ДИСПЕРГИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ГАЗА В ЖИДКОСТИ

Предложение относится к технике и технологии сбора и транспорта газожидкостных смесей и может быть преимущественно использовано при совместном сборе и транспорте продукции нефтяных газоконденсатных месторождений.
Известно устройство для смешивания газа с жидкостью (патент РФ №2041735, МПК 7 В01F 11/00, опубл. в бюл. №23 от 20.08.1995 г.), включающее рабочий сосуд, фильтр с закрепленными на ней лопатками, вибропривод, содержащий шток, подшипник и эксцентрик, а также элементы для подвода и отвода газа и жидкости, причем жидкость подается через патрубок, а интенсификация процесса смешивания осуществляется за счет создания сложного движения фильтра.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, связанная с наличием вибропривода, содержащего шток, подшипник и эксцентрик, а значит значительные материальные и финансовые затраты на изготовление данного устройства.
Наиболее близким является способ совместного использования нефти и газа (авторское свидетельство №970038, МПК 7 F17D 1/16, опубл. в бюл. №40 от 30.10.1982 г.), включающий дробление газа на отдельные газовые пузырьки и ведение их в поток жидкости, при этом газовые пузырьки равномерно распределяют и перемешивают в диспергирующем устройстве, а полученный эмульсионный поток транспортируют при давлении не выше давления насыщения газом жидкости.
Данный способ содержит диспергирующее устройство для смешивания газа в жидкости, включающее корпус с поперечными диафрагмами, трубопровод для подачи газа с боковым соплом, расположенном непосредственно в корпусе.
Недостатками данного диспергирующего устройства является следующее:
- во-первых, нерегулируемые процессы диспергирования газовой фазы в жидкости и перемешивания;
во-вторых, незначительная площадь подачи газа, то есть сопло небольшое в сравнении с поперечным сечением диспергирующего устройства;
в-третьих, значительные затраты энергии на всасывание газа из-за низкой степени разряжения в области ввода трубопровода в корпус.
Все выше перечисленные недостатки снижают качество диспергации газа в жидкости и интенсивность перемешивания газожидкостной смеси, а, следовательно, снижается эффективность совместного транспорта нефти и газа.
Задачей полезной модели являются повышение качества диспергации газа в жидкости и интенсивности перемешивания газожидкостной смеси в устройстве.
Поставленная задача решается диспергирующим устройством для смешивания газа в жидкости, включающим корпус с поперечными диафрагмами, трубопровод для подачи газа с соплом, расположенном непосредственно в корпусе.
Новым является то, что трубопровод перед соплом снабжен сеткой, выполненной в виде пакета вертикальных труб для равномерного распределения потока, а сопло выполнено в виде косого среза трубопровода, сориентированного по направлению потока жидкости, при этом диафрагмы расположены в отдельном дополнительном корпусе, установленном после сопла по направлению потока жидкости и выполненным с возможностью продольного перемещения и фиксации относительно корпуса.
На фигуре 1 изображено предлагаемое диспергирующее устройство для смешивания газа в жидкости.
На фигуре 2 изображено поперечное сечение А-А трубопровода по сетке.
Диспергирующее устройство для смешивания газа в жидкости включает корпус 1 (см. фиг.1), трубопровод 2 для подачи газа с соплом 3, расположенным непосредственно в корпусе 1 и выполненным в виде косого среза трубопровода 2, сориентированного по направлению потока жидкости.
Трубопровод 2 перед соплом 3 снабжен сеткой 4 (см. фиг.2), выполненной в виде пакета вертикальных труб для равномерного распределения потока газа по всей площади поперечного сечения корпуса 1 (см. фиг.1). Внутри корпуса 1 расположен дополнительный корпус 5 с поперечными диафрагмами 6. Причем дополнительный корпус 5 установлен в корпусе 1 после сопла 3 по направлению полтока жидкости и выполнен с возможностью продольного перемещения относительно корпуса 1.
Устройство работает следующим образом.
Перед монтажем устройства в магистрали 7 (см. фиг.1) перемещением дополнительного корпуса 5 относительно корпуса 1 устанавливают дополнительный корпус 5 на расстоянии - Н от трубопровода 2, причем расстояние Н - зависит от физико-химических свойств (вязкость, плотность и т.д.) жидкости и газа и определяется опытным путем. После чего производят фиксацию дополнительного корпуса 5 относительно корпуса 1, например с помощью стопорного винта (на фиг. не показано).
Далее в магистрали 7 на фланцах 8 устанавливают предлагаемое диспергирующее устройство. При этом жидкость (например, нефть) подается в корпус 1 по магистрали 7 со стороны трубопровода 2 для подачи газа, а газ подается в корпус 1 по трубопроводу 2 через сетку 4 и сопло 3, выполненное в виде косого среза трубопровода 2 и сорентированное
по направлению движения жидкости в корпусе 1, при этом на выходе из сопла 3 происходит равномерное дробление и распределения газа в потоке жидкости, поэтому внутри корпуса 1 на входе в дополнительный корпус 5 газовая фаза находится в жидкости в виде газовых пузырьков по всему сечению корпуса 1, а благодаря тому, что косой срез сопла 3 охватывает почти полностью поперечное сечение корпуса 1 происходит экономия энергии всасывания газа за счет разряжения в области ввода трубопровода 2 в корпус 1.
Далее газ, смешанный в жидкости в виде газожидкостного потока, проходит сквозь диафрагмы 6 дополнительного корпуса 5, при этом газ продолжает диспергироваться в жидкости и интенсивно перемешиваясь за счет резкого сужения в диафрагмах 6 и резкого расширения за диафрагмами 6 в результате за дополнительным корпусом 5, в следствии сильной турбулизации потока в корпусе 1 за дополнительным корпусом 5 образуется эмульсионная структура газожидкостной смеси, которая из корпуса 1 попадает трубопровод 7, по которому транспортируется на сборный пункт (на фиг. не показано).
1
Дополнительный корпус 5 имеет возможность продольного перемещения и фиксации в корпусе 1, поэтому в случае изменения химико-физических свойств газа и нефти демонтируют устройство с магистрали 7. После чего перемещением дополнительного корпуса относительно корпуса изменяют расстояние - H (на фиг. не показано) и вновь фиксируют дополнительный корпус 5 относительно корпуса 1. Далее монтируют устройство в магистраль 7, как описано выше и запускают устройство в эксплуатацию.
Предлагаемое диспергирующее устройство для смешивания газа в жидкости позволяет повысить качество диспергации газа в жидкости и интенсифицировать перемешивание газожидкостной смеси, благодаря:
- регулируемым процессам диспергации газа в жидкости и перемешивания газожидкостной смеси в зависимости от их химико-физических свойств, осуществляемым за счет установки дополнительно корпуса с попереречными диафрагмами, имеющего возможность осевого перемещения и фиксации относительно корпуса;
- значительной и равномерной площади подачи газа, так как косой срез сопла сорентированный по направлению потока жидкости охватывает почти все поперечное сечение корпуса;
- снижаются затраты энергии на всасывание газа из-за высокой степени разряжения в области ввода трубопровода в корпус.
Все это позволяет повысить эффективность совместного транспорта нефти и газа.