RU47765U1

RU47765U1 - Gravity Separator

Info

Publication number: RU47765U1
Application number: RU2005109320/22U
Authority: RU
Inventors: Г.А. Павлов; С.А. Колбанов; Ф.Ф. Хамматов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Нефтемаш"
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2005-09-10

Abstract

Полезная модель относится к аппаратам для разделения газожидкостных смесей с двумя жидкостями различной плотности и может быть использована в нефтедобыче при подготовке к транспорту газа, нефти и воды. Задачей предлагаемого технического решения является повышение стабильности и интенсивности процесса разделения газожидкостной смеси. Это достигается тем, что гравитационный сепаратор содержит горизонтальный корпус, разделенный вертикальными перегородками на входной, отстойный и накопительный отсеки, патрубок ввода трехфазной газожидкостной смеси, вертикально установленное устройство для вывода тяжелой жидкости, выполненное в виде двух коаксиальных труб, внутренняя труба которого сообщена с полостью отстойного отсека сверху и снизу, а наружная - сверху, а снизу снабжена патрубком и выведена из сепаратора, патрубок вывода легкой жидкости, патрубок для вывода газа. Верхний торец наружной трубы устройства для вывода тяжелой жидкости расположен выше максимального уровня легкой жидкости в отстойном отсеке, определяемого высотой перегородки, разделяющей сепаратор на отстойный и накопительный отсеки. Патрубки вывода тяжелой и легкой жидкостей снабжены гидрозатворами. Патрубок для вывода газа расположен в верхней части отстойного отсека и снабжен каплеотбойником. Патрубок ввода трехфазной газожидкостной смеси снабжен распределителем, а в отстойном отсеке расположен коалесцирующий пакет. Гравитационный сепаратор снабжен устройством подогрева для интенсификации разделения газожидкостной смеси, установленным во входном отсеке.The utility model relates to apparatus for separating gas-liquid mixtures with two liquids of different densities and can be used in oil production in preparation for the transport of gas, oil and water. The objective of the proposed technical solution is to increase the stability and intensity of the process of separation of a gas-liquid mixture. This is achieved by the fact that the gravity separator contains a horizontal casing, divided by vertical partitions into the inlet, settling and storage compartments, a three-phase gas-liquid mixture inlet pipe, a vertically mounted device for outputting a heavy liquid, made in the form of two coaxial pipes, the inner pipe of which communicates with the cavity of the settling chamber compartment above and below, and the outer one is above, and the bottom is equipped with a nozzle and removed from the separator, a nozzle for withdrawing light liquid, a nozzle for discharging gas. The upper end of the outer pipe of the device for the withdrawal of heavy liquid is located above the maximum level of light liquid in the settling compartment, determined by the height of the partition dividing the separator into the settling and storage compartments. The outlet pipes for heavy and light liquids are equipped with water locks. The gas outlet pipe is located in the upper part of the settling compartment and is equipped with a drop eliminator. The input pipe of the three-phase gas-liquid mixture is equipped with a distributor, and a coalescing packet is located in the settling compartment. The gravity separator is equipped with a heating device for intensifying the separation of the gas-liquid mixture installed in the inlet compartment.

Description

Полезная модель относится к аппаратам для разделения газожидкостных смесей с двумя жидкостями различной плотности и может быть использована в нефтедобыче при подготовке к транспорту газа, нефти и воды.The utility model relates to apparatus for separating gas-liquid mixtures with two liquids of different densities and can be used in oil production in preparation for the transport of gas, oil and water.

Известен трехфазный сепаратор, включающий горизонтальную емкость с патрубками ввода трехфазной газожидкостной смеси и вывода продуктов разделения (1).A three-phase separator is known, including a horizontal tank with nozzles for introducing a three-phase gas-liquid mixture and outputting separation products (1).

Недостатком данного сепаратора является возможность попадания свободного газа в патрубок вывода легкой жидкости.The disadvantage of this separator is the possibility of free gas entering the outlet pipe of a light liquid.

Наиболее близким техническим решением является гравитационный сепаратор, содержащий горизонтальный корпус, разделенный вертикальными перегородками на входной, отстойный и накопительный отсеки, патрубок ввода трехфазной газожидкостной смеси, вертикально установленное устройство для вывода тяжелой жидкости, выполненное в виде двух коаксиальных труб, внутренняя труба которого сообщена с полостью отстойного отсека сверху и снизу, а наружная - сверху, а снизу снабжена патрубком и выведена из сепаратора, патрубок вывода легкой жидкости, патрубок для вывода газа (2).The closest technical solution is a gravity separator containing a horizontal casing, divided by vertical partitions into the inlet, settling and storage compartments, a three-phase gas-liquid mixture inlet pipe, a vertically mounted device for outputting a heavy liquid, made in the form of two coaxial pipes, the inner pipe of which is in communication with the cavity sediment compartment above and below, and the outside is above and below it is equipped with a nozzle and removed from the separator, a nozzle for the withdrawal of light liquid, gas outlet pipe (2).

Недостатком данного гравитационного сепаратора является временное разделение смеси для отбора части нефтесодержащей эмульсии в качестве рабочей жидкости в системах гидропривода и повторное смешивание при совместном выводе из сепаратора, влекущее их последующее разделение при подготовке нефти, газа и воды.The disadvantage of this gravitational separator is the temporary separation of the mixture for the selection of part of the oil-containing emulsion as a working fluid in the hydraulic drive systems and re-mixing during joint withdrawal from the separator, entailing their subsequent separation in the preparation of oil, gas and water.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение стабильности и интенсивности процесса разделения газожидкостной смеси.The objective of the proposed technical solution is to increase the stability and intensity of the process of separation of a gas-liquid mixture.

Это достигается тем, что в гравитационном сепараторе, содержащем горизонтальный корпус, разделенный вертикальными перегородками на входной, отстойный и накопительный отсеки, патрубок ввода трехфазной газожидкостной смеси, вертикально установленное устройство для вывода тяжелой жидкости, выполненное в виде двух коаксиальных труб, внутренняя труба которого сообщена с полостью отстойного отсека сверху и снизу, а наружная - сверху, а снизу снабжена патрубком и выведена из сепаратора, патрубок вывода легкой жидкости, патрубок для вывода газа, согласно полезной модели, верхний торец наружной трубы устройства для вывода тяжелой жидкости расположен выше максимального уровня легкой жидкости в отстойном отсеке, определяемого высотой перегородки, разделяющей сепаратор на отстойный и накопительный отсеки, причем патрубки вывода тяжелой и легкой жидкостей снабжены гидрозатворами, патрубок для вывода газа расположен в верхней части отстойного отсека и снабжен каплеотбойником, патрубок ввода трехфазной газожидкостной смеси снабжен распределителем, а в отстойном отсеке расположен коалесцирующий пакет. Гравитационный сепаратор снабжен устройством This is achieved by the fact that in a gravitational separator containing a horizontal housing separated by vertical partitions into the inlet, settling and storage compartments, a three-phase gas-liquid mixture inlet pipe, a vertically mounted device for outputting a heavy liquid made in the form of two coaxial pipes, the inner pipe of which is in communication with the cavity of the settling compartment above and below, and the outer one is above and below it is equipped with a nozzle and removed from the separator, a nozzle for withdrawing light liquid, a nozzle for withdrawing ha for, according to the utility model, the upper end of the outer pipe of the heavy fluid outlet device is located above the maximum level of light fluid in the settling compartment, which is determined by the height of the partition separating the separator into the settling and storage compartments, and the outlet pipes for heavy and light liquids are equipped with hydraulic locks, a branch pipe for withdrawing gas is located in the upper part of the settling compartment and is equipped with a droplet eliminator, the inlet of the input of a three-phase gas-liquid mixture is equipped with a distributor, and in the settling compartment wives coalescing package. The gravity separator is equipped with a device

подогрева для интенсификации процесса разделения газожидкостной смеси, расположенным во входном отсеке.heating to intensify the process of separation of the gas-liquid mixture located in the inlet compartment.

Расположение верхнего торца наружной трубы устройства для вывода тяжелой жидкости выше максимального уровня легкой жидкости, определяемого высотой перегородки, разделяющей отстойный и накопительный отсеки, установка гидрозатворов на патрубках вывода тяжелой и легкой жидкостей позволяет осуществлять автоматическое регулирование межфазного уровня несмешивающихся жидкостей, основанное на принципе сообщающихся сосудов, что предотвращает возможность попадания легкой жидкости на выход тяжелой и наоборот, тем самым повышаеся стабильность процесса разделения газожидкостной смеси. Установка патрубка для вывода газа в верхней части сепаратора и оснащение его каплеотбойником , оснащение патрубка ввода трехфазной газожидкостной смеси распределителем, а также установка в отстойном отсеке коалесцирующего пакета позволяет интенсифицировать процесс разделения газожидкостной смеси в сепараторе. Установка во входном отсеке устройства подогрева способствует интенсификации процесса разделения газожидкостной смеси за счет уменьшения вязкости водонефтяной эмульсии, а также способствует уменьшению парафиноотложения.The location of the upper end of the outer pipe of the device for the withdrawal of heavy liquids above the maximum level of light liquids, determined by the height of the partition separating the settling and storage compartments, the installation of hydraulic locks on the nozzles for the output of heavy and light liquids allows automatic control of the interfacial level of immiscible liquids, based on the principle of communicating vessels, which prevents the possibility of light fluid entering the heavy outlet and vice versa, thereby increasing stability st gas-liquid separation process of the mixture. Installing a pipe for gas outlet in the upper part of the separator and equipping it with a droplet eliminator, equipping a three-phase gas-liquid mixture inlet pipe with a distributor, and also installing a coalescing package in the settling compartment allows you to intensify the process of separating the gas-liquid mixture in the separator. Installation in the input compartment of the heating device helps to intensify the process of separation of the gas-liquid mixture by reducing the viscosity of the oil-water emulsion, and also helps to reduce paraffin deposition.

На фигуре изображен предлагаемый гравитационный сепаратор. Устройство содержит корпус 1, разделенный вертикальными перегородками 2 и 3 на входной отсек 4, отстойный отсек 5 и накопительный отсек 6. Во входном отсеке 4 расположен патрубок 7 ввода трехфазной газожидкостной смеси и распределитель 8. Для интенсификации процесса разделения газожидкостной смеси во входном отсеке 4 установлено устройство для подогрева 19. Перегородка 2 снизу и сверху негерметична. Перегородка 3 негерметична только сверху и образует свободный слив легкой жидкости в накопительный отсек 6. Высота перегородки 3 определяет уровень легкой жидкости в отстойном отсеке 5.The figure shows the proposed gravitational separator. The device comprises a housing 1, separated by vertical partitions 2 and 3 into the inlet compartment 4, a settling compartment 5 and a storage compartment 6. In the inlet compartment 4 there is a nozzle 7 for inputting a three-phase gas-liquid mixture and a distributor 8. To intensify the process of separation of the gas-liquid mixture in the inlet compartment 4, it is installed heating device 19. The partition 2 is leaky from above and below. The partition 3 is leaky only from above and forms a free discharge of light fluid into the storage compartment 6. The height of the partition 3 determines the level of light fluid in the settling compartment 5.

В отстойном отсеке 5 расположен патрубок 9 с каплеотбойником 10 для вывода газа, коалесцирующий пакет 11 и устройство 12 для вывода тяжелой жидкости. Устройство 12 установлено в отстойном отсеке 5 вертикально и выполнено в виде двух коаксиальных труб - наружной трубы 13, сообщенной сверху с газовой зоной сепаратора и расположенной выше максимального уровня легкой жидкости в отстойном отсеке 5, а снизу через патрубок 17, снабженный гидрозатвором 18 выведена из сепаратора , и внутренней трубы 14, снизу и сверху сообщенной с полостью отстойного отсека 5. Верхняя кромка внутренней трубы 14 определяет уровень тяжелой жидкости в отстойном отсеке 5. В накопительном отсеке 6 установлен патрубок 15с гидрозатвором 16 для вывода легкой жидкости. Гравитационный сепаратор работает следующим образом. Сначала сепаратор до расчетного уровня заполняют тяжелой, затем легкой жидкостями, при этом жидкости в сосудах ( отстойном отсеке 5 и In the settling compartment 5 there is a pipe 9 with a droplet eliminator 10 for discharging gas, a coalescing packet 11 and a device 12 for discharging a heavy liquid. The device 12 is installed vertically in the settling compartment 5 and is made in the form of two coaxial pipes - an outer pipe 13 connected above with the gas zone of the separator and located above the maximum level of light liquid in the settling compartment 5, and from the bottom through the nozzle 17 provided with a water trap 18 from the separator , and the inner pipe 14, lower and upper communicated with the cavity of the settling compartment 5. The upper edge of the inner pipe 14 determines the level of heavy fluid in the settling compartment 5. In the storage compartment 6 there is a pipe 15c hyd an obturator 16 for outputting a light liquid. Gravity separator operates as follows. First, the separator to the calculated level is filled with heavy, then light liquids, while the liquids in the vessels (settling compartment 5 and

внутренней трубе 14 устройства для вывода тяжелой жидкости 12) находятся в равновесии:the inner tube 14 of the device for outputting heavy liquid 12) are in equilibrium:

h_т.ж. g ρ_т.ж. + h_л.ж. g ρ_л.ж. ⁼ H_т.ж. g ρ_т.ж.h _incl . g ρ _i.e. + h _l . g ρ _l.h. ⁼ H, _incl . g ρ _i.e.

Затем подают газожидкостную смесь, подлежащую разделению. При поступлении в отстойный отсек 5 смеси жидкостей различной плотности равновесие нарушается, и жидкости, легкая из отстойного отсека 5, а тяжелая из внутренней трубы 14 устройства для вывода тяжелой жидкости 12, выливаются, и каждая по своему каналу выводятся из сепаратора. При изменении состава исходной смеси изменяется скорость истечения тяжелой жидкости из внутренней трубы 14, а межфазный уровень в отстойном отсеке 5 остается в расчетных пределах. Исходная смесь через патрубок ввода смеси 7, распределитель 8 непрерывно поступает во входной отсек 4, в котором происходит отделение газа и частичное расслоение жидкостей. Для интенсификации процесса разделения смесь подогревают с помощью устройства для подогрева 19. Водонефтяная эмульсия через перфорацию в верхней и нижней частях перегородки 2 поступает в отстойный отсек 5, где, промываясь через слой воды и коалесцирующий пакет 11, разделяется на легкую и тяжелую фазы. Легкая жидкость поднимается вверх, переливается через перегородку 3 в накопительный отсек 6 и через гидрозатвор 16 и патрубок 15 выводится из аппарата. Тяжелая жидкость через внутреннюю трубу 14 устройства 12 переливается в полость наружной трубы 13 и через гидрозатвор 17 выводится из аппарата. Газ выводится из аппарата через каплеотбойник 10 и патрубок 9. Регулирование межфазного уровня происходит следующим образом. Чем больше в исходной смеси содержится легкой жидкости, тем меньше давление столба в первом из сообщающихся сосудов (в отстойном отсеке 5) и тем меньше истечение тяжелой жидкости из второго сосуда (труба 14 устройства 12), то есть происходит накапливание в отстойном отсеке 5 тяжелой жидкости, чтобы исключить попадание легкой жидкости во внутреннюю трубу 14 устройства 12. При преобладании в исходной смеси тяжелой жидкости происходит более интенсивное ее удаление и накапливание в отстойном отсеке 5 легкой жидкости. Таким образом, уровень раздела фаз остается в заданных пределах.Then, a gas-liquid mixture to be separated is supplied. Upon receipt of a mixture of liquids of various densities in the settling compartment 5, the equilibrium is disturbed, and liquids that are light from the settling compartment 5 and heavy from the inner pipe 14 of the device for outputting the heavy fluid 12 are poured out, and each is discharged from the separator through its channel. When the composition of the initial mixture changes, the flow rate of the heavy liquid from the inner pipe 14 changes, and the interfacial level in the settling compartment 5 remains within the design limits. The initial mixture through the inlet of the mixture inlet 7, the distributor 8 continuously enters the inlet compartment 4, in which there is a separation of gas and partial separation of liquids. To intensify the separation process, the mixture is heated using a heating device 19. The oil-water emulsion through the perforation in the upper and lower parts of the partition 2 enters the settling compartment 5, where, washing through a layer of water and a coalescing packet 11, it is separated into light and heavy phases. A light liquid rises, overflows through the partition 3 into the storage compartment 6 and through the hydraulic lock 16 and the pipe 15 is removed from the apparatus. The heavy liquid through the inner pipe 14 of the device 12 is poured into the cavity of the outer pipe 13 and is discharged from the apparatus through the hydraulic lock 17. Gas is discharged from the apparatus through a drop eliminator 10 and a pipe 9. The regulation of the interfacial level is as follows. The more light fluid is contained in the initial mixture, the lower the pressure of the column in the first communicating vessel (in the settling compartment 5) and the less the outflow of heavy fluid from the second vessel (pipe 14 of the device 12), that is, the accumulation of heavy fluid in the settling compartment 5 in order to prevent light liquid from entering the inner tube 14 of device 12. When heavy liquid predominates in the initial mixture, it is more intensively removed and accumulated in the settling compartment 5 of light liquid. Thus, the phase separation level remains within the specified limits.

Предлагаемое техническое решение может эффективно использоваться для разделения газожидкостной смеси в установках подготовки нефти и предварительного сброса воды.The proposed technical solution can be effectively used to separate a gas-liquid mixture in oil treatment plants and preliminary water discharge.

Claims

1. Gravity separator containing a horizontal casing, divided by vertical partitions into the inlet, settling and storage compartments, a three-phase gas-liquid mixture inlet nozzle, a vertically mounted device for outputting a heavy liquid, made in the form of two coaxial pipes, the inner pipe of which communicates with the cavity of the settling compartment from above and from below, and the outer one from above, and from below equipped with a nozzle and withdrawn from the separator, a nozzle for withdrawing light liquid, a nozzle for discharging gas, characterized in that The upper end face of the outer pipe of the heavy liquid outlet device is located above the maximum level of light liquid in the settling compartment, determined by the height of the partition separating the separator into the settling and storage compartments, the outlet pipes of the heavy and light liquids are equipped with hydraulic locks, the gas outlet pipe is located in the upper part of the settling compartment and is equipped with a droplet eliminator, the inlet of the three-phase gas-liquid mixture is equipped with a distributor, and a coalescing packet is located in the settling compartment.

2. The gravity separator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a heating device for intensifying the separation of the gas-liquid mixture installed in the inlet compartment.