assignee: Ильмер Юсупович Хасанов
Priority date: 2008-01-24
Filing date: 2008-01-24
Publication date: 2009-05-10

Abstract

FIELD: oil and gas production.

SUBSTANCE: invention refers to separators and can be implemented in oil and gas producing industry. The separator consists of a case, of a branch for gas-liquid mixture supply, of branches for liquid and gas discharge, of cartridges with inclined shelves and of a drop catcher. Cases of the cartridges are made with roller supports and are assembled on guides installed inside the separator. The roller supports and guides facilitate extraction of the cartridges from the separator case without special efforts. The branches of gas-liquid mixture supply and liquid discharge are equipped with semi-elliptical distributors and collectors of liquid and are arranged on horizontal axis of the device from the side of face sections of cartridges. The separator is equipped with fast-response terminal sector gate located on the face part of the case from the side of gas-liquid mixture supply.

EFFECT: simplification of assembly of cartridges and upgraded efficiency of separator.

2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в системе сбора нефти и газа, при трубопроводном транспорте нефти.The invention relates to the oil industry and can be used in a system for collecting oil and gas, in the pipeline transportation of oil.

Известны нефтегазовые сепараторы (Маринин Н.С., Саватеев Ю.Н. Разгазирование и предварительное обезвоживание в системах сбора. М., Недра, 1982, 172 стр.), которые представляют собой емкостные аппараты с внутренними полками. Разгазирование происходит при свободном сливе нефти по этим полкам. Полки находятся в газовом пространстве, нефть стекает по полкам, освобождаясь от свободного газа, занимает часть аппарата ниже полок.Known oil and gas separators (Marinin N.S., Savateev Yu.N. Degassing and preliminary dehydration in collection systems. M., Nedra, 1982, 172 pages), which are capacitive apparatuses with internal shelves. Gas degassing occurs during the free discharge of oil on these shelves. The shelves are in the gas space, oil flows down the shelves, freeing itself from free gas, occupies part of the apparatus below the shelves.

Недостатком таких сепараторов является недостаточное разделение газа и жидкости. При значительных расходах жидкости газ не успевает отделиться от жидкости, кроме того, поток нефти увлекает с собой газ и происходит повторное смешение нефти и газа.The disadvantage of such separators is the insufficient separation of gas and liquid. At significant liquid flow rates, the gas does not have time to separate from the liquid, in addition, the oil flow carries gas along with it and the oil and gas are mixed again.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является газосепаратор по патенту №2242720, кл. G01F 1/00 от 21.04.2003 г. Газосепаратор выполнен из трубы с насадкой в виде кассет из наклонных продольных пластин, размещенных под углом в пределах 40-50° и на расстоянии друг от друга в пределах 80-120 мм в зависимости от физико-химических свойств перекачиваемого продукта и гидродинамики потока. Кассеты закреплены на внутренней поверхности корпуса газосепаратора. В корпус газосепаратора врезаны патрубки для подачи и отвода жидкости и газа.The closest analogue of the proposed technical solution is the gas separator according to patent No. 2242720, class. G01F 1/00 dated 04/21/2003. The gas separator is made of a pipe with a nozzle in the form of cassettes of inclined longitudinal plates placed at an angle in the range of 40-50 ° and at a distance from each other in the range of 80-120 mm, depending on the physical chemical properties of the pumped product and flow hydrodynamics. Cartridges are fixed on the inner surface of the gas separator body. Pipes are cut into the gas separator body for supplying and discharging liquid and gas.

Недостатком является сложность монтажа кассет внутри газосепаратора и неэффективное использование поверхности полок из-за неравномерности скорости потока по сечению.The disadvantage is the complexity of mounting the cartridges inside the gas separator and the inefficient use of the surface of the shelves due to the uneven flow rate over the cross section.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для сепарации газа из транспортируемой нефти, обладающего улучшенными эксплуатационными характеристиками.The objective of the invention is to provide a device for the separation of gas from transported oil, with improved performance.

В результате решения данной задачи появляется возможность получения технических результатов, состоящих в том, что описываемое устройство позволяет обеспечить эффективную сепарацию мелкодиспергированных газовых пузырей из потока жидкости в условиях работы магистральных трубопроводов, снизить трудоемкость и повысить удобство регламентного обслуживания устройства.As a result of solving this problem, it becomes possible to obtain technical results consisting in the fact that the described device allows for the efficient separation of finely dispersed gas bubbles from the fluid stream under the conditions of the main pipelines, to reduce the complexity and increase the convenience of routine maintenance of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в известном нефтегазовом сепараторе, включающем корпус, патрубок для подачи газожидкостной смеси, патрубки для вывода жидкости и газа, кассеты с наклонными полками, каплеуловитель, согласно изобретению, корпуса кассет с наклонными полками выполнены с роликовыми опорами и установлены на направляющие, размещенные внутри сепаратора, патрубки подачи газожидкостной смеси и вывода жидкости снабжены полуэллиптическими распределителями и сборниками жидкости соответственно и расположены со стороны торцевых сечений кассет, часть патрубка с распределителем жидкости для подачи газожидкостной смеси, расположенная внутри корпуса сепаратора, выполнена сборно-разборной, на торцевой части корпуса, со стороны подачи газожидкостной смеси, расположен быстродействующий секторный концевой затвор.This goal is achieved by the fact that in the known oil and gas separator, comprising a housing, a nozzle for supplying a gas-liquid mixture, nozzles for discharging liquid and gas, cassettes with tilted shelves, a droplet eliminator, according to the invention, cassette housings with tilted shelves are made with roller bearings and mounted on guides located inside the separator, the nozzles for supplying a gas-liquid mixture and liquid outlet are equipped with semi-elliptical distributors and liquid collectors, respectively, and are located on the torus side evyh sections cassettes pipe part with a liquid distributor for supplying the liquid mixture is located inside the separator body is made collapsible, on an end portion of the housing, with the feed side of the gas-liquid mixture is high-speed shutter sector end.

Роликовые опоры и направляющие позволяют производить извлечение кассет из корпуса сепаратора при монтаже и выполнении ремонтных работ без приложения особых физических усилий, что облегчает труд обслуживающего персонала.Roller bearings and guides allow for the removal of cassettes from the separator housing during installation and repair work without the application of special physical effort, which facilitates the work of maintenance personnel.

Предложенные конструкция и расположение патрубков ввода и вывода жидкости обеспечивают равномерное распределение потока жидкости по всем каналам кассет и эффективное использование наклонных попок по всей высоте их размещения в жидкости.The proposed design and location of the fluid inlet and outlet pipes provide a uniform distribution of the fluid flow over all channels of the cassettes and the efficient use of inclined buttocks over the entire height of their placement in the liquid.

Снабжение корпуса сепаратора быстродействующим концевым секторным затвором позволяет осуществить свободный доступ обслуживающему персоналу внутрь корпуса сепаратора для периодического извлечения кассет при проведении монтажных и регламентных работ.Providing the separator casing with a fast-acting end sector lock allows free access for service personnel to the inside of the separator casing for periodic removal of cassettes during installation and routine maintenance.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого сепаратора;Figure 1 presents a diagram of the proposed separator;

на фиг.2 представлено сечение сепаратора по А-А.figure 2 presents the cross section of the separator AA.

Сепаратор включает корпус 1, быстродействующий секторный концевой затвор 2, кассеты 3 с наклонными полками, установленные на роликовые опоры 4, патрубок 5 для ввода газожидкостной смеси с полуэллиптическим распределителем жидкости 7 и патрубок 6 для вывода жидкости с полуэллиптическим сборником жидкости 8, расположенные со стороны торцевых сечений кассет, патрубок 9 с каплеуловителем 10 для вывода газа, патрубок 11 для дренажа, патрубок 12 для размещения уровнемера жидкости, направляющие 13 для роликовых опор 4, на которых установлены кассеты 3 (фиг.1).The separator includes a housing 1, a quick sector end stop 2, cartridges 3 with inclined shelves mounted on roller bearings 4, a nozzle 5 for introducing a gas-liquid mixture with a semi-elliptical liquid distributor 7, and a pipe 6 for outputting liquid with a semi-elliptical liquid collector 8, located on the end side cassette sections, pipe 9 with a droplet eliminator 10 for gas outlet, pipe 11 for drainage, pipe 12 for placing a liquid level gauge, guides 13 for roller bearings 4, on which cassettes 3 are installed (f ig. 1).

Часть патрубка 5 с распределителем жидкости 7, находящиеся внутри корпуса 1 сепаратора, выполнена сборно-разборной, для того, чтобы можно было беспрепятственно извлекать кассеты 3 из корпуса 1 сепаратора при выполнении монтажных и регламентных работ. Наклонные полки в кассете 3 располагаются в виде шатра вершиной вверх (фиг.2).Part of the nozzle 5 with the liquid distributor 7, located inside the separator housing 1, is made collapsible, so that it is possible to freely remove the cassettes 3 from the separator housing 1 during installation and routine maintenance. Inclined shelves in the cassette 3 are located in the form of a tent with the top up (figure 2).

Сепаратор работает следующим образом.The separator works as follows.

Газожидкостная смесь поступает в корпус 1 сепаратора через патрубок 5, на выходе которого установлен полуэллиптический распределитель жидкости 7, распределяющий газожидкостную смесь по всему торцевому сечению наклонных полок кассет 3. Газожидкостная смесь, попадая в пространство между полками, интенсивно разделяется на газ и жидкость, так как из-за малого расстояния между наклонными полками газовые пузыри, всплывая в жидкости, быстро достигают нижней стороны полок, на поверхности полок укрупняются и с большей скоростью всплывают в газовое пространство, образуя пленочное движение газа. При этом верхние концы полок образуют открытые каналы, через которые газ в виде крупных пузырей и пленки выходит в газовое пространство сепаратора. Из газового пространства газ попадает в каплеуловитель 10, где дополнительно очищается от капель жидкости, и через патрубок 9 выводится наружу, поступая далее на утилизацию. Капли жидкости в каплеуловителе укрупняются и стекают в нижнюю часть сепаратора. Из сепаратора жидкость выводится через сборник 8 и патрубок 6. Длина наклонных полок, состоящих из нескольких кассет, определяется с учетом расхода газожидкостной смеси, подлежащей сепарации.The gas-liquid mixture enters the separator housing 1 through a nozzle 5, at the outlet of which a semi-elliptical liquid distributor 7 is installed, distributing the gas-liquid mixture throughout the entire end section of the inclined shelves of the cartridges 3. The gas-liquid mixture falling into the space between the shelves is intensively separated into gas and liquid, since due to the small distance between the inclined shelves, gas bubbles, floating in the liquid, quickly reach the lower side of the shelves, enlarge on the surface of the shelves and float up faster in the gases space, forming a film motion of gas. At the same time, the upper ends of the shelves form open channels through which gas in the form of large bubbles and films enters the gas space of the separator. From the gas space, the gas enters the droplet eliminator 10, where it is additionally cleaned of liquid droplets, and is discharged through the pipe 9, which is then disposed of. The liquid droplets in the droplet eliminator are enlarged and flow into the lower part of the separator. From the separator, the liquid is discharged through the collector 8 and the nozzle 6. The length of the inclined shelves, consisting of several cassettes, is determined taking into account the flow rate of the gas-liquid mixture to be separated.

При этом подача газожидкостной смеси через распределитель 7 на конце патрубка 5 в пространство перед кассетами с наклонными полками и забор жидкости на выходе из кассет через сборник 8 на конце патрубка 6 обеспечивает эффективное использование наклонных полок по всей высоте жидкости в сепараторе.In this case, the supply of a gas-liquid mixture through the distributor 7 at the end of the nozzle 5 into the space in front of the cartridges with inclined shelves and the intake of liquid at the outlet of the cartridges through the collector 8 at the end of the nozzle 6 ensures the efficient use of inclined shelves over the entire height of the liquid in the separator.

Распределитель 7 и сборник 8 представляют собой устройства в виде расширенных камер, закрытых полуэллиптическими поверхностями с отверстиями для прохода жидкости, установленными на патрубках 5 и 6. Суммарное сечение отверстий должно быть не менее площади сечения патрубка. Эллиптическая поверхность с отверстиями обеспечивает распределение жидкости по всему торцевому сечению кассет с наклонными полками.The distributor 7 and the collector 8 are devices in the form of expanded chambers, closed with semi-elliptical surfaces with holes for the passage of fluid installed on the nozzles 5 and 6. The total cross-section of the holes should not be less than the cross-sectional area of the nozzle. The elliptical surface with holes provides the distribution of fluid throughout the end section of the cartridges with inclined shelves.

Уровень жидкости в сепараторе контролируют уровнемером, размещенным в патрубке 12.The liquid level in the separator is controlled by a level gauge located in the pipe 12.

При проведении монтажных или регламентных работ открывают секторный концевой затвор 2, обеспечивая доступ внутрь корпуса 1 сепаратора обслуживающему персоналу. Часть патрубка 5 с распределителем 7, размещенные внутри сепаратора, снимаются. Кассеты 3 с роликовыми опорами 4 по направляющим 13 выкатывают наружу и производят регламентное обслуживание. По окончании регламентного обслуживания кассеты 3 закатывают внутрь корпуса 1 сепаратора, устанавливают на место внутреннюю часть патрубка 5 с распределителем 7, закрывают быстродействующий секторный концевой затвор 2 и вновь включают сепаратор в работу.When carrying out installation or routine maintenance, open the sector end valve 2, providing access to the inside of the separator housing 1 to maintenance personnel. Part of the pipe 5 with the distributor 7, placed inside the separator, are removed. Cartridges 3 with roller bearings 4 along the guides 13 are rolled out and perform routine maintenance. At the end of routine maintenance, the cassettes 3 are rolled inside the separator housing 1, the inner part of the nozzle 5 with the distributor 7 is put in place, the fast-acting sector end valve 2 is closed and the separator is turned back on.

Таким образом, предлагаемое изобретение решает поставленную задачу создания сепаратора с улучшенными эксплуатационными характеристиками и обеспечивает получение технического результата, заключающегося в эффективной очистке жидкости от мелкодиспергированного свободного газа.Thus, the present invention solves the problem of creating a separator with improved performance and provides a technical result, which consists in the effective cleaning of the liquid from finely dispersed free gas.

Claims

A separator comprising a housing, a nozzle for supplying a gas-liquid mixture, nozzles for discharging liquid and gas, a drainage nozzle, cassettes with tilted shelves, a drip tray, characterized in that the casings of the cassettes with tilted shelves are made with roller bearings and mounted on guides placed inside the separator body , the nozzles for supplying gas and liquid mixtures and liquid outlet are equipped with semi-elliptical distributors and liquid collectors, respectively, and are located on the side of the end sections of the cartridges, part of the nozzle with p a liquid distributor for supplying a gas-liquid mixture, located inside the separator body, is dismountable, while the separator is equipped with a quick-acting sector end valve mounted on the end part of the separator body from the gas-liquid mixture supply side.