газожидкостный сепаратор

Формула изобретения

Газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости, при этом корпус разделен конической перегородкой на входную и каплеотбойную камеры и снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа, причем входная камера снабжена сливными трубами и концентрично установленной каплеотбойной камерой с завихрителем, конусной нижней частью и сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса, отличающийся тем, что он снабжен винтовой полкой, зафиксированной на внутренней стенке каплеотбойной камеры в пределах трубопровода отвода газа, при этом между корпусом и каплеотбойной камерой, выше патрубка подвода газожидкостной смеси и ниже верхней кромки каплеотбойной камеры установлена сужающаяся книзу воронка, верхняя кромка которой соединена с сетчатым стаканом, охватывающим трубопровод подвода газожидкостной смеси и каплеотбойную камеру, причем ниже трубопровода отвода газа установлен конусный экран, а корпус между сетчатым стаканом и конической перегородкой разобщен кольцевыми сетчатыми перегородками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения нефти и газа при сборе продукции скважин.

Известен "Газожидкостной сепаратор" (авторское свидетельство SU №1254606, кл. В01D 45/12, 1982 г.), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси (ГЖС) и отвода газа и жидкости, сливные трубы, перегородку, разделяющую сепаратор на камеры, гидрозатворное устройство.

Недостатком известного газожидкостного сепаратора является то, что конструкция гидрозатворного устройства, основанного на затормаживании колебания уровня жидкости в концентрических сливных трубах, недостаточно надежна при увеличении расхода газа или при снижении уровня жидкости, вызванных технологической необходимостью, например, в замерных сепараторах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является "Газожидкостной сепаратор" (патент RU №2190450, кл. В01D 19/00, опубликовано в бюл. №28 от 10.10.2002 г.), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости, сливные трубы, перегородку, разделяющую сепаратор на камеры, при этом газожидкостной сепаратор снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа, причем перегородка в корпусе сепаратора выполнена конической, одна из камер - входная - снабжена сливными трубами и концентрично установленной каплеотбойной камерой с завихрителем, конусной нижней частью и сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса.

Недостатком данной сепарационной установки является низкая эффективность разделения газожидкостной смеси вследствие того, что газожидкостная смесь поступает тангенциально через входной патрубок во входную камеру сепаратора, откуда капли жидкости стекают вниз по стенкам входной камеры (вертикального цилиндрического корпуса) и далее через коническую перегородку и сливные трубы в гидрозатворный стакан, при этом газ поступает в каплеотбойную камеру с лопаточным завихрителем, где закручивается в поток и выводится через трубопровод отвода газа, а неуспевший отделиться из жидкости, находящейся в гидрозатворном стакане сепаратора, газ вместе с жидкостью сливается через трубопровод отвода жидкости, установленный в нижней части вертикального цилиндрического корпуса.

Задачей изобретения является интенсификация процесса отделения газа от жидкости и повышение качества жидких сред.

Указанная задача решается газожидкостным сепаратором, содержащим вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости, при этом корпус разделен конической перегородкой на входную и каплеотбойную камеры и снабжен газоуравнительным трубопроводом, соединяющим корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа, причем входная камера снабжена сливными трубами и концентрично установленной каплеотбойной камерой с завихрителем, конусной нижней частью и сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса.

Новым является то, что газожидкостной сепаратор снабжен винтовой полкой, зафиксированной на внутренней стенке каплеотбойной камеры в пределах трубопровода отвода газа, при этом между корпусом и каплеотбойной камерой, выше патрубка подвода газожидкостной смеси и ниже верхней кромки каплеотбойной камеры, установлена сужающаяся книзу воронка, верхняя кромка которой соединена с сетчатым стаканом, охватывающим трубопровод подвода газожидкостной смеси и каплеотбойную камеру, причем ниже трубопровода отвода газа установлен конусный экран, а корпус между сетчатым стаканом и конической перегородкой разобщен кольцевыми сетчатыми перегородками.

На чертеже представлен газожидкостной сепаратор в общем виде.

Газожидкостной сепаратор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, трубопроводов подвода газожидкостной смеси (ГЖС) 2, отвода газа 3, отвода жидкости 4.

Вертикальный цилиндрический корпус 1 разделен конической перегородкой 5 на две камеры, одна из которых - входная камера 6 - снабжена сливными трубами 7 и концентрично установленной другой каплеотбойной камерой 8 с нижней частью в виде конуса и сливными трубами 9. При этом сливные трубы 7 и 9 установлены в гидрозатворный стакан 10 в нижней части корпуса 1, причем сливные трубы 9 расположены ниже сливных труб 7.

Газожидкостной сепаратор снабжен газоуравнительным трубопроводом 11, соединяющим корпус 1 сепаратора с трубопроводом отвода газа 3.

Газожидкостной сепаратор снабжен винтовой полкой 12, зафиксированной на внутренней стенке каплеотбойной камеры 8 в пределах трубопровода отвода газа 3. Между корпусом 1 и каплеотбойной камерой 8, выше патрубка подвода ГЖС 2 и ниже верхней кромки каплеотбойной камеры 8, установлена сужающаяся книзу воронка 13, верхняя кромка которой соединена с сетчатым стаканом 14, охватывающим трубопровод подвода ГЖС 2 и каплеотбойную камеру 8. Ниже трубопровода отвода газа 3 установлен конусный экран 15, а корпус 1 между сетчатым стаканом 14 и конической перегородкой 5 разобщен кольцевыми сетчатыми перегородками 16.

Газожидкостной сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостная смесь ГЖС (см. чертеж) подается тангенциально через трубопровод подвода ГЖС 2 в входную камеру 6 сепаратора, где происходит первая (предварительная) ступень разделения ГЖС, при этом тангенциально закрученный поток ГЖС разбивается о сетчатый стакан 14. Капли жидкости сквозь сетчатый стакан 14 стекают вниз и ударяются о кольцевые сетчатые перегородки 16, где происходит дополнительное отделение газа. Далее капли жидкости попадают на коническую перегородку 5, по которой стекают вниз в сливные трубы 7 и в гидрозатворный стакан 10, при этом газ, отделившийся от жидкости на первой ступени разделения ГЖС, поднимается вверх и через верхнюю часть вертикального цилиндрического корпуса 1 сверху попадает внутрь каплеотбойной камеры 8, при этом сужающаяся книзу воронка 13 ограничивает резкое попадание закрученного тангенциального потока ГЖС в каплеотбойную камеру 8, что повышает качество раздела сред.

Предварительно очищенный газ, попав в каплеотбойную камеру 8 по винтовой полке 12, закручивается в поток, происходит вторая ступень разделения, при этом капли жидкости осаждаются на поверхность каплеотбойной камеры 8 и далее по ее конусной части стекают через сливную трубу 9 в нижнюю часть вертикального цилиндрического корпуса 1 сепаратора и далее отводятся через трубопровод отвода жидкости 4, при этом конусный экран 15 предотвращает брызгоунос капель в трубопровод отвода газа 3.

Газ, выделяющийся из жидкости, находящейся в нижней части вертикального цилиндрического корпуса 1, через газоуравнительный трубопровод 8 выводится в трубопровод отвода газа 3. Сливные трубы 7 и 9 входной 6 и каплеотбойной 8 камер, соответственно, установлены в гидрозатворный стакан 10 на разных уровнях, сливная труба 9 ниже сливной трубы 7, что предотвращает прорыв газа из входной камеры 3 в газовое пространство сепаратора.

Предлагаемый газожидкостной сепаратор позволяет интенсифицировать процесс отделения газа от жидкости и повысить качество жидких сред за счет установки сетчатого стакана и кольцевых сетчатых перегородок, а также винтовой полки на внутренней поверхности каплеотбойной камеры, а это в целом снижает затраты на разделение нефти и газа в системе сбора продукции скважин.