СЕПАРАТОР
SEPARATOR

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в системе сбора нефти и газа, при трубопроводном транспорте нефти.
Известны нефтегазовые сепараторы (Маринин Н.С., Саватеев Ю.Н. Разгазирование и предварительное обезвоживание в системах сбора. М., Недра, 1982, 172 стр.), которые представляют собой емкостные аппараты с внутренними полками. Разгазирование происходит при свободном сливе нефти по этим полкам. Полки находятся в газовом пространстве, нефть стекает по полкам, освобождаясь от свободного газа, занимает часть аппарата ниже полок.
Недостатком таких сепараторов является недостаточное разделение газа и жидкости. При значительных расходах жидкости газ не успевает отделиться от жидкости, кроме того, поток нефти увлекает с собой газ и происходит повторное смешение нефти и газа.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является газосепаратор по патенту №2242720, кл. G01F 1/00 от 21.04.2003 г. Газосепаратор выполнен из трубы с насадкой в виде кассет из наклонных продольных пластин, размещенных под углом в пределах 40-50° и на расстоянии друг от друга в пределах 80-120 мм в зависимости от физико-химических свойств перекачиваемого продукта и гидродинамики потока. Кассеты закреплены на внутренней поверхности корпуса газосепаратора. В корпус газосепаратора врезаны патрубки для подачи и отвода жидкости и газа.
Недостатком является сложность монтажа кассет внутри газосепаратора и неэффективное использование поверхности полок из-за неравномерности скорости потока по сечению.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для сепарации газа из транспортируемой нефти, обладающего улучшенными эксплуатационными характеристиками.
В результате решения данной задачи появляется возможность получения технических результатов, состоящих в том, что описываемое устройство позволяет обеспечить эффективную сепарацию мелкодиспергированных газовых пузырей из потока жидкости в условиях работы магистральных трубопроводов, снизить трудоемкость и повысить удобство регламентного обслуживания устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в известном нефтегазовом сепараторе, включающем корпус, патрубок для подачи газожидкостной смеси, патрубки для вывода жидкости и газа, кассеты с наклонными полками, каплеуловитель, согласно изобретению, корпуса кассет с наклонными полками выполнены с роликовыми опорами и установлены на направляющие, размещенные внутри сепаратора, патрубки подачи газожидкостной смеси и вывода жидкости снабжены полуэллиптическими распределителями и сборниками жидкости соответственно и расположены со стороны торцевых сечений кассет, часть патрубка с распределителем жидкости для подачи газожидкостной смеси, расположенная внутри корпуса сепаратора, выполнена сборно-разборной, на торцевой части корпуса, со стороны подачи газожидкостной смеси, расположен быстродействующий секторный концевой затвор.
Роликовые опоры и направляющие позволяют производить извлечение кассет из корпуса сепаратора при монтаже и выполнении ремонтных работ без приложения особых физических усилий, что облегчает труд обслуживающего персонала.
Предложенные конструкция и расположение патрубков ввода и вывода жидкости обеспечивают равномерное распределение потока жидкости по всем каналам кассет и эффективное использование наклонных попок по всей высоте их размещения в жидкости.
Снабжение корпуса сепаратора быстродействующим концевым секторным затвором позволяет осуществить свободный доступ обслуживающему персоналу внутрь корпуса сепаратора для периодического извлечения кассет при проведении монтажных и регламентных работ.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого сепаратора;
на фиг.2 представлено сечение сепаратора по А-А.
Сепаратор включает корпус 1, быстродействующий секторный концевой затвор 2, кассеты 3 с наклонными полками, установленные на роликовые опоры 4, патрубок 5 для ввода газожидкостной смеси с полуэллиптическим распределителем жидкости 7 и патрубок 6 для вывода жидкости с полуэллиптическим сборником жидкости 8, расположенные со стороны торцевых сечений кассет, патрубок 9 с каплеуловителем 10 для вывода газа, патрубок 11 для дренажа, патрубок 12 для размещения уровнемера жидкости, направляющие 13 для роликовых опор 4, на которых установлены кассеты 3 (фиг.1).
Часть патрубка 5 с распределителем жидкости 7, находящиеся внутри корпуса 1 сепаратора, выполнена сборно-разборной, для того, чтобы можно было беспрепятственно извлекать кассеты 3 из корпуса 1 сепаратора при выполнении монтажных и регламентных работ. Наклонные полки в кассете 3 располагаются в виде шатра вершиной вверх (фиг.2).
Сепаратор работает следующим образом.
Газожидкостная смесь поступает в корпус 1 сепаратора через патрубок 5, на выходе которого установлен полуэллиптический распределитель жидкости 7, распределяющий газожидкостную смесь по всему торцевому сечению наклонных полок кассет 3. Газожидкостная смесь, попадая в пространство между полками, интенсивно разделяется на газ и жидкость, так как из-за малого расстояния между наклонными полками газовые пузыри, всплывая в жидкости, быстро достигают нижней стороны полок, на поверхности полок укрупняются и с большей скоростью всплывают в газовое пространство, образуя пленочное движение газа. При этом верхние концы полок образуют открытые каналы, через которые газ в виде крупных пузырей и пленки выходит в газовое пространство сепаратора. Из газового пространства газ попадает в каплеуловитель 10, где дополнительно очищается от капель жидкости, и через патрубок 9 выводится наружу, поступая далее на утилизацию. Капли жидкости в каплеуловителе укрупняются и стекают в нижнюю часть сепаратора. Из сепаратора жидкость выводится через сборник 8 и патрубок 6. Длина наклонных полок, состоящих из нескольких кассет, определяется с учетом расхода газожидкостной смеси, подлежащей сепарации.
При этом подача газожидкостной смеси через распределитель 7 на конце патрубка 5 в пространство перед кассетами с наклонными полками и забор жидкости на выходе из кассет через сборник 8 на конце патрубка 6 обеспечивает эффективное использование наклонных полок по всей высоте жидкости в сепараторе.
Распределитель 7 и сборник 8 представляют собой устройства в виде расширенных камер, закрытых полуэллиптическими поверхностями с отверстиями для прохода жидкости, установленными на патрубках 5 и 6. Суммарное сечение отверстий должно быть не менее площади сечения патрубка. Эллиптическая поверхность с отверстиями обеспечивает распределение жидкости по всему торцевому сечению кассет с наклонными полками.
Уровень жидкости в сепараторе контролируют уровнемером, размещенным в патрубке 12.
При проведении монтажных или регламентных работ открывают секторный концевой затвор 2, обеспечивая доступ внутрь корпуса 1 сепаратора обслуживающему персоналу. Часть патрубка 5 с распределителем 7, размещенные внутри сепаратора, снимаются. Кассеты 3 с роликовыми опорами 4 по направляющим 13 выкатывают наружу и производят регламентное обслуживание. По окончании регламентного обслуживания кассеты 3 закатывают внутрь корпуса 1 сепаратора, устанавливают на место внутреннюю часть патрубка 5 с распределителем 7, закрывают быстродействующий секторный концевой затвор 2 и вновь включают сепаратор в работу.
Таким образом, предлагаемое изобретение решает поставленную задачу создания сепаратора с улучшенными эксплуатационными характеристиками и обеспечивает получение технического результата, заключающегося в эффективной очистке жидкости от мелкодиспергированного свободного газа.