ВЕРТИКАЛЬНЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ СЕПАРАТОР

Полезная модель относится к устройствам для разделения жидкости (нефти и воды) и газа и может быть использована для сепарации газа и нефти в нефтедобывающей и газовой промышленности, а также в других областях для отделения газа от жидкости.
Известен газожидкостный сепаратор, содержащий корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, в корпусе размещены коагулятор и каплеотбойник, на горизонтальных основаниях которых установлены центробежные элементы, способствующие процессу пеногашения и фазовому разделению (патент RU на полезную модель №80768, B01D 45/12, опубл. 27.02.2009 г.)[1].
Недостатком данного устройства являются его сложная конструкция, отсутствие доступа к внутренним элементам.
Известен вертикальный нефтегазовый сепаратор, содержащий цилиндрический корпус с патрубком выхода газа в верхней части корпуса, тангенциальный патрубок ввода разделяемой смеси, патрубок слива жидкости из сепаратора, сборник жидкости и шлама, поперечную перегородку, снабженную каплеуловителем, вторую поперечную перегородку, снабженную газоходом и дренажной трубкой, соединенной через гидрозатвор со сборником жидкости и шлама. Тангенциальный патрубок ввода разделяемой смеси переходит в горизонтальную направляющую трубу первичного разделения смеси и заканчивается открытым концом выхода первично разделенных газа и пленочной жидкости со шламом. В нижней части сепаратора установлен люк разгрузки шлама (патент RU на полезную модель №101936, B01D 19/00, опубл. 10.02.2011 г.) [2], (прототип устройства).
Недостатком данного устройства являются низкая эффективность сепарации газа, обусловленная закрученностью потока разделяемой смеси, создаваемой тангенциальным патрубком ввода, люк разгрузки шлама, установленный в нижней части сепаратора, не обеспечивает доступ к внутренним элементам сепаратора при его обслуживании.
Техническим результатом данной полезной модели являются интенсификация процесса отделения газа от жидкости, повышение эффективности очистки газа, возможность замены каплеуловителя, удобство и сокращение времени обслуживания устройства.
Техническая задача решается вертикальным нефтегазовым сепаратором, содержащим цилиндрический корпус с патрубками ввода разделяемой смеси, вывода газа в верхней части корпуса и слива жидкости из сепаратора, сборник жидкости с размещенным в нем упомянутым патрубком слива жидкости из сепаратора и поперечную перегородку с каплеуловителем, установленную ниже патрубка вывода газа, в котором против упомянутого патрубка ввода разделяемой смеси установлена продольная перегородка, к цилиндрическому корпусу жестко прикреплена крышка, выполненная с отверстием и снабженная герметичным быстро открывающимся затвором, шарнирно соединенным с упомянутой крышкой и размещенным в корпусе сепаратора, каплеуловитель, установленный на упомянутой поперечной перегородке, выполнен в виде съемного сетчатого патрона, упомянутая поперечная перегородка снабжена наклонной перегородкой и образует совместно с упомянутой крышкой и цилиндрическим корпусом камеру очищенного газа, при этом герметичный затвор выполнен в виде диска, снабженного проточкой для установки уплотнительного элемента (например, уплотнительного кольца), втулкой с резьбовым отверстием и рычагом с овальным отверстием, параллельным оси диска, причем отверстие в крышке выполнено диаметром, меньшим, чем диаметр диска герметичного затвора, а на крышке шарнирно установлен поворотный рычаг с подвижным маховиком, резьбовой конец оси которого взаимодействует с резьбовым отверстием втулки герметичного затвора.
Сущность полезной модели заключается в том, что, в отличие от прототипа, против патрубка ввода разделяемой смеси установлена продольная перегородка, способствующая первичному разделению смеси, к цилиндрическому корпусу жестко прикреплена крышка, выполненная с отверстием и снабженная быстро открывающимся за герметичным затвором, шарнирно соединенным с крышкой и размещенным в корпусе сепаратора, что обеспечивает удобство обслуживания устройства и возможность извлечения из него каплеуловителя, установленного на поперечной перегородке и выполненного в виде съемного сетчатого патрона для его очистки или замены. Герметичность сепаратора создается размещенным в корпусе герметичным затвором, выполненным в виде диска с проточкой для установки на нем уплотнительного элемента, и предварительно поджатым к крышке винтом маховика. Полная герметизация осуществляется при повышении избыточного давления в корпусе сепаратора, способствующего усилению прижима герметичного затвора с рычагом с овальным отверстием к крышке. При необходимости чистки и ремонте герметичный затвор освобождается от крепления маховиком, рычаг с маховиком откидывается, а освобожденный от фиксатора герметичный затвор опускается в корпус сепаратора, обеспечивая доступ к каплеуловителю.
На фиг.1 представлен предложенный вертикальный нефтегазовый сепаратор; на фиг.2 - вертикальный нефтегазовый сепаратор, вид сверху; на фиг.3 - вертикальный нефтегазовый сепаратор с открытым герметичным затвором; на фиг.4 - вид по стрелке А на фиг.1.
Вертикальный нефтегазовый сепаратор содержит цилиндрический корпус 1, патрубок ввода разделяемой смеси 2, патрубок вывода газа 3, патрубок слива жидкости из сепаратора 4, поперечную перегородку 5, с установленным на ней каплеуловителем 6, продольную перегородку 7, установленную против патрубка ввода разделяемой смеси 2, наклонную перегородку 8 и крышку 9, жестко прикрепленную к цилиндрическому корпусу 1. Наклонная перегородка 8 совместно с поперечной перегородкой 5, крышкой 9 и поверхностью цилиндрического корпуса 1 образует камеру очищенного газа 10 с патрубком вывода газа 3. К крышке 9, выполненной с отверстием 11, шарнирно присоединен герметичный затвор 12. Герметичный затвор 12 расположен в камере очищенного газа 10, выполнен в виде диска 13 с проточкой (не показана) для установки уплотнительного элемента (например, уплотнительного кольца) 14 и снабжен резьбовой втулкой 15, ось отверстия которой совпадает с осью диска 13, и рычагом 16 с овальным отверстием 17, параллельным оси диска 13. Герметичный затвор 12 шарнирно соединен с крышкой 9 осью 18, установленной в жестко закрепленных на крышке 9 кронштейнах 19. Кроме того, на диске 13 герметичного затвора шарнирно установлен захват 20. На крышке 9 шарнирно, посредством оси 21 и кронштейнов 22, соединенных с крышкой 9, установлен поворотный рычаг 23. В поворотном рычаге 23 выполнен паз 24 для размещения оси 25 маховика 26. На свободном конце оси 25 выполнена резьба 27. На крышке 9 подвижно установлен фиксатор 28, взаимодействующий с захватом 20 герметичного затвора 12.
Продольная перегородка 7 прикреплена к цилиндрическому корпусу 1 пластинами 29, 30, 31 и 32. В крайней нижней точке цилиндрического корпус 1 установлен дренажный патрубок 33.
Вертикальный нефтегазовый сепаратор работает следующим образом. Отверстие 11 в крышке 9 закрывают герметичным затвором 12 с помощью захвата 20 и фиксатора 28. Затем поворачивают рычаг 23 до упора в опорные выступы 34 на крышке 9, вводят резьбовой конец 27 оси 25 маховика 26 в отверстие резьбовой втулки 15 герметичного затвора 12 и, вращая маховик 26, прижимают герметичный затвор 12 к крышке 9. При этом при проскальзывании овального отверстия 17 рычага 16 герметичного затвора 12 по оси 18, происходит поджатие уплотнительного элемента 14 к крышке 9 сепаратора.
Разделяемую нефтегазовую смесь подают через патрубок ввода 2. При взаимодействии потока разделяемой смеси с установленной против патрубка ввода 2 продольной перегородки 7 происходит грубое фазовое разделение смеси, при этом жидкая фаза, растекаясь по продольной перегородке 7 и внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1, стекает вниз в полость сбора жидкости 35, а газовая фаза с неотделенной жидкостью, обтекая продольную перегородку 7, направляется к каплеотделителю 6, на котором капли жидкости осаждаются, образуя пленку, стекающую под действием силы тяжести в полость сбора жидкости 35, а очищенный газ поступает в камеру очищенного газа 10 откуда отводится из сепаратора через патрубок вывода газа 3. Отделенная жидкость при скапливании в полости сбора жидкости 35 отводится через патрубок слива жидкости 4. При поступлении разделяемой смеси в сепараторе создается избыточное давление, воздействующее на герметичный затвор 12, увеличивающее усилие его прижима к крышке 9 и обеспечивающее надежную герметизацию.
При очистке вертикального нефтегазового сепаратора после сброса давления и освобождения его от рабочей среды через патрубок слива жидкости из сепаратора 4 и дренажный патрубок 33, маховиком 26 освобождают герметичный затвор 12, откидывают поворотный рычаг 23 на опорные выступы 36, фиксатором 28 освобождают захват 20 и, придерживая герметичный затвор 12 за захват 20 тягой (не показана), опускают герметичный затвор 12 в камеру очищенного газа 10, извлекают каплеуловитель 6, чистят и промывают внутренние полости сепаратора, затем продукты промывки сепаратора снова сливают через дренажный патрубок 33.
Предлагаемый вертикальный нефтегазовый сепаратор с продольной перегородкой, каплеуловителем, выполненным в виде съемного сетчатого патрона, жестким соединением с корпусом крышки, снабженной быстро открывающимся герметичным затвором, размещенным в корпусе сепаратора, позволяет интенсифицировать процесс разделения нефтегазовой смеси, повышает эффективность сепарации газа, позволяет быстро открывать и закрывать герметичный затвор крышки для выполнения работ по очистке и ремонту сепаратора, что сокращает время его обслуживания. Размещаемый в полости камеры очищенного газа герметичный затвор уменьшает габариты и массу вертикального нефтегазового сепаратора, обеспечивает возможность его эффективного использования в стесненных условиях блочных технологических установок.