RU2636275C1 - Регулируемый водогазовый эжектор - Google Patents
Регулируемый водогазовый эжектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636275C1 RU2636275C1 RU2016129471A RU2016129471A RU2636275C1 RU 2636275 C1 RU2636275 C1 RU 2636275C1 RU 2016129471 A RU2016129471 A RU 2016129471A RU 2016129471 A RU2016129471 A RU 2016129471A RU 2636275 C1 RU2636275 C1 RU 2636275C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- confuser
- ejector
- water
- gas
- diffuser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Эжектор предназначен для эжекции газа в поток жидкости в системах поддержания пластового давления. Эжектор содержит входной конфузор 1, диффузор 2 с расположенной между ними щелью эжекции 3, патрубок 4 для подачи газа, сообщающийся со щелью эжекции 3 на входе конфузора 2, в месте соединения его с трубопроводом подачи воды установлена регулировочная муфта 5 с конусной иглой 6, которая может перемещаться вдоль центральной оси конфузора 2. Конусная игла 6 расположена вдоль этой оси и входит в конфузорно-диффузорный переход, изменяя при перемещении площадь его проходного сечения. Регулировочная муфта 5 включает корпус 7 с закрепленными на нем снаружи четырьмя взаимно-перпендикулярными рычагами 8. Внутри корпуса 7 расположена втулка 9, на которой закреплены четыре взаимно-перпендикулярные лопасти 10, в центре пересечения которых выполнено гнездо 11 для установки конусной иглы 6. Корпус 7 имеет внутреннюю резьбу для крепления его на наружной резьбе конфузора 1. Технический результат заключается в обеспечении стабильности работы эжектора в условиях изменяющихся технологических параметров его работы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для эжекции газа в поток жидкости в системах поддержания пластового давления.
Высокие требования к рациональному использованию природных ресурсов, а также современные экологические нормы и стандарты требуют создания устройств для утилизации попутного нефтяного газа (ПНГ) без сжигания его на факельных установках. Одним из способов утилизации низконапорного ПНГ является закачка его в пласт через систему поддержания пластового давления путем смешивания с водой с помощью эжектирующих устройств.
Известны эжекторы, предназначенные для смешения двух разнофазных сред, в которых рабочая жидкость, обладающая высоким статическим давлением, проходя через сужающийся участок, теряет давление до значений давления эжектируемого газа, смешивается с ним и увлекается в коническую приемную камеру. Далее смешанный поток поступает в цилиндрическую камеру смешения, а затем в диффузор, в результате чего образуется равномерная смесь двух сред, первоначально находившихся в разных фазах (Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд. перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - с. 36; Цегельский В.Г. Двухфазные струйные аппараты. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. 408 с.). Описанное устройство обладает высоким коэффициентом эжекции. Недостатком является высокий уровень гидравлических потерь напора (около 50%) при прохождении потоком цилиндрической камеры смешения.
Известно устройство для эжекции низконапорного газа в поток жидкости (патент РФ № 2508477, МПК F04F 5/04, опубл. 27.02.2014), выполненное в виде конфузорно-диффузорного перехода, имеющего профиль Вентури со щелью эжекции в области сужения, и содержащее конфузор, диффузор, входной патрубок для подачи газа, расположенный в области сужения и сообщающийся со щелью эжекции с созданием зоны смешения в потоке жидкости, а щель эжекции образована внешней конусной поверхностью сопла конфузора и внутренней криволинейной поверхностью входного отверстия диффузора. Данное устройство характеризуется невысокими гидравлическими потерями напора (не более 10-20%). Данное устройство принято за прототип.
Общим недостатком приведенных устройств является высокая чувствительность к изменениям входных параметров, таких как расход рабочей среды через эжектор и давление на его входе.
Задачей изобретения является разработка устройства для эжекции низконапорного ПНГ в водовод системы поддержания пластового давления с возможностью регулирования площади проходного сечения конфузора.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении стабильности работы эжектора в условиях изменяющихся технологических параметров его работы, таких как давление воды на входе в эжектор, расход воды через эжектор, давление в газовой линии, что позволяет обеспечить бесперебойную подачу смеси воды и ПНГ в систему поддержания пластового давления, повысить суммарный коэффициент эжекции, и как следствие снизить объемы ПНГ, сжигаемого на факельных установках.
Поставленная задача решается с помощью регулируемого водогазового эжектора в трубопроводе системы поддержания пластового давления, выполненного в виде конфузорно-диффузорного перехода, имеющего профиль Вентури со щелью эжекции в области сужения, содержащий входной конфузор, диффузор, патрубок для подачи газа, расположенный в области сужения и сообщающийся со щелью эжекции с созданием зоны смешения в потоке воды, причем минимальный диаметр входного отверстия диффузора составляет (1,05-1,15) от диаметра сопла конфузора.
В отличие от прототипа на входе конфузора установлена с возможностью перемещения вдоль его центральной оси регулировочная муфта с конусной иглой, расположенной вдоль этой оси и входящей конусной частью в конфузорно-диффузорный переход для изменения площади его проходного сечения при перемещении иглы.
Согласно изобретению регулировочная муфта включает цилиндрический корпус с закрепленными на нем снаружи четырьмя взаимно-перпендикулярными рычагами и расположенную внутри него втулку, на которой закреплены взаимно-перпендикулярные лопасти, в центре пересечения которых выполнено гнездо для установки конусной иглы, причем корпус имеет внутреннюю резьбу для крепления его на наружной резьбе конфузора, а на прилегающей к конфузору поверхности втулки выполнены канавки с расположенными в них уплотнительными кольцами.
Указанный технический результат достигается благодаря предложенной конструкции эжектора с конусной иглой, перемещение которой вдоль оси конфузора посредством регулировочной муфты позволяет изменять площадь проходного сечения конфузора в области самого узкого участка в случае изменения параметров работы эжектора, таких как давление воды на входе в эжектор, расход воды через эжектор, давление газа. Это позволяет добиться требуемого давления в зоне эжекции и обеспечить стабильную работу эжектора даже при значительных изменениях технологических параметров его работы без снижения коэффициента эжекции.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства регулируемого водогазового эжектора; на фиг. 2 - место А фиг. 1 увеличенная зона эжекции; на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 1.
Регулируемый водогазовый эжектор содержит входной конфузор 1, диффузор 2 с расположенной между ними щелью эжекции 3, патрубок 4 для подачи газа, сообщающийся со щелью эжекции 3 на входе конфузора 2, в месте соединения его с трубопроводом подачи воды установлена регулировочная муфта 5 с конусной иглой 6, которая может перемещаться вдоль центральной оси конфузора 2. Конусная игла 6 расположена вдоль этой оси и входит в конфузорно-диффузорный переход, изменяя при перемещении площадь его проходного сечения. Регулировочная муфта 5 включает корпус 7 с закрепленными на нем снаружи четырьмя взаимно-перпендикулярными рычагами 8. Внутри корпуса 7 расположена втулка 9, на которой закреплены четыре взаимно-перпендикулярные лопасти 10, в центре пересечения которых выполнено гнездо 11 для установки конусной иглы 6. Корпус 7 имеет внутреннюю резьбу для крепления его на наружной резьбе конфузора 1.
Устройство работает следующим образом. В конфузор 1, представляющий собой переход от большего сечения к меньшему через плавно сужающийся участок, подается поток воды. За счет постепенного сужения, на выходе конфузора происходит увеличение скорости потока воды с одновременным снижением статического давления потока ниже давления газа за счет перехода потенциальной энергии в кинетическую энергию потока в соответствии с законом Бернулли. Далее поток воды проходит через щель эжекции 3, в которую также поступает поток газа через патрубок 4. Контактируя в зоне эжекции, поток воды и поток газа смешиваются и поступают в диффузор 2, где происходит дальнейшее смешение потоков и восстановление статического давления за счет снижения скорости потока. Перемещение регулировочной муфты 5 вдоль оси конфузора позволяет перемещать конусную иглу 6, тем самым увеличивая или уменьшая площадь проходного сечения конфузора в самом узком месте, что дает возможность оперативно изменять конфигурацию проточной части эжектора в соответствии с изменяющимися технологическими параметрами его работы, что позволяет получить в зоне эжекции требуемое давление воды (ниже давления газа).
Диаметр D1 конфузора рассчитывается по закону Бернулли, исходя из условия создания статического давления в зоне эжекции, ниже давления в газопроводе при условии истечения максимального расхода воды, максимального давления газа и минимального давления воды:
где D4 - наибольший диаметр конфузора;
Рводы (min) - минимальное давление воды на входе в эжектор;
Ргаза (max) - максимальное давление газа, поступающего через патрубок 4;
Qводы (max) - максимальный расход воды через эжектор;
ρводы - плотность воды.
Диаметр D2 определяется соотношением D2=(1,05÷1,15)⋅D1, т.е. минимальный диаметр входного отверстия диффузора D2 превышает не более чем на 15% диаметр сопла D1 конфузора. Диаметр D3 иглы рассчитывается по закону Бернулли с учетом минимального расхода воды через эжектор, минимального давления газа и максимального давления воды на входе в эжектор:
где Рводы (max) - максимальное давление воды на входе в эжектор;
Ргаза (min) - минимальное давление газа, поступающего через патрубок 4;
Qводы (min) - минимальный расход воды через эжектор.
Требуемый диаметр иглы в месте входа в зону эжекции D5 рассчитывается по закону Бернулли исходя из текущих давлений воды и газа, а также текущего расхода воды:
где Рводы - текущее давление воды на входе в эжектор;
Ргаза - текущее давление газа, поступающего через патрубок 4;
Qводы - текущий расход воды.
Примеры реализации изобретения.
Необходимо разработать регулируемый эжектор для закачки низконапорного попутного газа в трубопровод системы поддержания пластового давления. Известно, что плотность пластовой воды ρводы=1150 кг/м3, диапазон расхода воды Qводы=10÷15 м3/час, диапазон давлений на входе в эжектор Рводы=13÷15 МПа, диапазон изменения давления газа Ргаза=0,3÷0,5 МПа, диаметр конфузора 159 мм.
По формуле (1) рассчитывается диаметр конфузора: D1=5,97 мм. Далее определяется минимальный диаметр входного отверстия диффузора D2=(1,05÷1,15)⋅D1=6,27÷6,86 мм. Затем по формуле (2) рассчитывается диаметр иглы с учетом минимального расхода воды через эжектор, максимального давления воды на входе в эжектор и минимального давления газа D3=3,73 мм. Далее по формуле (2) рассчитывается требуемый диаметр конусной иглы в месте входа в зону эжекции - D5 в зависимости от текущих технологических параметров работы установки. Например, при давлении газа 0,3 МПа, давлении воды на входе в эжектор 13,5 МПа, расход воды через эжектор 14 м3/час, требуемый диаметр иглы в месте входа в зону эжекции (самого узкого места конфузора) должен быть равен D5=1,81 мм. Далее, в процессе работы регулируемого эжектора, диаметр иглы изменяется в большую или меньшую сторону в зависимости от характера изменения параметров работы.
Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает стабильную работу водогазового эжектора в условиях изменяющихся технологических параметров его работы, что позволяет бесперебойно подавать смесь воды и ПНГ в систему поддержания пластового давления, повысить коэффициент эжекции, и, как следствие, снизить объемы ПНГ, сжигаемого на факельных установках.
Claims (2)
1. Водогазовый эжектор в трубопроводе системы поддержания пластового давления, выполненный в виде конфузорно-диффузорного перехода, имеющего профиль Вентури со щелью эжекции в области сужения, содержащий входной конфузор, диффузор, патрубок для подачи газа, расположенный в области сужения и сообщающийся со щелью эжекции с созданием зоны смешения в потоке воды, причем минимальный диаметр входного отверстия диффузора составляет от 1,05 до 1,15 от диаметра сопла конфузора, отличающийся тем, что на входе конфузора установлена с возможностью перемещения вдоль его центральной оси регулировочная муфта с конусной иглой, расположенной вдоль этой оси и входящей конусной частью в конфузорно-диффузорный переход для изменения площади его проходного сечения при перемещении иглы.
2. Водогазовый эжектор по п. 1, в котором регулировочная муфта включает цилиндрический корпус с закрепленными на нем снаружи четырьмя взаимно-перпендикулярными рычагами и расположенную внутри него втулку, на которой закреплены взаимно-перпендикулярные лопасти, в центре пересечения которых выполнено гнездо для установки конусной иглы, причем корпус имеет внутреннюю резьбу для крепления его на наружной резьбе конфузора, а на прилегающей к конфузору поверхности втулки выполнены канавки с расположенными в них уплотнительными кольцами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129471A RU2636275C1 (ru) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Регулируемый водогазовый эжектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016129471A RU2636275C1 (ru) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Регулируемый водогазовый эжектор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2636275C1 true RU2636275C1 (ru) | 2017-11-21 |
Family
ID=63853132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016129471A RU2636275C1 (ru) | 2016-07-19 | 2016-07-19 | Регулируемый водогазовый эжектор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2636275C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772392C1 (ru) * | 2018-08-21 | 2022-05-19 | Сертекпет С.А. | Эжектор для улучшения условий подачи потока в скважинах и при транспортировке сырой нефти из резервуаров для хранения на поверхности |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2352094A (en) * | 1942-03-10 | 1944-06-20 | Clayton Manufacturing Co | Adjustable injector |
SU1690832A1 (ru) * | 1989-04-06 | 1991-11-15 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Смесительное устройство |
RU2282064C2 (ru) * | 2004-04-29 | 2006-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет (ГОУ ВПО УГНТУ) | Струйный аппарат |
RU2508477C1 (ru) * | 2012-08-30 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" | Устройство для эжекции низконапорного газа в поток жидкости |
US20140080016A1 (en) * | 2011-02-03 | 2014-03-20 | Douglas Brunner | Devices, systems, and methods for variable flow rate fuel ejection |
-
2016
- 2016-07-19 RU RU2016129471A patent/RU2636275C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2352094A (en) * | 1942-03-10 | 1944-06-20 | Clayton Manufacturing Co | Adjustable injector |
SU1690832A1 (ru) * | 1989-04-06 | 1991-11-15 | Новочеркасский инженерно-мелиоративный институт им.А.К.Кортунова | Смесительное устройство |
RU2282064C2 (ru) * | 2004-04-29 | 2006-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный нефтяной технический университет (ГОУ ВПО УГНТУ) | Струйный аппарат |
US20140080016A1 (en) * | 2011-02-03 | 2014-03-20 | Douglas Brunner | Devices, systems, and methods for variable flow rate fuel ejection |
RU2508477C1 (ru) * | 2012-08-30 | 2014-02-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть" | Устройство для эжекции низконапорного газа в поток жидкости |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772392C1 (ru) * | 2018-08-21 | 2022-05-19 | Сертекпет С.А. | Эжектор для улучшения условий подачи потока в скважинах и при транспортировке сырой нефти из резервуаров для хранения на поверхности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9091444B2 (en) | Gas turbine combustor injection assembly, and combustor fuel mixture feed method | |
RU2482928C1 (ru) | Устройство создания газокапельной струи кочетова | |
RU2011117317A (ru) | Топливная форсунка | |
EP2635816B1 (en) | Ejector and method | |
US5183335A (en) | Hydraulic jet flash mixer with flow deflector | |
KR102440714B1 (ko) | 다단 증기 주입 시스템 | |
RU2636275C1 (ru) | Регулируемый водогазовый эжектор | |
RU2508477C1 (ru) | Устройство для эжекции низконапорного газа в поток жидкости | |
WO2019162649A1 (en) | Jet pump apparatus | |
CN207095861U (zh) | 一种发动机高模试验燃气导流装置 | |
RO132390A3 (ro) | Sistem de aerare a apei pentru turbine hidraulice | |
KR102085454B1 (ko) | 분기형 플레어 팁 장치 | |
RU2432212C1 (ru) | Устройство создания дальнобойной газокапельной струи | |
US20200332998A1 (en) | Fluid-gas mixer | |
RU171109U1 (ru) | Устройство для эжекции с контуром рециркуляции | |
US11649965B2 (en) | Fuel nozzle for a gas turbine with radial swirler and axial swirler and gas turbine | |
AU2011244454A1 (en) | Device and method of enchancing production of hydrocarbons | |
RU2618280C2 (ru) | Смесительное устройство | |
EP3465009A1 (en) | Fuel nozzle for a gas turbine with radial swirler and axial swirler and gas turbine | |
RU2626356C1 (ru) | Барботажно-вихревой аппарат с параболическим завихрителем для мокрой очистки газа | |
US20140083952A1 (en) | Apparatus and Method for Increasing the Mass Transfer of Reactants Entrained Within a Separate Gas Phase Into a Separate Flowing Liquid Phase | |
CN220599778U (zh) | 一种排水采气助排工具 | |
RU2587816C1 (ru) | Устройство для эжекции низконапорного газа с механизмом стабилизации технологического режима впрыска газа в поток жидкости | |
UA116234U (uk) | Пристрій для змішування рідини з повітрям | |
RU196142U1 (ru) | Устройство для создания мелкодисперсной газожидкостной смеси |