RU2356597C1 - Facility for degassing oil-water-gas mixture in separator of first stage (versions) - Google Patents
Facility for degassing oil-water-gas mixture in separator of first stage (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2356597C1 RU2356597C1 RU2008101020/15A RU2008101020A RU2356597C1 RU 2356597 C1 RU2356597 C1 RU 2356597C1 RU 2008101020/15 A RU2008101020/15 A RU 2008101020/15A RU 2008101020 A RU2008101020 A RU 2008101020A RU 2356597 C1 RU2356597 C1 RU 2356597C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- gas mixture
- wave
- separator
- quarter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к дегазации нефтеводогазовой смеси в сепараторе первой ступени.The invention relates to the oil industry, in particular to the degassing of an oil-gas mixture in a first stage separator.
Известны устройства для дегазации нефтеводогазовой смеси путем стабилизации нефти, т.е. отбор наиболее летучих углеводородов [Каспарьянц К.С. Промысловая подготовка нефти. - М.: Недра, 1966. - С.122-130].Known devices for the degassing of an oil-gas mixture by stabilizing oil, i.e. selection of the most volatile hydrocarbons [Kasparyants KS Oil field preparation. - M .: Nedra, 1966. - S.122-130].
Недостаток данного способа заключается в больших потерях нефти в узлах замера (трапно-замерные установки), на которых обычно устанавливаются негерметичные мерники (при самотечной системе сбора нефти), кроме того, испарение легких фракций провоцирует потери углеводородов и более тяжелых бензиновых фракций.The disadvantage of this method is the large loss of oil in the metering units (drainage metering units), on which leaking gauges are usually installed (with a gravity-free oil recovery system), in addition, the evaporation of light fractions provokes the loss of hydrocarbons and heavier gasoline fractions.
Наиболее близким устройством к технической сущности снижения потерь легких и тяжелых углеводородных фракций можно отнести известное явление коагуляции (процесс сближения и укрупнения взвешенных в газе или жидкости мелких твердых частиц, жидких капелек и газовых пузырьков под действием акустических колебаний звуковых и ультразвуковых частот) газовых пузырьков в жидкости, если это явление применить к дегазации нефтеводогазовой смеси на входе сепаратора первой ступени [Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Гл. ред. И.П.Голямина. - М.: Советская энциклопедия, 1979. - С.161-162].The closest device to the technical essence of reducing losses of light and heavy hydrocarbon fractions can be attributed to the well-known coagulation phenomenon (the process of convergence and enlargement of small solid particles suspended in a gas or liquid, liquid droplets and gas bubbles under the influence of acoustic vibrations of sound and ultrasonic frequencies) of gas bubbles in a liquid if this phenomenon is applied to the degassing of an oil-gas mixture at the inlet of a first-stage separator [Ultrasound. Little Encyclopedia. Ch. ed. I.P. Golyamin. - M .: Soviet Encyclopedia, 1979. - S.161-162].
Недостаток данного способа (в случае применения современных методов возбуждения ультразвука в трубах) заключается в сложности использования ультразвуковых колебаний, например при использовании магнитострикционного метода (или других методов) - необходима электроэнергия, кабель и генератор ультразвуковых частот.The disadvantage of this method (in the case of using modern methods of exciting ultrasound in pipes) is the difficulty of using ultrasonic vibrations, for example, when using the magnetostrictive method (or other methods), electric power, a cable and an ultrasonic frequency generator are required.
Задачей изобретения является обеспечение эффективной защиты нефтеводогазовой смеси от потерь легких углеводородов в технологической схеме промыслового сбора, в частности в сепараторе первой ступени.The objective of the invention is to provide effective protection of the oil-gas mixture from losses of light hydrocarbons in the technological scheme of field harvesting, in particular in the first stage separator.
Технический результат по первому варианту (п.1.) Ф.И. достигается тем, что устройство для дегазации нефтеводогазовой смеси в сепараторе первой ступени, оборудованном входным трубопроводом, содержит патрубок, соединенный с входным трубопроводом, внутри которого расположен параллельно потоку нефтеводогазовой смеси, по меньшей мере, один или набор четвертьволновых резонаторов.The technical result according to the first embodiment (p. 1.) achieved by the fact that the device for the degassing of the oil-gas mixture in the first stage separator equipped with an inlet pipe contains a pipe connected to the inlet pipe, inside of which at least one or a set of quarter-wave resonators is located parallel to the oil-gas mixture stream.
Технический результат по второму варианту (п.2.) Ф.И. достигается тем, что устройство для дегазации нефтеводогазовой смеси в сепараторе первой ступени, оборудованном входным трубопроводом, содержит патрубок, внутри которого расположен диск с отверстиями, при этом указанный патрубок соединен с входным трубопроводом, а в отверстиях диска расположен параллельно потоку нефтеводогазовой смеси набор четвертьволновых резонаторов, установленных параллельно друг другу без смещения или со смещением относительно друг друга.The technical result according to the second option (p. 2.) is achieved by the fact that the device for degassing the oil-gas mixture in the first stage separator equipped with an inlet pipe contains a nozzle inside which a disk with holes is located, wherein the nozzle is connected to the inlet pipe, and a set of quarter-wave resonators is located in parallel with the oil-gas mixture in the disk holes, installed parallel to each other without offset or offset relative to each other.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявленном способе дегазации нефти в сепараторе первой ступени используют ультразвуковое поле стоячих волн, трансформируемое из низкочастотных колебаний акустическими четвертьволновыми резонаторами (например, Музипов Х.Н., Савиных Ю.А. Новая технология повышения производительности добывающих скважин с помощью ультразвука. - Нефтяное хозяйство, №12, 2004. С.53-54/.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed method of oil degassing in a first-stage separator uses an ultrasonic field of standing waves, transformed from low-frequency vibrations by acoustic quarter-wave resonators (for example, Muzipov Kh.N., Savinykh Yu.A. A new technology to increase the productivity of producing wells with using ultrasound. - Oil industry, No. 12, 2004. P.53-54 /.
Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию «Новизна».Thus, the present invention meets the criterion of "Novelty."
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что коалесценция газовых пузырьков в жидкости известна [Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Гл. ред. И.П.Голямина. - М.: Советская энциклопедия, 1979. - С.161-162]. Однако неизвестно, что ультразвук можно создать с помощью четвертьволновых резонаторов.Comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that the coalescence of gas bubbles in a liquid is known [Ultrasound. Little Encyclopedia. Ch. ed. I.P. Golyamin. - M .: Soviet Encyclopedia, 1979. - S.161-162]. However, it is not known that ultrasound can be created using quarter-wave resonators.
Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует критерию «Изобретательский уровень».Thus, the present invention meets the criterion of "Inventive step".
Основные положения физической сущности для осуществления устройства.The main provisions of the physical essence for the implementation of the device.
1. Поток жидкости по трубопроводу при любых скоростях сопровождается возникновением вихрей, приводящих к появлению технологического звука. Особенно сильный технологический звук возникает при преодолении потоком препятствий (заслонок, решеток, поворотов и т.д.) [Справочник по технической акустике. / Под ред. М.Хекла и Х.А.Мюллера. - Л.: Судостроение, 1980. - С.208-210].1. The fluid flow through the pipeline at any speed is accompanied by the appearance of vortices, leading to the appearance of technological sound. A particularly strong technological sound arises when overcoming a stream of obstacles (dampers, grilles, turns, etc.) [Reference on technical acoustics. / Ed. M.Hekla and H.A. Muller. - L .: Shipbuilding, 1980. - S.208-210].
2. Преобразование низкочастотного технологического звука в ультразвук.2. Converting low-frequency technological sound to ultrasound.
3. Преобразование низкочастотного технологического звука осуществляется акустическими четвертьволновыми резонаторами, например четвертьволновыми резонаторами. [Музипов Х.Н., Савиных Ю.А. Новая технология повышения производительности добывающих скважин с помощью ультразвука. - Нефтяное хозяйство, №12, 2004. - С.53-54/, которые размещаются во входном патрубке нефтеводогазовой смеси.3. The conversion of low-frequency technological sound is carried out by acoustic quarter-wave resonators, for example quarter-wave resonators. [Muzipov Kh.N., Savinykh Yu.A. New technology to increase the productivity of producing wells using ultrasound. - Oil industry, No. 12, 2004. - P.53-54 /, which are located in the inlet pipe of the oil-gas mixture.
4. Формирование ультразвуковых стоячих волн в пространстве между акустическими четвертьволновыми резонаторами.4. The formation of ultrasonic standing waves in the space between the acoustic quarter-wave resonators.
5. Использование явления физического процесса коалесценции [Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. ИЛ. - М.: ИЛ, 1957. - С.489-491] газовых пузырьков в ультразвуковом поле стоячих волн для дегазации легких фракций углеводородных компонентов нефти.5. The use of the phenomenon of the physical process of coalescence [Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. IL - M .: IL, 1957. - S.489-491] of gas bubbles in an ultrasonic field of standing waves for the degassing of light fractions of hydrocarbon oil components.
Покажем возможность использования коалесценции газовых пузырьков в стоячей звуковой волне.We show the possibility of using coalescence of gas bubbles in a standing sound wave.
1. Волны и колебательная скорость.1. Waves and vibrational velocity.
Волновое уравнение, описывающее упругое возмущение, имеет вид [Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. ИЛ. - М.: ИЛ, 1957. - С.23-25]The wave equation describing the elastic perturbation has the form [Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. IL - M .: IL, 1957. - S.23-25]
Частным решением уравнения (1) явлетсяA particular solution to equation (1) is
где а - смещение частицы среды относительно положения покоя; А - амплитуда смещения; t - время.where a is the displacement of a particle of the medium relative to the resting position; A is the amplitude of the bias; t is time.
Выражение (2) описывает плоскую гармоническую волну частоты f=ω/2π, распространяющуюся в положительном направлении оси х, ω - угловая частота.Expression (2) describes a plane harmonic wave of frequency f = ω / 2π, propagating in the positive direction of the x axis, ω is the angular frequency.
Дифференцируя (2) по t, получаем для скорости частицы среды - так называемой колебательной скоростиDifferentiating (2) with respect to t, we obtain for the particle velocity of the medium - the so-called vibrational velocity
Следовательно амплитуда колебательной скоростиTherefore, the amplitude of the vibrational velocity
Величина U определяет ту максимальную скорость, с которой частицы движутся в процессе колебаний.The value of U determines the maximum speed with which particles move in the process of oscillation.
Согласно выражению (4) скорость частицы колеблется между этой величиной и нулем.According to expression (4), the particle velocity fluctuates between this quantity and zero.
2. Интерференция волн. Стоячие волны.2. The interference of waves. Standing waves.
Явления, связанные с одновременным существованием в некоторой точке среды нескольких колебаний, называют интерференцией.Phenomena associated with the simultaneous existence of several oscillations at some point in the medium are called interference.
Явления интерференции играют важную роль в излучении звука.Interference phenomena play an important role in the emission of sound.
Особенно важную роль играет интерференция при распространении двух одинаковых волн в противоположных направлениях. Колебания, распространяющиеся в положительном и отрицательном направлениях по оси x, можно записать в видеA particularly important role is played by interference in the propagation of two identical waves in opposite directions. Oscillations propagating in the positive and negative directions along the x axis can be written as
Применяя теорему сложения, получим для результирующей стоячей волны выражениеApplying the addition theorem, we obtain for the resulting standing wave the expression
из которого непосредственно вытекает, что в точках Cos(2πx/λ) обращается в нуль, смещение а тождественно равно нулю; это имеет место при x, равном нечетному числу λ/4. Посередине между этими точками располагаются точки, в которых Cos(2πx/λ) по абсолютной величине максимален; здесь амплитуда смещения в стоячей волне вдвое превосходит амплитуды в исходных бегущих волнах.from which it directly follows that at the points Cos (2πx / λ) vanishes, the displacement a is identically equal to zero; this takes place at x equal to an odd number λ / 4. In the middle between these points are the points at which Cos (2πx / λ) is maximum in absolute value; here, the amplitude of the displacement in the standing wave is twice the amplitude in the initial traveling waves.
Выражение для колебательной скорости в стоячей волне найдем, дифференцируя выражениеWe find the expression for the vibrational velocity in a standing wave, differentiating the expression
Таким образом, узлы и пучности колебательной скорости располагаются в тех же точках, что и узлы и пучности смещения.Thus, the nodes and antinodes of the vibrational velocity are located at the same points as the nodes and antinodes of the bias.
3. Давление в стоячей волне.3. Pressure in a standing wave.
Обратимся теперь к вопросу о распределении давления в стоячей волне. В волне, распространяющейся в направлении сил оси х, давление р пропорционально изменению смещения вдоль х, т.е. величине da/dx. Дифференцируя выражение (7) по х, получимWe now turn to the question of the distribution of pressure in a standing wave. In a wave propagating in the direction of the x-axis forces, the pressure p is proportional to the change in displacement along x, i.e. value da / dx. Differentiating expression (7) with respect to x, we obtain
Таким образом, в стоячей волне и звуковое давление содержит узлы и пучности; однако местоположение узлов давления совпадает с положением пучностей смещения и наоборот. Амплитуда давления в пучностях вдвое превосходит амплитуду в исходных бегущих волнах.Thus, in a standing wave and sound pressure contains nodes and antinodes; however, the location of the pressure nodes coincides with the position of the displacement antinodes and vice versa. The pressure amplitude in the antinodes is twice the amplitude in the initial traveling waves.
4. Акустическая коагуляция.4. Acoustic coagulation.
Уже давно было известно, что под влиянием звуковых колебаний между частицами, колеблющимися в звуковом поле, могут возникать силы притяжения и отталкивания. Для сферических частиц этот процесс был экспериментально и теоретически исследован Кенигом [König W., Hydrodynamisch-akustische Untersuchungen, Ann. d. Phys. (3), 42, 353, 549 (1891)] в связи с работами Бьеркнесса [Bjerknes С.A. Remarques historiques sir la theori du mouvement d'unou de plusieurs corps, de formes constantes ou variables, dans un fluide incompfessible; sur les forces apparentes, qui en resultent et sur les experiences qui s'y rattachent, Compt. Rent., 84, 1222, 1309, 1375, 1446, 1493 (1867)]. На этом явлении основано отчасти возникновение пылевых фигур в трубках Кундта.It has long been known that under the influence of sound vibrations between particles oscillating in a sound field, attractive and repulsive forces can arise. For spherical particles, this process was experimentally and theoretically investigated by Koenig [König W., Hydrodynamisch-akustische Untersuchungen, Ann. d. Phys. (3), 42, 353, 549 (1891)] in connection with the works of Bjerkness [Bjerknes S.A. Remarques historiques sir la theori du mouvement d'unou de plusieurs corps, de formes constantes ou variables, dans un fluide incompfessible; sur les forces apparentes, qui en resultent et sur les experiences qui s'y rattachent, Compt. Rent., 84, 1222, 1309, 1375, 1446, 1493 (1867)]. Particularly, the occurrence of dust figures in Kundt tubes is based on this phenomenon.
Брандт и Фройнд [Brandt., Über das Verhalten von Schwebstofen in schwingen Gasen bei Schall- und Ultraschallfrequenzen, Kolloid/ Zs., 76, 272 (1936)] показали, что под действием ультразвуковых волн в аэрозолях мгновенно происходит коагуляция и осаждение частиц.Brandt and Freund [Brandt., Über das Verhalten von Schwebstofen in schwingen Gasen bei Schall- und Ultraschallfrequenzen, Kolloid / Zs., 76, 272 (1936)] showed that under the action of ultrasonic waves, aerosols coagulate and precipitate particles instantly.
Брандт и Фройнд изучили подробности процесса оседания частиц микрофотографированием при освещении по методу темного поля.Brandt and Freund studied the details of the process of settling particles by microphotography under illumination using the dark field method.
На основании этих опытов Брандт и Гидеман [Brandt О., Hiedenmann Е., Über das Verhalten von Aerosolen im akustischen Feld, Kolloid. Zs., 75, 129 (1936)] различают две стадии коагуляции. В начале частицы принимают участие в колебательном процессе и следуют за движением жидкости между пучностями и узлами колебаний. При этом они в результате столкновений и под действием сил взаимного притяжения слипаются и увеличиваются в размерах. На второй стадии увеличившиеся частицы уже не следуют за звуковыми колебаниями, а совершают хаотические движения, причем в результате новых взаимных соударений и столкновений с меньшими частицами их размеры продолжают увеличиваться, а затем выпадают в осадок.Based on these experiments, Brandt and Gideman [Brandt O., Hiedenmann E., Über das Verhalten von Aerosolen im akustischen Feld, Kolloid. Zs., 75, 129 (1936)] distinguish two stages of coagulation. At the beginning, the particles take part in the oscillatory process and follow the motion of the fluid between the antinodes and the vibration nodes. Moreover, as a result of collisions and under the action of forces of mutual attraction, they stick together and increase in size. In the second stage, the enlarged particles no longer follow sound vibrations, but make random motions, and as a result of new mutual collisions and collisions with smaller particles, their sizes continue to increase, and then precipitate.
5. Коагуляция газовых пузырьков в стоячей волне.5. Coagulation of gas bubbles in a standing wave.
Пусть в жидкости с динамической вязкостью η, колеблющейся с амплитудой UЖ и частотой f, находится газовый пузырек с радиусом R и плотностью ρ.Let a gas bubble with a radius R and density ρ be located in a fluid with a dynamic viscosity η oscillating with amplitude U Ж and frequency f.
Согласно закону Стокса [Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. ИЛ. - М.: ИЛ, 1957. - С.489-491] сила трения, действующая на частицу,According to the Stokes law [Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. IL - M .: IL, 1957. - S.489-491] the friction force acting on the particle,
где Δυ - разность скоростей газового пузырька и жидкости.where Δυ is the velocity difference between the gas bubble and the liquid.
Согласно формуле (10) скорость частиц жидкостиAccording to formula (10), the velocity of liquid particles
Движение газового пузырька описывается дифференциальным уравнениемThe motion of a gas bubble is described by the differential equation
илиor
Общее решение этого уравнения имеет вид [3]The general solution to this equation has the form [3]
Непериодический член отображает переходной процесс. Им можно пренебречь, так как коагуляция происходит через такое время, когда переходной процесс не оказывает уже никакого влияния.The non-periodic term represents the transient. It can be neglected, since coagulation occurs after a time when the transition process no longer has any effect.
Таким образом, амплитуда колебания газового пузырька равнаThus, the amplitude of the gas bubble oscillation is
Степень участия частицы в звуковых колебаниях среды (так называемый коэффициент увлечения) в случае стоячей звуковой волны определяется соотношениемThe degree of particle participation in the sound vibrations of the medium (the so-called drag coefficient) in the case of a standing sound wave is determined by the relation
Отношение амплитуд ХГП/UЖ будет тем меньше, чем больше радиус частицы и чем выше частота.The ratio of amplitudes X GP / U W will be the smaller, the larger the radius of the particle and the higher the frequency.
Таким образом, для степени участия частицы механической примеси в колебаниях жидкости определяющей является величина R2f.Thus, for the degree of participation of a particle of a mechanical impurity in fluid oscillations, the value R 2 f is decisive.
Если принять значение ХГП/UЖ=0,8 за границу, до которой газовые пузырьки еще увлекаются звуковыми колебаниями, то из соотношенияIf we take the value of X GP / U W = 0.8 beyond the boundary to which gas bubbles are still carried away by sound vibrations, then from the relation
получимwe get
Величина Z определяет степень участия газовых пузырьков в колебаниях жидкости.The value of Z determines the degree of participation of gas bubbles in fluid oscillations.
Таким образом, соотношение (18) позволяет рассчитать частоты, необходимые для создания стоячих волн с целью коалесценции газовых пузырьков.Thus, relation (18) allows one to calculate the frequencies necessary to create standing waves in order to coalesce gas bubbles.
Согласно приведенным выше положениям физической сущности достигается акустическая коалесценция газовых пузырьков.According to the above provisions of the physical essence, acoustic coalescence of gas bubbles is achieved.
На фиг.1 изображена схема патрубка, внутри которого размещен диск с отверстиями, со встроенным четвертьволновым резонатором (например, с одним) - соосно патрубку.Figure 1 shows a diagram of the nozzle, inside which there is a disk with holes, with an integrated quarter-wave resonator (for example, with one) - coaxial to the nozzle.
На фиг.2 изображена схема патрубка, внутри которого размещен диск с отверстиями и четвертьволновыми резонаторами (например, с тремя), которые расположены в отверстиях около внутренней поверхности параллельно друг другу без смещения.Figure 2 shows a diagram of the pipe, inside which is placed a disk with holes and quarter-wave resonators (for example, with three), which are located in the holes near the inner surface parallel to each other without bias.
На фиг.3 изображена схема патрубка, внутри которого размещен диск с отверстиями и четвертьволновыми резонаторами (например, с тремя), которые расположены в отверстиях около внутренней поверхности параллельно друг другу со смещением.Figure 3 shows a diagram of the pipe, inside which is placed a disk with holes and quarter-wave resonators (for example, with three), which are located in the holes near the inner surface parallel to each other with an offset.
На фиг.4 изображена схема патрубка, внутри которого размещен диск с отверстиями и четвертьволновыми резонаторами (например, с тремя), которые расположены в отверстиях на расчетном расстоянии от оси патрубка, параллельно друг другу без смещения.Figure 4 shows a diagram of the nozzle, inside which there is a disk with holes and quarter-wave resonators (for example, with three), which are located in the holes at a calculated distance from the axis of the pipe, parallel to each other without offset.
На фиг.5 изображена схема патрубка, внутри которого размещен диск с отверстиями и четвертьволновыми резонаторами (например, с тремя), которые расположены в отверстиях на расчетном расстоянии от оси патрубка, параллельно друг другу со смещением.Figure 5 shows a diagram of the nozzle, inside which there is a disk with holes and quarter-wave resonators (for example, with three), which are located in the holes at a calculated distance from the axis of the nozzle, parallel to each other with an offset.
На фиг.6 изображен диск с отверстиями, в которые встраиваются четвертьволновые резонаторы.Figure 6 shows a disk with holes in which quarter-wave resonators are embedded.
На фиг.7 изображена технологическая схема дегазации нефтеводогазовой смеси.Figure 7 shows the technological scheme of degassing of oil-gas mixture.
На фиг.8 изображена схема процесса коалесценции газовых пузырьков в стоячих ультразвуковых волнах.On Fig shows a diagram of the process of coalescence of gas bubbles in standing ultrasonic waves.
На фиг.1 изображено: 1 - патрубок, 2 - диск с отверстиями для размещения в них соосно (по центру) патрубку четвертьволновых резонаторов, 3 - один или набор четвертьволновых резонаторов, настроенных на разные расчетные резонансные частоты.Figure 1 shows: 1 - a pipe, 2 - a disk with holes for placement in them coaxially (in the center) a pipe of quarter-wave resonators, 3 - one or a set of quarter-wave resonators tuned to different calculated resonant frequencies.
На фиг.2 изображено: 1 - патрубок, 2 - диск с отверстиями для размещения в них по окружности (около внутренней поверхности) патрубка параллельно друг другу без смещения одного или набора четвертьволновых резонаторов, 3 - один или набор четвертьволновых резонаторов, настроенных на разные расчетные резонансные частоты.Figure 2 shows: 1 - pipe, 2 - disk with holes for placement in them around the circumference (near the inner surface) of the pipe parallel to each other without displacement of one or a set of quarter-wave resonators, 3 - one or a set of quarter-wave resonators tuned to different design resonant frequencies.
На фиг.3 изображено: 1 - патрубок, 2 - диск с отверстиями для размещения в них по окружности (около внутренней поверхности) патрубка параллельно друг другу со смещением одного или набора четвертьволновых резонаторов, 3 - один или набор четвертьволновых резонаторов, настроенных на разные расчетные резонансные частоты).Figure 3 shows: 1 - a pipe, 2 - a disk with holes for placement in them around the circumference (near the inner surface) of the pipe parallel to each other with an offset of one or a set of quarter-wave resonators, 3 - one or a set of quarter-wave resonators tuned to different design resonant frequencies).
На фиг.4 изображено: 1 - патрубок, 2 - диск с отверстиями для размещения в них по окружности (на расчетном расстоянии от оси патрубка) параллельно друг другу без смещения одного или набора четвертьволновых резонаторов 3.Figure 4 shows: 1 - pipe, 2 - disk with holes for placement in them around the circumference (at the estimated distance from the axis of the pipe) parallel to each other without displacement of one or a set of quarter-
На фиг.5 изображено: 1 - патрубок, 2 - диск с отверстиями для размещения в них по окружности (на расчетном расстоянии от оси патрубка) параллельно друг другу со смещением один или набор четвертьволновых резонаторов 3.Figure 5 shows: 1 - pipe, 2 - disk with holes for placement in them around the circumference (at the estimated distance from the axis of the pipe) parallel to each other with an offset of one or a set of quarter-
На фиг.6 изображено: 2 - диск с отверстиями, 4 - отверстия для размещения в них по окружности (на расчетном расстоянии от оси патрубка) параллельно друг другу набора четвертьволновых резонаторов 3, 5 - отверстия для размещения в них по окружности (на расчетном расстоянии от оси патрубка) параллельно друг другу со смещением и без смещения набора четвертьволновых резонаторов, 6 - отверстие для размещения в нем соосно патрубку (по центру) одного или набора четверьволновых резонаторов 3.Figure 6 shows: 2 - a disk with holes, 4 - holes for placement in them around the circle (at the estimated distance from the axis of the pipe) parallel to each other a set of quarter-
На фиг.7 изображено: 1 - патрубок, 2 - диск с отверстиями (показан вариант размещения соосно (по центру) патрубку преобразователей технологического звука в ультразвук - набор четвертьволновых резонаторов 3 на разные расчетные резонансные частоты), 7 - трубопровод для подачи нефтеводогазовой смеси в сепаратор, 8 - штуцер, 9 - сепаратор.Figure 7 shows: 1 - a pipe, 2 - a disk with holes (an embodiment of coaxially (in the center) placement of a pipe for converting process sound to ultrasound — a set of quarter-
На фиг.8 изображено: 1 - патрубок, 2 - диск с отверстиями (показан вариант размещения соосно (по центру) патрубку одного или набора четвертьволновых резонаторов 3), 9 - сепаратор, 10 - узел волны давления в стоячей ультразвуковой волне, 11 - пучность волны давления в стоячей ультразвуковой волне, 12 - узел волны колебательной скорости в стоячей ультразвуковой волне, 13 - пучность волны колебательной скорости в стоячей ультразвуковой волне, 14 - входящий поток нефтеводогазовой смеси из трубопровода в патрубок, 15 - коалесценция газовых пузырьков в пучности волны колебательной скорости стоячей ультразвуковой волны, 16 - газ в сепараторе, выделившийся из потока нефтеводогазовой смеси после процесса коалесценции в ультразвуковой стоячей волне, 17 - движение нефтеводяной смеси в сепаратор после процесса коалесценции газа в стоячей ультразвуковой волне, сформированной преобразователями технологического звука в ультразвук.Fig. 8 shows: 1 - a nozzle, 2 - a disk with holes (an embodiment is shown coaxially (in the center) of a nozzle of one or a set of quarter-wave resonators 3), 9 - a separator, 10 - a node of a pressure wave in a standing ultrasonic wave, 11 - antinode pressure waves in a standing ultrasonic wave, 12 — node of a wave of vibrational velocity in a standing ultrasonic wave, 13 — antinode of a wave of vibrational velocity in a standing ultrasonic wave, 14 — incoming flow of oil-gas mixture from a pipeline into a pipe, 15 — coalescence of gas bubbles in an antinode wave vibrational velocity of a standing ultrasonic wave, 16 - gas separator, the separated stream of oil-water mixture after coalescing process in the ultrasonic standing wave 17 - the movement of oil-water mixture into the separator after coalescence process gas into a standing ultrasonic wave transducers formed in the process of sound and ultrasound.
Сборку устройства для дегазации нефтеводогазовой смеси осуществляют в следующей последовательности. Осуществляют по любому варианту (например, по фиг.1) размещение одного или набора четвертьволновых резонаторов 3 в диске с отверстиями 2. Размещают собранную конструкцию диска с отверстиями 2 с преобразователями технологического звука - четвертьволновым резонатором 3 в патрубке 1.The Assembly of the device for the degassing of oil-gas mixtures is carried out in the following sequence. By any option (for example, in FIG. 1), one or a set of quarter-
Далее (например, посредством фланцев) встраивают собранное устройство между трубопроводом 7 (фиг.7) и штуцером 8.Further (for example, by means of flanges), the assembled device is embedded between the pipeline 7 (Fig. 7) and the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Поток нефтеводогазовой смеси 14 поступает из трубопровода 7 в патрубок 1. Внутренняя поверхность трубопровода 7 (фиг.7) и патрубка 1 всегда имеет шероховатость. Поэтому при движении потока 14 нефтеводогазовой смеси за счет пограничного слоя (не показан) вдоль стенки трубопровода 7 и патрубка 8 возникает турбулентность (не показано). А всякая турбулентность генерирует технологический звук [Кузов К. Мир без форм. Пер. с болг. Ю.М.Медведева. Под ред. и предисл. В.М.Шашина. - М., Мир, 1976. - С.96-107].The flow of oil-
Технологический звук, распространяясь вдоль патрубка 1 (фиг.8), преобразуется четвертьволновым резонатором 3 в ультразвук. Среди частот ультразвука всегда найдется половина длины волны, которая уложится в пространстве между четвертьволновым резонатором 3 и внутренней стенкой патрубка 1, т.е. сформируется стоячая волна. Согласно классической теории стоячая звуковая волна характеризуется двумя параметрами - волной давления, состоящей из узла 10 и пучности 11, и волной колебательной скорости, состоящей из узла 12 и пучности 13 (фиг.8). Поэтому газовые пузырьки в потоке 14 нефтеводогазовой смеси, попадая в область стоячих волн, подвергаются следующим процессам. Газовые пузырьки под действием волны давления из пучности 11 перемещаются к узлу 10 и попадают в пучность 13 волны колебательной скорости, где и происходит их коалесценция 15.Technological sound, propagating along the pipe 1 (Fig. 8), is converted by the quarter-
Газовые пузырьки укрупняются и при вытекании нефтеводогазовой смеси из патрубка 1 в сепаратор 9 выделяются в виде газа 16 (фиг.8) и поступают в газовую линию (не показано), а нефтеводяная смесь 17 сливается на дно сепаратора 9.Gas bubbles are enlarged and when the oil-gas mixture flows from the
Таким образом, обеспечивается эффективная защита нефтеводогазовой смеси от потерь легких углеводородов в технологической схеме промыслового сбора, в частности в сепараторе первой ступени.Thus, the oil-gas mixture is effectively protected from losses of light hydrocarbons in the technological scheme of field harvesting, in particular in the first stage separator.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008101020/15A RU2356597C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Facility for degassing oil-water-gas mixture in separator of first stage (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008101020/15A RU2356597C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Facility for degassing oil-water-gas mixture in separator of first stage (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2356597C1 true RU2356597C1 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=41023284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008101020/15A RU2356597C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Facility for degassing oil-water-gas mixture in separator of first stage (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2356597C1 (en) |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008101020/15A patent/RU2356597C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10350514B2 (en) | Separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis | |
| US9340435B2 (en) | Separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis | |
| US9725690B2 (en) | Fluid dynamic sonic separator | |
| EP2872234A1 (en) | Improved separation of multi-component fluid through ultrasonic acoustophoresis | |
| CA2536982A1 (en) | Ultrasonic methods and devices for demulsifying water-oil emulsions | |
| KR20140139548A (en) | Acoustophoretic multi-component separation technology platform | |
| Khmelev et al. | Effciency increase of the dust-extraction plant by high-intensity ultrasonic action | |
| US6210470B1 (en) | Ultrasonic gas separator | |
| Khmelev et al. | Efficiency increase of centrifugal separation of gas-dispersed flow by the application of ultrasonic vibrations | |
| RU2356597C1 (en) | Facility for degassing oil-water-gas mixture in separator of first stage (versions) | |
| RU2354434C1 (en) | Method of gas scrubbing from dropping liquid in separator | |
| RU2306169C1 (en) | Method of the oil stripping in the separator of the first stage | |
| RU2339888C1 (en) | Method of steam deposition in cooling tower | |
| RU2264524C1 (en) | Method for cleaning drilling mud of particulate contamination inside sucking pipe of mud pump | |
| RU2267595C1 (en) | Method for drilling mud cleaning of particulate mechanical impurities in suction tube of mud pump | |
| RU2295684C1 (en) | Method of the steam precipitation in the water-cooling tower | |
| RU2263765C1 (en) | Method of paraffin accumulation prevention in oil well | |
| RU110129U1 (en) | DEVICE FOR PREVENTION OF INJECTION OF PARTICLES OF MECHANICAL IMPURITY TO ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP | |
| RU2260117C1 (en) | Method for reducing influence of mechanical impurities on downhole equipment operation | |
| RU2360198C1 (en) | Method of vapour drops deposition in cooling tower | |
| RU2341649C2 (en) | Method of reducing of clogging of perforated apertures and main cracks of porous matrix in pressure wells with solids of impurities | |
| RU2364736C2 (en) | Method for purification of automobile exhaust gases from particles | |
| RU2373409C2 (en) | Device to purify exhaust gases of particles | |
| JP2023534807A (en) | Hybrid Acoustic Centrifugal Oil/Water Separation | |
| RU175550U1 (en) | CYCLONE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100110 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110510 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140110 |