RU2511372C1

RU2511372C1 - Gas filter

Info

Publication number: RU2511372C1
Application number: RU2012148575/05A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Илгиз Мисбахович Салихов; Роберт Рафаэлевич Ахмадуллин; Азат Фатыхович Шигапов; Алсу Салтановна Садртдинова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-04-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil industry. Gas filter includes a housing with input tube to deliver contaminated gas and output tube for pure gas, fine and coarse filtering chambers divided by a partition that does not reach the housing bottom, blades placed in coarse filtering chamber, herewith the first blade is placed opposite input tube at angle of 40-50° towards gas flow and remaining blades fixed alternately at opposite walls of the chamber at angle of 85-95° towards the previous blade one by one and with a gap between the blade and the opposite wall, meshes placed behind the partition in fine filtering chamber so that they are placed one over another from the lower mesh to the top mesh thus covering the whole square area of the chamber, a holding tank below chambers with cutoff tube in the bottom and liquid level regulation system, heated housing with inner temperature regulation system. Input tube is placed tangentially to the housing close to the partition; meshes are installed with different slope angle from 60° towards vertical line at the lower mesh up to 45° towards vertical line at the upper mesh, at that the lower edge of the lower mesh is placed at the level of partition bottom and the upper edge of the upper mesh is located at the level of input tube bottom.

EFFECT: improving quality of oil gas treatment from dropping liquid and impurities in the form of solid suspended particles.

2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке нефтяного попутного газа на нефтяных месторождениях.The invention relates to the oil industry and may find application in the purification of petroleum associated gas in oil fields.

Известно устройство газового фильтра, которое содержит корпус; гибкий фильтрующий слой, который разделяет внутреннее пространство корпуса на впускную камеру и выпускную камеру и имеет участок, пропускающий газ; впускной канал, соединенный с впускной камерой и производящий газ во впускную камеру; выпускной канал, соединенный с выпускной камерой и направляющий газ, поступающий из впускной камеры в выпускную камеру, через фильтрующий слой из выпускной камеры, при этом выпускной канал имеет отверстие; и участок, ограничивающий смещение, который ограничивает смещение части пропускающего газ участка фильтрующего слоя вблизи отверстия по направлению к отверстию, при этом участок, ограничивающий смещение, расположен только вблизи части участка, пропускающего газ, поблизости отверстия (Патент РФ №2398613, опубл. 10.09.2010).A gas filter device is known which comprises a housing; a flexible filter layer that separates the interior of the housing into the inlet chamber and the outlet chamber and has a gas-permeable portion; an inlet channel connected to the inlet chamber and generating gas into the inlet chamber; an exhaust channel connected to the exhaust chamber and directing gas coming from the inlet chamber to the exhaust chamber through a filter layer from the exhaust chamber, wherein the exhaust channel has an opening; and an offset restricting portion that restricts the offset of a portion of the gas-permeable portion of the filter layer near the opening toward the opening, wherein the offset restricting portion is located only near a portion of the gas-transmitting portion, in the vicinity of the opening (RF Patent No. 2398613, publ. 10.09. 2010).

Известное устройство имеет весьма ограниченный срок службы при очистке попутного нефтяного газа, несущего с собой капли воды и загрязнения в виде твердых механических частиц.The known device has a very limited service life when cleaning associated petroleum gas, carrying with it drops of water and pollution in the form of solid mechanical particles.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является газовый фильтр, включающий корпус с входным патрубком для подачи загрязненного газа и выходным патрубком для выпуска чистого газа, с камерами грубой и тонкой очистки. Камеры грубой и тонкой очистки разделены перегородкой, не доходящей до днища корпуса, в камере грубой очистки размещены лопатки, первая лопатка расположена напротив входного патрубка под углом 40-50° к направлению потока газа, остальные лопатки закреплены попеременно на противоположных стенках камеры под углом 85-95° к предыдущей лопатке последовательно одна под другой и с зазором между лопаткой и противоположной стенкой, за перегородкой в камере тонкой очистки размещены сетки, установленные наклонно и перекрывающие всю площадь камеры, сетки расположены одна над другой и имеют уменьшающийся размер ячеек от нижней сетки к верхней, снизу под камерами имеется накопительная емкость с перекрываемым патрубком в днище и системой регулирования уровня жидкости, газовый фильтр снабжен обогреваемым кожухом с системой регулировки температуры внутри (Патент РФ №2465038, опубл. 27.10.2012 - прототип).Closest to the proposed invention in technical essence is a gas filter comprising a housing with an inlet for supplying contaminated gas and an outlet for exhausting clean gas, with coarse and fine filters. The coarse and fine chambers are separated by a partition that does not reach the bottom of the body, blades are located in the coarse chamber, the first blade is located opposite the inlet pipe at an angle of 40-50 ° to the direction of gas flow, the remaining blades are alternately mounted on opposite walls of the chamber at an angle of 85- 95 ° to the previous blade sequentially one below the other and with a gap between the blade and the opposite wall, nets are installed behind the partition in the fine-cleaning chamber, installed obliquely and covering the entire area of the chamber, the ki are located one above the other and have a decreasing mesh size from the lower grid to the upper, below the cameras there is a storage tank with an overlapping nozzle in the bottom and a liquid level control system, the gas filter is equipped with a heated casing with a temperature control system inside (RF Patent No. 2465038, publ. 10.27.2012 - prototype).

Известный фильтр не позволяет качественно очищать попутный нефтяной газ от капельной жидкости и загрязнений.The known filter does not allow for high-quality purification of associated petroleum gas from dropping liquid and contaminants.

В предложенном изобретении решается задача очистки попутного нефтяного газа от капельной жидкости и загрязнений в виде твердых взвешенных частиц.The proposed invention solves the problem of purification of associated petroleum gas from a dropping liquid and contaminants in the form of suspended solids.

Задача решается тем, что в газовом фильтре, включающем корпус с входным патрубком для подачи загрязненного газа и выходным патрубком для выпуска чистого газа, камеры грубой и тонкой очистки, разделенные перегородкой, не доходящей до днища корпуса, лопатки, размещенные в камере грубой очистки, первую лопатку, расположенную напротив входного патрубка под углом 40-50° к направлению потока газа, остальные лопатки, закрепленные попеременно на противоположных стенках камеры под углом 85-95° к предыдущей лопатке последовательно одна под другой и с зазором между лопаткой и противоположной стенкой, сетки, размещенные за перегородкой в камере тонкой очистки, установленные одна над другой с уменьшающимся размером ячеек от нижней сетки к верхней с перекрытием всей площади камеры, накопительную емкость снизу под камерами с перекрываемым патрубком в днище и системой регулирования уровня жидкости, обогреваемый кожух с системой регулировки температуры внутри, согласно изобретению, входной патрубок расположен по касательной к корпусу вблизи перегородки, сетки установлены с разным наклоном от 45° к вертикали у нижней сетки до 60° к вертикали у верхней сетки, при этом нижний край нижней сетки расположен на уровне низа перегородки, а верхний край верхней сетки расположен на уровне низа выходного патрубка.The problem is solved in that in a gas filter that includes a housing with an inlet pipe for supplying contaminated gas and an outlet pipe for the release of clean gas, coarse and fine cleaning chambers separated by a partition that does not reach the bottom of the casing, the blades placed in the coarse cleaning chamber are first a blade located opposite the inlet pipe at an angle of 40-50 ° to the direction of gas flow, the remaining blades are mounted alternately on opposite walls of the chamber at an angle of 85-95 ° to the previous blade successively one below the other and with azor between the blade and the opposite wall, grids placed behind the partition in the fine-cleaning chamber, installed one above the other with decreasing mesh size from the lower mesh to the upper with the overlapping of the entire chamber area, the storage tank from below under the cameras with an overlapping nozzle in the bottom and a level control system liquids, a heated casing with a temperature control system inside, according to the invention, the inlet pipe is tangent to the housing near the partition, the grids are installed with different slopes from 45 ° to the vertical at the lower mesh to 60 ° to the vertical at the upper mesh, with the lower edge of the lower mesh located at the bottom of the septum, and the upper edge of the upper mesh located at the bottom of the outlet pipe.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

При подготовке нефти на промысле производят подогрев нефти в печах, в которых в качестве топлива используют попутный нефтяной газ. Такой газ имеет в своем составе загрязнения в виде твердых взвешенных частиц и капельную жидкость, превращающуюся в конденсат. Конденсат и загрязнения вызывают отказ элементов печи, в частности запальника и электромагнитного клапана. Для исключения попадания конденсата и загрязнений в элементы печи предложен заявленный газовый фильтр.When preparing oil at a field, oil is heated in furnaces in which associated petroleum gas is used as fuel. Such a gas contains pollution in the form of suspended solids and a dropping liquid that turns into condensate. Condensation and contamination cause the furnace elements to fail, in particular the igniter and the solenoid valve. To eliminate the ingress of condensate and contaminants into the furnace elements, the claimed gas filter is proposed.

На фиг.1 и 2 представлен заявленный газовый фильтр.Figure 1 and 2 presents the claimed gas filter.

Газовый фильтр включает корпус 1 с входным патрубком 2 для подачи загрязненного газа, расположенным по касательной к корпусу 1, и выходным патрубком 3 для выпуска чистого газа, с камерами грубой 4 и тонкой очистки 5, разделенными перегородкой 6, не доходящей до днища 7 корпуса 1. В камере грубой очистки 4 размещены лопатки. Первая лопатка 8 расположена напротив входного патрубка 2 под углом α=40-50° к направлению потока газа, остальные лопатки 9 закреплены попеременно на противоположных стенках камеры под углом β=85-95° к предыдущей лопатке последовательно одна под другой и с зазором между лопаткой и противоположной стенкой. За перегородкой 6 в камере тонкой очистки 5 размещены сетки 10, установленные наклонно и перекрывающие всю площадь камеры 5. Сетки расположены одна над другой и имеют уменьшающийся размер ячеек от нижней сетки к верхней. Сетки установлены с разным наклоном от γ=45° к вертикали у нижней сетки до η=60° к вертикали у верхней сетки. Нижний край нижней сетки расположен на уровне низа перегородки 6, а верхний край верхней сетки расположен на уровне низа выходного патрубка 3. Снизу под камерами 4 и 5 имеется накопительная емкость 11 с перекрываемым патрубком 12 в днище 7, предназначенная для накопления жидкости 13. Уровень жидкости 13 регулируется системой регулирования уровня жидкости 14, которая представляет собой два датчика сигнализации уровня 15 и 16 и электромагнитный клапан 17, перекрывающий патрубок 12. Газовый фильтр снабжен обогреваемым кожухом 18 с системой регулировки температуры 19 внутри и датчиком температуры 20.The gas filter includes a housing 1 with an inlet pipe 2 for supplying contaminated gas, located tangentially to the housing 1, and an outlet pipe 3 for releasing clean gas, with coarse 4 and fine filters 5, separated by a partition 6, not reaching the bottom 7 of the housing 1 The blades are located in the primary cleaning chamber 4. The first blade 8 is located opposite the inlet pipe 2 at an angle α = 40-50 ° to the direction of gas flow, the remaining blades 9 are alternately mounted on opposite walls of the chamber at an angle β = 85-95 ° to the previous blade successively one below the other and with a gap between the blade and opposite wall. Behind the partition 6 in the fine cleaning chamber 5 there are nets 10 installed obliquely and overlapping the entire area of the chamber 5. The nets are located one above the other and have a decreasing mesh size from the lower to the upper mesh. The grids are installed with a different slope from γ = 45 ° to the vertical at the lower grid to η = 60 ° to the vertical at the upper grid. The lower edge of the lower mesh is located at the bottom of the partition 6, and the upper edge of the upper mesh is located at the bottom of the outlet pipe 3. Below the chambers 4 and 5 there is a storage tank 11 with an overlapping pipe 12 in the bottom 7, designed to accumulate liquid 13. The liquid level 13 is regulated by a liquid level control system 14, which is two level sensors 15 and 16 and an electromagnetic valve 17 that blocks the nozzle 12. The gas filter is equipped with a heated casing 18 with an adjustment system The temperature inside 19 and temperature sensor 20.

Газовый фильтр работает следующим образом.The gas filter operates as follows.

Попутный нефтяной газ с каплями воды и твердыми частицами загрязнений поступает по входному патрубку 2, контактирует с корпусом 1, закручивается и сразу упирается в перегородку 6. Происходит резкое торможение закрученного потока, за счет чего отделяется значительная часть жидкости от газа. Жидкость и газ поступают в камеру грубой очистки 4 корпуса 1 газового фильтра. Струя газа спускается вниз параллельно перегородке 6 и ударяется о первую лопатку 8 и меняет направление движения на угол порядка 40-50°. При этом часть капель воды и загрязнений задерживаются на первой лопатке 8. Далее струя газа последовательно ударяется о лопатки 9 и на них так же задерживается часть капель воды и загрязнений. Струя газа проходит под перегородкой 6 в камеру тонкой очистки 5. Здесь газ проходит через наклонно установленные сетки 10. Сетки 10 перекрывают все сечение камеры тонкой очистки 5. На нижней сетке 10 скапливается основная масса жидкости. Резкий наклон нижней сетки в вертикали на 45° способствует быстрому стеканию капель жидкости с самой нагруженной сетки, а менее резкий наклон верхней сетки к вертикали на 60° способствует более плавному процессу на верхней мало нагруженной сетке, что повышает качество очистки газа. Расположение нижнего края нижней сетки на уровне низа перегородки и верхнего края верхней сетки на уровне низа выходного патрубка способствует наиболее полному охвату всего объема камеры тонкой очистки 5. После того, как газ оставляет на сетках остатки капель воды и загрязнений он проходит вверх и выходит из корпуса 1 через выходной патрубок 3 на форсунки печи для подогрева нефти (не показаны). Капли воды и загрязнения, скопившиеся на лопатках 8 и 9 скатываются по лопаткам вниз в накопительную емкость 11. По установленным наклонно сеткам 10 снизу сеток скатываются по сетке и собираются в накопительную емкость 11 капли воды и загрязнения, просеянные через сетки 10. При достижении верхнего уровня жидкости в накопительной емкости 11 срабатывает датчик сигнализации верхнего уровня 15, посредством которого открывается электромагнитный клапан 17 и жидкость выливается из корпуса 1 через патрубок 12 до достижения нижнего уровня, при котором срабатывает датчик сигнализации нижнего уровня 16, посредством которого закрывается электромагнитный клапан 17 и прекращается удаление жидкости из корпуса 1. При отрицательных температурах срабатывает датчик температуры 20, система регулировки температуры 19 подает напряжение на обогреваемый кожух 18, происходит подогрев корпуса фильтра 1 и электромагнитного клапана 17.Associated petroleum gas with water droplets and solid particles of impurities enters the inlet pipe 2, contacts the housing 1, swirls and immediately rests against the partition 6. There is a sharp braking of the swirling flow, due to which a significant part of the liquid is separated from the gas. Liquid and gas enter the rough cleaning chamber 4 of the housing 1 of the gas filter. The gas stream descends parallel to the partition wall 6 and hits the first blade 8 and changes the direction of motion by an angle of about 40-50 °. In this case, part of the water droplets and contaminants are retained on the first blade 8. Next, the gas jet successively hits the vanes 9 and a part of the water droplets and contaminants are also retained on them. A gas stream passes under the partition 6 into the fine-purification chamber 5. Here the gas passes through obliquely installed grids 10. The grids 10 overlap the entire cross section of the fine-purification chamber 5. The bulk of the liquid accumulates on the lower grid 10. A sharp inclination of the lower grid in the vertical by 45 ° facilitates the rapid dripping of liquid droplets from the most loaded grid, and a less sharp inclination of the upper grid to the vertical by 60 ° contributes to a smoother process on the upper lightly loaded grid, which improves the quality of gas purification. The location of the lower edge of the lower mesh at the bottom of the partition and the upper edge of the upper mesh at the bottom of the outlet nozzle contributes to the fullest coverage of the entire volume of the fine-purification chamber 5. After the gas leaves residual water droplets and dirt on the grids, it passes up and out of the housing 1 through the outlet pipe 3 to the nozzles of the furnace for heating oil (not shown). Water droplets and contaminants accumulated on the blades 8 and 9 slide down the blades down to the accumulation tank 11. According to the inclined nets 10, the bottom of the nets roll down the grid and 11 drops of water and contamination sifted through the nets are collected into the accumulation tank 10. Upon reaching the upper level liquid in the storage tank 11 triggers the alarm sensor of the upper level 15, through which the electromagnetic valve 17 opens and the liquid is poured out of the housing 1 through the pipe 12 to reach the lower level, at which batyvaet bottom level detection sensor 16, by which the solenoid valve 17 closes and stops removing fluid from the housing 1. At low temperatures the temperature sensor 20 is triggered, the temperature control system 19 energizes the heating jacket 18, heating occurs filter housing 1 and the solenoid valve 17.

Выходящий из предложенного газового фильтра газ обладает достаточной чистотой и отсутствием загрязнений и влаги, а его применение в качестве топлива не вызывают отказ элементов печи, в частности запальника и электромагнитного клапана.The gas emerging from the proposed gas filter has sufficient purity and is free from contamination and moisture, and its use as a fuel does not cause a failure of the furnace elements, in particular the igniter and the electromagnetic valve.

Применение предложенного газового фильтра позволит решить задачу очистки нефтяного попутного газа от капельной жидкости и твердых взвешенных частиц.The application of the proposed gas filter will allow to solve the problem of cleaning petroleum associated gas from dropping liquid and suspended solids.

Claims

Gas filter, comprising a casing with an inlet for supplying contaminated gas and an outlet for emitting clean gas, coarse and fine filters, separated by a partition that does not reach the bottom of the casing, vanes located in the coarse chamber, a first vane located opposite the inlet at an angle of 40-50 ° to the direction of gas flow, the remaining blades are mounted alternately on opposite walls of the chamber at an angle of 85-95 ° to the previous blade sequentially one below the other and with a gap between the blade and opposite wall, grids placed behind the partition in the fine-cleaning chamber, installed one above the other with decreasing mesh size from the lower grid to the upper with the overlapping of the entire chamber area, the storage tank from below under the cameras with an overlapping nozzle in the bottom and a liquid level control system, a heated casing with a temperature control system inside, characterized in that the inlet pipe is located tangentially to the body near the partition, the grids are installed with a different slope from 45 ° to the vertical at the bottom mesh to 60 ° to the vertical at the upper grid, wherein the lower edge of the lower grid located at the bottom level of the partition and the upper edge of the upper grid is located on the outlet bottom level.