ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ СЕПАРАТОР

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения нефти и газа при сборе и подготовке продукции скважин.
Известен «Газожидкостной сепаратор» (авторское свидетельство SU №1254606, кл. В 01 D 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. В 01 D 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 в следствии 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 не успевший 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 полезной модели 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, сливные трубы, коническую перегородку, разделяющую сепаратор на камеры, одна из камер-входная-снабжена сливными трубами и концентрично установлена относительно другой каллеотбойной камеры с конусной нижней частью со сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса, газоуравнительный трубопровод, соединяющий корпус сепаратора с трубопроводом отвода газа.
Новым является то, что газожидкостной сепаратор на внутренней поверхности вертикального цилиндрического корпуса выше конической перегородки и на наружной поверхности сливной трубы ниже каплеотбойной камеры снабжен взаимообращенными навстречу друг к другу коническими сливными полками с углом наклона - β вниз по отношению к горизонтальной оси сепаратора 1-10°.
На фигуре представлен газожидкостной сепаратор, общий вид.
Газожидкостной сепаратор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, трубопроводов подвода газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости, при этом вертикальный цилиндрический корпус 1 разделен конической перегородкой 2 на две камеры, одна из которых входная камера 3, снабжена сливными трубами 4 и концентрично установлена относительно другой каплеотбойной камеры 5 с конусной нижней частью со сливными трубами 6. При этом сливные трубы 4 и 6 установлены в гидрозатворный стакан 7 в нижней части вертикального цилиндрического корпуса 1, причем сливные трубы 6 расположены ниже сливных труб 4. Газожидкостной сепаратор на внутренней поверхности вертикального цилиндрического корпуса 1 выше конической перегородки 2 и на наружной поверхности сливной трубы 6 ниже каплеотбойной камеры 5 снабжен взаимообращенными навстречу друг к другу коническими сливными полками 8 и 9, соответственно с углом наклона - β вниз по отношению к горизонтальной оси сепаратора составляет 1-10°.
В ходе практически проведенных исследований было установлено, что угол наклона - β конических сливных полок 8 и 9 к горизонтальной оси сепаратора целесообразно выбирать в диапазоне от 1 до 10°. Выполнение наклона меньше 1° не
обеспечивает формирование на сливных полках 8 и 9 режима тонкопленочного течения жидкости, а выполнение угла наклона больше 10° приводит к резкому увеличению скорости течения, что не позволяет в полной мере отделится газообразной среде от жидкой. Газожидкостной сепаратор, также снабжен газоуравнительным трубопроводом 10, соединяющим вертикальный цилиндрический корпус 1 сепаратора с трубопроводом отвода газа.
Газожидкостной сепаратор работает следующим образом.
Газожидкостная смесь ГЖС (см. фиг.) подается тангенциально через трубопровод подвода ГЖС в входную камеру 3 сепаратора, где происходит первая ступень разделения ГЖС, при этом жидкость по взаимообращенным навстречу друг к другу коническим сливным полкам 8 и 9, имеющим угол наклона - β вниз по отношению к горизонтальной оси сепаратора 1-10°, и установленным, соответственно на внутренней поверхности вертикального цилиндрического корпуса 1 выше конической перегородки 2 и на наружной поверхности сливной трубы 6 ниже каплеотбойной камеры 5 стекает вниз в сливные трубы 4 и в гидрозатворный стакан 7, при этом газ, отделившийся от жидкости, стекающей тонким слоем по сливным полкам 8 и 9 поднимается вверх и через верхнюю часть вертикального цилиндрического корпуса 1 сверху попадает внутрь каплеотбойной камеры 5, откуда через трубопровод отвода газа выводится из сепаратора, при этом капли жидкости, попавшие вместе с газом в каплеотбойную камеру 5 стекают по конусной ее части через сливную трубу 6 в нижнюю часть вертикального цилиндрического корпуса 1 сепаратора и далее отводятся через трубопровод отвода жидкости. Газ, выделяющийся из жидкости, находящейся в нижней части вертикального цилиндрического корпуса 1 через газоуравнительный трубопровод 8 выводится в трубопровод отвода газа. Сливные трубы 4 и 6 входной 3 и каплеотбойной 5 камер, соответственно, установлены в гидрозатворный стакан 7 на разных уровнях, сливная труба 6 ниже сливной трубы 4, 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 во входной камере сепаратора конусных сливных полок, что в целом снижает затраты на разделение нефти и газа в системе сбора и подготовки продукции скважин.