RU2433856C1 - Centrifugal gas-liquid separator - Google Patents
Centrifugal gas-liquid separator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433856C1 RU2433856C1 RU2010124190/05A RU2010124190A RU2433856C1 RU 2433856 C1 RU2433856 C1 RU 2433856C1 RU 2010124190/05 A RU2010124190/05 A RU 2010124190/05A RU 2010124190 A RU2010124190 A RU 2010124190A RU 2433856 C1 RU2433856 C1 RU 2433856C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- housing
- cage
- inner cavity
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для очистки газов и жидкости от механических примесей и может быть использовано в газовой, нефтяной, энергетической промышленности и в других областях промышленности.The invention relates to equipment for cleaning gases and liquids from mechanical impurities and can be used in the gas, oil, energy industry and other industries.
Известен центробежный двухступенчатый газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю сепарационные камеры, тангенциальный ввод разделяемой смеси, расположенный под перегородкой, осевую трубу, соединяющую верхнюю и нижнюю камеры, установленный с зазором над ней осевой выходной патрубок, экранирующую пластину, расположенную в нижней камере под осевой трубой, рециркуляционную трубу, соединяющую верхнюю и нижнюю камеры и размещенную по оси корпуса, при этом один конец рециркуляционной трубы присоединен к верхней камере через стенку осевой трубы, а другой расположен над экранирующей пластиной с зазором относительно ее поверхности (авторское свидетельство СССР №1492522, МПК B01D 45/12, 1994).A centrifugal two-stage gas-liquid separator is known, comprising a vertical housing divided by a horizontal partition into upper and lower separation chambers, a tangential input of the mixture to be separated located under the partition, an axial tube connecting the upper and lower chambers, an axial outlet pipe, a shielding plate installed with a gap above it, located in the lower chamber under the axial pipe, a recirculation pipe connecting the upper and lower chambers and placed along the axis of the housing, with one con q recirculation pipe is connected to the upper chamber through the wall of the axial pipe and the other is located above the shielding plate with a gap relative to the surface (Inventor's Certificate USSR №1492522, IPC B01D 45/12, 1994).
Однако данный сепаратор характеризуется, во-первых, повышенной сложностью конструкции, обусловленной большим количеством узлов и деталей; во-вторых, низкой эффективностью очистки газа, а также слабым отсосом газа из вертикального корпуса в патрубок отвода газа.However, this separator is characterized, firstly, by the increased complexity of the design, due to the large number of nodes and parts; secondly, the low efficiency of gas purification, as well as poor suction of gas from the vertical casing into the gas outlet pipe.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является принятый за прототип центробежный газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный корпус с крышкой и днищем, установленную в корпусе обойму, выполненную из верхней цилиндрической части и нижней конической части, снабженной соосной трубой, тангенциальный ввод газожидкостной смеси, проходящий через корпус во внутреннюю полость обоймы, патрубок вывода газа, подсоединенный к внутренней полости обоймы при помощи газоотводящей трубы, проходящей через крышку корпуса, патрубок вывода жидкости, сообщенный с корпусом вблизи его днища, и патрубок вывода отстоя, соединенный с днищем корпуса (патент РФ №2311945, МПК B01D 45/12, 2007).Closest to the proposed invention is a prototype centrifugal gas-liquid separator comprising a vertical casing with a lid and a bottom, a cage installed in the casing, made of an upper cylindrical part and a lower conical part provided with a coaxial pipe, the tangential inlet of a gas-liquid mixture passing through the casing into the inner holder cavity, gas outlet pipe connected to the inner cavity of the holder by means of a gas exhaust pipe passing through the housing cover, outlet pipe fluid in communication with the housing near its bottom, and a sludge outlet pipe connected to the bottom of the housing (RF patent No. 2311945, IPC B01D 45/12, 2007).
Однако известный сепаратор обеспечивает разделение газожидкостного потока только на три фазы: газ, жидкость и крупные взвешенные частицы (песок, цементы, асфальтены, парафины, кольматирующие составы, закачиваемые в пласт, и другие твердые частицы).However, the known separator provides for the separation of the gas-liquid flow into only three phases: gas, liquid and large suspended particles (sand, cements, asphaltenes, paraffins, clinging compositions, injected into the reservoir, and other solid particles).
При этом он характеризуется низкой эффективностью сепарации газа, обусловленной рядом причин:Moreover, it is characterized by low gas separation efficiency, due to several reasons:
- отсутствие в сепараторе доочистки газа, т.к. циклон, каковым является данный центробежный сепаратор, не обеспечивает глубокую очистку газа, особенно при большом содержании жидкости в потоке, в нем постоянно наблюдается повышенный унос жидкости с газом;- the lack of gas purification in the separator, because the cyclone, which this centrifugal separator is, does not provide deep gas purification, especially with a high liquid content in the stream, it is constantly observed an increased entrainment of the liquid with gas;
- заявленная в сепараторе вторая ступень сепарации газа на самом деле является дополнительной ступенью разгазирования жидкости, не значительной по сравнению с сепарацией свободного газа, не влияет на сепарацию выходящего из циклона газа от жидкости, а заявленная третья ступень сепарации газа путем отсоса на самом деле только интенсифицирует разгазирование жидкости и, как сказано выше, не влияет на сепарацию газа от жидкости.- the second stage of gas separation declared in the separator is actually an additional stage of gas degassing, which is not significant compared with the separation of free gas, does not affect the separation of gas leaving the cyclone from the liquid, and the declared third stage of gas separation by suction actually only intensifies gas degassing and, as mentioned above, does not affect the separation of gas from the liquid.
Кроме того, разделение жидкости и отстоя перед патрубком вывода отстоя будет происходить недостаточно эффективно вследствие ограниченного времени отстоя, уноса части механических примесей с жидкостью.In addition, the separation of liquid and sludge in front of the outlet pipe for sludge will not be effective enough due to the limited time of sludge, entrainment of part of mechanical impurities with the liquid.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей сепаратора за счет проведения отдельно очистки газа и жидкости, а также освобождения газа при малом содержании жидкости и жидкости при малом содержании газа; увеличение межремонтного периода сепаратора и повышение качества очистки жидкости и газа.The objective of the invention is to expand the functionality of the separator by separately purifying the gas and liquid, as well as releasing gas at a low liquid and liquid content at a low gas content; increasing the overhaul period of the separator and improving the quality of cleaning liquid and gas.
Техническим результатом, достигаемым изобретением, является разделение газожидкостного потока на четыре фазы: газ, жидкость, имеющую меньшую плотность, жидкость, имеющую большую плотность, и крупные взвешенные частицы, а также исключение возможности засорения сепаратора твердыми фракциями, в том числе при срыве потока смеси или падении давления.The technical result achieved by the invention is the separation of the gas-liquid stream into four phases: gas, a liquid having a lower density, a liquid having a higher density, and large suspended particles, as well as eliminating the possibility of clogging of the separator with solid fractions, including when the flow of the mixture is interrupted or pressure drop.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в центробежном газожидкостном сепараторе, содержащем вертикальный корпус с крышкой и днищем, расположенную в корпусе с зазором по периметру цилиндрическую обойму, тангенциальный ввод газожидкостной смеси, проходящий во внутреннюю полость обоймы, патрубок вывода газа, подсоединенный к внутренней полости обоймы при помощи газоотводящей трубы, проходящей через крышку корпуса, патрубок вывода жидкости, сообщенный с корпусом вблизи его днища, и патрубок вывода отстоя, соединенный с корпусом, согласно изобретению корпус выполнен ступенчатой формы с верхней цилиндрической частью большего диаметра и нижней цилиндрической частью меньшего диаметра, нижняя часть корпуса верхней кромкой размещена в его верхней части и снабжена дополнительным патрубком вывода жидкости и конической частью, прикрепленной к ее нижней кромке и соединенной с патрубком вывода отстоя, обойма опирается на верхнюю кромку нижней части корпуса, выполнена с вертикальными прорезями и снабжена фильтрующим элементом, примыкающим к стенке обоймы со стороны ее внутренней полости, зазор между корпусом и обоймой сообщен с газоотводящей трубой при помощи газоотводящего патрубка, а тангенциальный ввод газожидкостной смеси выполнен проходящим во внутреннюю полость обоймы через крышку корпуса.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in a centrifugal gas-liquid separator containing a vertical housing with a lid and a bottom, a cylindrical ferrule located in the housing with a perimeter clearance, a tangential gas-liquid mixture inlet into the inner cavity of the ferrule, a gas outlet pipe connected to the inner cavity of the casing with the help of a gas outlet pipe passing through the housing cover, a fluid outlet pipe in communication with the housing near its bottom, and a outlet outlet pipe oia connected to the housing, according to the invention, the housing is made in a stepped form with an upper cylindrical part of a larger diameter and a lower cylindrical part of a smaller diameter, the lower part of the housing with an upper edge placed in its upper part and provided with an additional fluid outlet pipe and a conical part attached to its lower edge and connected to the outlet pipe of the sludge, the holder rests on the upper edge of the lower part of the housing, is made with vertical slots and is equipped with a filter element adjacent to Tenke holder from its internal cavity, a gap between the housing and cage communicates with flue pipe by means of vent pipe and tangential inlet liquid mixture is formed extending into the internal cavity of the cage through the housing cover.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что газоотводящая труба может быть продолжена во внутреннюю полость обоймы и снабжена наружным шнеком с направляющими пластинами и внутренним шнеком, выполненным из витой пластины, края которой наклонены навстречу движению газа.The problem is solved, and the technical result is also achieved by the fact that the exhaust pipe can be continued into the inner cavity of the cage and equipped with an external screw with guide plates and an internal screw made of a twisted plate, the edges of which are inclined towards the gas movement.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что направляющие пластины шнека могут быть снабжены средствами очистки фильтрующего элемента.The problem is solved, and the technical result is also achieved by the fact that the guide plates of the screw can be equipped with means for cleaning the filter element.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что обойма может быть выполнена с возможностью вращения и снабжена зубчатым венцом, кинематически связанным посредством шестеренки с электродвигателем.The problem is solved, and the technical result is also achieved by the fact that the cage can be made with the possibility of rotation and equipped with a gear rim kinematically connected by means of a gear with an electric motor.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что обойма может быть дополнительно снабжена форсункой, расположенной в зазоре между корпусом и обоймой с возможностью перемещения.The problem is solved, and the technical result is also achieved by the fact that the clip can be additionally equipped with a nozzle located in the gap between the housing and the clip with the ability to move.
На фиг.1 представлен предлагаемый центробежный газожидкостный сепаратор.Figure 1 presents the proposed centrifugal gas-liquid separator.
На фиг.2 - обойма.Figure 2 - clip.
На фиг.3 - фильтрующий элемент со вставками.Figure 3 - filter element with inserts.
Предлагаемый центробежный газожидкостный сепаратор (фиг.1) содержит вертикальный корпус ступенчатой формы с верхней цилиндрической частью 1 большего диаметра и нижней цилиндрической частью 2 меньшего диаметра, со съемной крышкой 3 и днищем 4. Нижняя часть 2 корпуса верхней кромкой 5 размещена в его верхней части 1. Сепаратор содержит также расположенную в верхней части 1 корпуса с зазором 6 по периметру цилиндрическую обойму 7. Обойма 7 опирается на верхнюю кромку 5 нижней части 2 корпуса, выполнена с вертикальными прорезями 8 (фиг.2) и снабжена фильтрующим элементом 9, примыкающим к стенке 10 обоймы 7 со стороны ее внутренней полости 11 и выполненным, например, в виде навитой проволоки треугольного, прямоугольного или круглого сечения. Фильтрующий элемент 9 при сборке поджимается г-образными элементами 12, связанными с обоймой 7 при помощи болтов 13, на которые надеты пружины 14. Элементы 12 позволяют выравнивать усилия по всей плоскости сжатия фильтрующего элемента 9. Зазоры между его витками регулируются вставками 15 (фиг.3). Вставки 15 выполняются из проволоки, скоб или пластин, толщина которых не должна превышать заданной величины зазора между витками. Вставки 15 устанавливаются на фильтрующем элементе 9 через каждый его виток. При сжатии фильтрующего элемента 9 происходит автоматическое выставление зазоров между его витками. К верхней кромке 5 нижней части 2 корпуса приварены г-образные направляющие 16, и обойма 7, опираясь на верхнюю кромку 5, охватывает направляющие 16. Кроме того, для повышения устойчивости обойма 7 входит в цилиндрическую направляющую 17, приваренную к внутренней стороне крышки 3. Сепаратор содержит также тангенциальный ввод 18 газожидкостной смеси с конусным сужением 19 на конце, проходящий через крышку 3 во внутреннюю полость 11 обоймы 7, патрубок 20 вывода газа, подсоединенный к внутренней полости 11 обоймы 7 при помощи газоотводящей трубы 21, проходящей через крышку 3, патрубок 22 вывода жидкости, имеющей меньшую плотность (например, пластовая вода), сообщенный с верхней частью 1 корпуса вблизи днища 4, и патрубок 23 вывода отстоя. Нижняя часть 2 корпуса снабжена дополнительным патрубком 24 вывода жидкости, имеющей большую плотность (например, битумная нефть), и конической частью 25, прикрепленной к ее нижней кромке 26 и соединенной с патрубком 23 вывода отстоя. Патрубки 20, 22, 24 вывода газа и жидкости снабжены клапанными узлами (не показаны), не пропускающими соответственно жидкость или газ. Зазор 6 между верхней частью 1 корпуса и обоймой 7 сообщен с газоотводящей трубой 21 при помощи газоотводящего патрубка 27.The proposed centrifugal gas-liquid separator (figure 1) contains a vertical step housing with an upper cylindrical part 1 of a larger diameter and a lower
Газоотводящая труба 21 может быть продолжена во внутреннюю полость 11 обоймы 7 и снабжена наружным шнеком 28 с направляющими пластинами 29, предназначенным для создания направленного потока газожидкостной смеси вдоль фильтрующего элемента 9 сверху вниз, и внутренним шнеком 30, выполненным из витой пластины, края которой наклонены навстречу движению газа.The
Направляющие пластины 29 шнека 28 могут быть снабжены средствами очистки фильтрующего элемента 9, например, в виде прикрепленных к пластинам 29 на всей их периферии щеток 31, которые позволяют очищать фильтрующий элемент 9 от прилипших частиц. Для этого обойма 7 выполнена с возможностью вращения и может быть снабжена зубчатым венцом 32, кинематически связанным посредством шестеренки 33 с электродвигателем 34. Кроме того, для промывки фильтрующего элемента 9 обойма 7 может быть дополнительно снабжена форсункой 35, расположенной в зазоре 6 с возможностью перемещения от электродвигателя 36.The
Описываемый центробежный газожидкостный сепаратор работает следующим образом.The described centrifugal gas-liquid separator operates as follows.
Поток газожидкостной смеси поступает через тангенциальный ввод 18 с конусным сужением 19 на конце в верхнюю часть внутренней полости 11 обоймы 7. Пройдя через конусное сужение 19, газожидкостная смесь вскипает, что улучшает разделение газа и жидкости. Благодаря тангенциальному вводу 18, проходящему через крышку 3, весь газожидкостный поток, образуя направленное круговое движение, устремляется под действием центробежной силы вдоль фильтрующего элемента 9 сверху вниз, получив дополнительное завихрение, проходя между направляющими пластинами 29 шнека 28. Пластины 29 шнека 28 также способствуют направлению движения газожидкостного потока по кругу и сверху вниз вдоль всего фильтрующего элемента 9. Кроме того, пластины 29 создают дополнительную площадь соприкосновения газожидкостной смеси на пути продвижения между пластинами 29, увеличивая тем самым массообмен между частицами жидкости, находящимися в газожидкостном потоке, и различными поверхностями (фильтрующего элемента 9, поверхностью пластин 29 и другими). Частицы жидкости, находящиеся в газожидкостном потоке, соприкасаясь с любой поверхностью, начинают конденсироваться на поверхности. Происходит прямой массообмен между поверхностью и частичками жидкости, находящимися в газожидкостном потоке. На пластинах 29 шнека 28 образуются капельки жидкости, которые укрупняются в большие капли за счет массообмена и сносятся газожидкостным потоком под действием центробежной силы к фильтрующему элементу 9. Частицы жидкости тяжелее, чем газ, и при соприкосновении с любой поверхностью происходит каплеобразование. Взвешенные частицы и крупные капли жидкости под действием центробежной силы отбрасываются к фильтрующему элементу 9. Очищенная жидкость, имеющая меньшую плотность (например, пластовая вода), просачивается через фильтрующий элемент 9 и, пройдя через вертикальные прорези 8 обоймы 7, поступает в патрубок 22 вывода жидкости. Посредством электродвигателя 34 через шестеренку 33 приводится во вращение обойма 7. При этом щетки 31, прикрепленные к пластинам 29 шнека 28 на всей их периферии так, чтобы касаться фильтрующего элемента 9, при вращении обоймы 7 очищают фильтрующий элемент 9 от прилипших на него частиц (песок, цементы, сгустки парафинов, асфальтенов, кольматирующие составы, закачиваемые в пласт, и другие твердые крупные взвешенные частицы). Взвешенные крупные частицы и жидкость, имеющая большую плотность, которые задерживаются на фильтрующем элементе 9, смываются и счищаются с фильтрующего элемента 9 и газожидкостным потоком уносятся в нижнюю часть 2 корпуса, которая выполняет роль отстойника с круговым движением жидкости. Осветленная жидкость, имеющая большую плотность (например, битумная нефть), стекает через воронку 37 в патрубок 24 для дальнейшей переработки. В конической части 25 отстойника скапливаются самые тяжелые частицы (например, асфальтены, парафины, песок, цемент и другие), которые из нее отводятся в патрубок 23 вывода отстоя для дальнейшей утилизации. Выделившийся из газожидкостной смеси газ поступает в газоотводящую трубу 21. Поступающий в трубу 21 влажный газ соприкасается с внутренним шнеком 30, выполненным из витой пластины, края которой наклонены навстречу движению газа. Такое соприкосновение сопровождается конденсацией влаги, что способствует более полной осушке газа. Газ, скопившейся в зазоре 6, отводится в трубу 21 при помощи патрубка 27. Из трубы 21 газ поступает в патрубок 20 вывода газа.The flow of the gas-liquid mixture enters through the
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010124190/05A RU2433856C1 (en) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Centrifugal gas-liquid separator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010124190/05A RU2433856C1 (en) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Centrifugal gas-liquid separator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2433856C1 true RU2433856C1 (en) | 2011-11-20 |
Family
ID=45316639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010124190/05A RU2433856C1 (en) | 2010-06-11 | 2010-06-11 | Centrifugal gas-liquid separator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2433856C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA027872B1 (en) * | 2014-10-02 | 2017-09-29 | Ао "Казнипимунайгаз" | Gas-liquid vertical separator |
CN110090517A (en) * | 2019-05-08 | 2019-08-06 | 俞春华 | A kind of staged gas-liquid separator |
CN113498358A (en) * | 2019-03-05 | 2021-10-12 | 三九股份公司 | Method and device for removing particles from an air flow |
-
2010
- 2010-06-11 RU RU2010124190/05A patent/RU2433856C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA027872B1 (en) * | 2014-10-02 | 2017-09-29 | Ао "Казнипимунайгаз" | Gas-liquid vertical separator |
CN113498358A (en) * | 2019-03-05 | 2021-10-12 | 三九股份公司 | Method and device for removing particles from an air flow |
CN110090517A (en) * | 2019-05-08 | 2019-08-06 | 俞春华 | A kind of staged gas-liquid separator |
CN110090517B (en) * | 2019-05-08 | 2023-09-08 | 俞春华 | Stepped gas-liquid separator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2433856C1 (en) | Centrifugal gas-liquid separator | |
CN114269453A (en) | Wet dust collecting unit and wet dust collecting device using same | |
RU2311945C1 (en) | Centrifugal gas-and-liquid separator | |
RU80768U1 (en) | CENTRIFUGAL GAS-LIQUID SEPARATOR | |
RU2379121C1 (en) | Vortex centrifugal separator | |
RU2433855C1 (en) | Centrifugal gas-liquid separator | |
RU2468851C1 (en) | Centrifugal separator | |
RU2331481C1 (en) | Cyclone | |
RU2302907C2 (en) | Hydraulic cyclone | |
RU2434669C1 (en) | Centrifugal gas liquid separator | |
RU101936U1 (en) | VERTICAL OIL AND GAS SEPARATOR | |
RU54824U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING OIL-CONTAINING WASTE WATERS | |
RU120577U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING LIQUIDS FROM IMPURITIES | |
WO2020209822A1 (en) | Method for removing mechanical impurities from a liquid and device for carrying out same | |
RU107972U1 (en) | LIQUID CLEANING DEVICE (OPTIONS) | |
RU2335328C1 (en) | Slotted filter | |
RU59435U1 (en) | CENTRIFUGAL GAS-LIQUID SEPARATOR | |
JP2009090268A (en) | Cyclone type filter device | |
RU159862U1 (en) | DEVICE FOR COMBINED CLEANING OF GAS MEDIA | |
SU1773495A1 (en) | Three-product hydrucyclone | |
RU2418616C1 (en) | Device to separate fluid particles from gas-fluid flow | |
RU13539U1 (en) | FILTER SEPARATOR AND FILTER ELEMENT | |
RU2806792C1 (en) | Device for cleaning and disinfecting water | |
RU2806853C1 (en) | Device for cleaning and disinfecting water | |
RU49459U1 (en) | CENTRIFUGAL GAS-LIQUID SEPARATOR FILTER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130612 |