Вертикальный сепаратор нефтегазовой смеси

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к изделиям для трубопроводных транспортных систем нефтепродуктов и может быть использована для очистки нефтегазовой смеси от мехпримесей при организации контрольно-измерительных узлов нефтепроводов.
Уровень техники
Наиболее близким по назначению и конструктивному исполнению является сепаратор нефтегазовой смеси (патент РФ №142780, кл. МПК B01D 19/00, дата публ. 10.07.2014), входящий в состав установки для измерения дебитов, контроля и управления технологией добычи продукции нефтяных скважин, и включает цилиндрический корпус, снабженный фланцем входа и фланцем выхода. В корпус установлен фильтрующий узел в виде стакана с отверстиями по образующей. В стакан фильтрующего узла вставлен диспергатор, представляющий собой вал, на котором установлены заостренные крыльчатки, разделенные пружинами, а на концах оси установлены крыльчатки с противоположными изгибами и большего диаметра. Фильтрующий узел соединен с корпусом посредством пружины, а выходной фланец расположен ниже по течению нефтегазовой смеси, чем входной. На трубке фильтрующего узла между входным и выходным фланцами закреплено кольцо перекрытия, совпадающее по диаметру с внутренним диаметром корпуса. При подаче в сепаратор потока нефтегазовой смеси крыльчатки диспергатора вращаются, дробят попутную грязь, не забивая учетные и измерительные устройства, крупная и не дробимая грязь остается в пространстве между корпусом и фильтрующим узлом сепаратора, а в случае заполнения корпуса грязью, фильтрующий механизм под давлением поднимается, сжав упорную пружину в корпусе сепаратора, и поток жидкости проходит на прямую, минуя фильтрующий узел, упредив аварийную ситуацию. Недостатком данного устройства является высокое гидравлическое сопротивление в нижней части внутреннего устройства сепаратора, сложность промывки внутренней части корпуса, а также сложность извлечения внутреннего устройства из корпуса.
Сущность полезной модели
Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение процесса промывки внутренних частей сепаратора нефтегазовой смеси от шлама, накопившегося после фильтрации нефтегазовой смеси продукции скважин. Указанный технический результат достигается благодаря тому, что вертикальный сепаратор нефтегазовой смеси включает в себя цилиндрический вертикальный корпус со съемной крышкой, размещенные внутри корпуса фильтрующий блок, разделительное кольцо и пружину, при этом открытый торец вертикального корпуса, закрытый съемной крышкой, расположен в нижней части его части, а фильтрующий блок включает перфорированную по всей длине боковой поверхности трубу диспергатора с закрытым верхним торцем, концентрично размещенную внутри цилиндрического корпуса, не доходящую до его верхнего торца и соединенную с ним вертикально ориентированной пружиной, при этом внутри трубы диспергатора также концентрично установлен сам диспергатор, включающий шток с установленными на нем крыльчатками, между которыми установлены промежуточные пружины, при этом разделительное горизонтально ориентированное кольцо жестко установлено на боковой поверхности трубы диспергатора между входным и выходным патрубками и перекрывает кольцевой канал между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и наружной боковой поверхностью трубы диспергатора, при этом на боковой поверхности трубы диспергатора, вблизи нижнего торца, приварены ушки с наружным габаритным диаметром не более габаритного диаметра разделительного кольца, при этом ниже разделительного кольца, к боковой поверхности трубы диспергатора, жестко присоединен перфорированный скребок, выполненный в виде ориентированного вверх усеченного конуса, меньший диаметр отверстия которого соответствует наружному диаметру трубы диспергатора, а диаметр основания конуса соответствует внутреннему диаметру корпуса.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлено продольное сечение вертикального сепаратора нефтегазовой смеси.
Осуществление полезной модели - Вертикальный сепаратор нефтегазовой смеси - включает в себя вертикально ориентированный цилиндрический корпус 1 со съемной крышкой 2, размещенные внутри корпуса 1 фильтрующий блок 3, разделительное кольцо 4 и пружину 5.
Цилиндрический корпус 1 выполнен с одним закрытым торцем, входным 6 и выходным 7 патрубками и сквозным боковым отверстием в нижней части с установленным в нем сливным клапаном 8. Открытый торец, расположенный в нижней части вертикального корпуса 1, закрыт съемной крышкой 2, соединенной с корпусом 1 болтовым соединением.
Внутри цилиндрического корпуса 1 размещен фильтрующий блок 3, включающий перфорированную по всей длине боковой поверхности трубу дисперагатора 9 с закрытым верхним торцем, концентрично размещенную внутри корпуса 1, не доходящую до его верхнего торца и жестко соединенную с ним вертикально ориентированной, концентрично установленной, пружиной 5. Внутри трубы диспергатора 9 также концентрично установлен сам диспергатор, включающий шток 10 с установленными на нем заостренными крыльчатками 11, между которыми установлены промежуточные пружины 12. Форма крыльчаток 11 может быть различной, например, с противоположными изгибами. Габаритный диаметр крыльчаток 11 может быть одинаковым либо варьироваться по всей длине их установки.
Разделительное горизонтально ориентированное кольцо 4 жестко установлено на боковой поверхности трубы диспергатора 9 между входным 6 и выходным 7 патрубками концентрично центральной оси корпуса 1. Разделительное кольцо 4 перекрывает кольцевой канал между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 и наружной боковой поверхностью трубы диспергатора 9 для предотвращения попадания неочищенного потока нефтегазовой смеси в область выходного патрубка 7.
На боковой поверхности трубы диспергатора 9, вблизи открытого нижнего торца, приварены ушки 13 с наружным габаритным диаметром не более габаритного диаметра разделительного кольца 4 для более удобного извлечения ее из корпуса 1 для очистки от шлама после сепарации нефтегазовой смеси.
Ниже разделительного кольца 4, к боковой поверхности трубы диспергатора 9, жестко присоединен перфорированный скребок 14, выполненный в виде ориентированного вверх усеченного конуса, меньший диаметр отверстия которого соответствует наружному диаметру трубы диспергатора 9, а диаметр основания конуса соответствует внутреннему диаметру корпуса 1. Скребок 14 предназначен для соскабливания шлама, отложившегося на боковой поверхности корпуса 1, при извлечении из него трубы фильтрующего блока 3. Для более качественной очистки внутренней поверхности корпуса 1 могут быть установлены несколько перфорированных скребков 14.
Вертикально ориентированная, концентрично установленная пружина 5, работающая на сжатие при воздействии шлама, накапливаемого в нижней части корпуса 1 в процессе очистки нефтегазовой смеси, размещена между внутренней поверхностью днища корпуса 1 и наружной поверхностью днища трубы диспергатора 9.
Фланцами 15 вертикальный сепаратор соединяют с основным трубопроводом, транспортирующим газонефтяную смесь.
Работу устройства осуществляют следующим, образом:
Нефтегазовую смесь примерного состава: асфальтены 1%, смолы 10,9%, парафины 5,3%, мехпримеси 0,007% (включающие, например, следы коррозии нефтедобывающего оборудования), под давлением порядка 4 МПа направляют в вертикальный сепаратор через входной патрубок 6, где она попадает в кольцевое пространство между корпусом 1, фильтровальным блоком 3 и разделительным кольцом 4. Крупная фракция мехпримесей и АСПО осаждается в кольцевом пространств, а более мелкая поступает через перфорированные стенки трубы диспергатора 9 на крыльчатки 11, дробится, и после измельчения осаждается внутри на крышке 2 в нижней части трубы диспергатора 9, не забивая учетные и измерительные устройства.
Шлам, накопившийся ниже разделительного кольца 4, воздействует (давит) на его нижнюю кольцевую поверхность, приподнимая вместе с ним трубу диспергатора 9 на величину Δ, при этом пружина 5, размещенная между внутренней поверхностью днища корпуса 1 и наружной поверхностью днища трубы диспергатора 9, препятствует резкому перетоку неотсепарированной продукции скважин в выходной патрубок 7. В случае достижения разделительным кольцом 4 отверстия выходного патрубка 7 (расстояние Δ), что соответствует максимальной степени загрязнения диспергатора, в нижней части открывается предохранительный сливной клапан 8, удаленный от внутренней поверхности крышки 2 также на величину Д, предназначенный для для сброса давления и исключения аварийной ситуации из-за скачка давления в процессе сепарации.
Для проведения очистки устройства от накопившегося шлама, перекрывают поток нефтегазовой смеси продукции скважин в области фланцевых соединений 15, снимают крышку 2, соединенную с корпусом 1 болтовым соединением. Вместе с крышкой 2 извлекают шток 10 с крыльчатками 11 и пружинами 12, заполненные шламом. С помощью ушек 13 извлекают из корпуса 1 трубу диспергатора 9 с разделительным кольцом 4. При извлечении трубы диспергатора 9, перфорированные скребки 14 счищают осажденный на стенках трубы 1 шлам, повышая эффективность очистки сепаратора. После проведения сепарации потока представленным устройством, межочистной период счетчика на трубопроводе транспортировки продукции скважин увеличивается в пределах 2-2,5 раза.
Представленная конструкция, входящая в состав установки для измерения дебита, контроля и управления технологией добычи продукции нефтяных скважин, используется на входах в приборы учета при транспортировке нефтегазовой смеси с месторождений ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».