ГИДРОЦИКЛОН

Предложение относится к устройствам для разделения смеси на тяжелые и легкие фракции и может быть использовано в нефтегазодобывающей и нефтехимической промышленности.
Известен гидроциклон (патент RU №2097142, МПК 7 В04С 5/12, 9/00, опубл. в бюл. №33 От 27.11.1997 г.), содержащий корпус, наконечник сливного патрубка с отражающей поверхностью, образующая которой представляет ломаную линию с возрастающим углом наклона к оси вращения потока, а входной участок внутренней поверхности наконечника выполнен тороидальной формы.
Недостатками конструкции данного устройства являются:
- во-первых, сложность изготовления, связанная с изготовлением отражающей поверхности и наконечника тороидальной формы;
- во-вторых, не достигается глубокая сепарация смеси тяжелой и легкой фракций и качество разделяемых фаз.
Наиболее близким по технической сущности является гидроциклон (патент RU №2180272, МПК 7 В04С 5/12, 9/00, опубл. в бюл. №7 от 10.03.2002 г.), содержащий тангенциальный ввод, сливной патрубок для вывода легкого продукта и разгрузочный штуцер вывода тяжелого продукта, при этом сливной патрубок гидроциклона снабжен фильтрующим элементом различной пористости, наружная поверхность которого снабжена сплошной ворсистой цилиндрической поверхностью, образованной игольчатыми элементами.
Недостатком конструкции данного устройства является то, что сепарации происходит за счет поверхности контакта фильтрующего элемента с сепарируемыми фракциями, а это не обеспечивает достаточно глубокой сепарации смеси тяжелой и легкой фракций и снижает эффективность работы гидроциклона;
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности работы гидроциклона путем глубокой сепарации смеси тяжелой и легкой фракций за счет увеличения линейной скорости разделяемых фракций при входе в корпус устройства.
Поставленная техническая задача решается гидроциклоном, содержащим корпус с цилиндрической и конической частями, тангенциальный ввод, сливной патрубок для вывода легкого продукта с фильтрующим элементом различной пористости, наружная поверхность
которого снабжена сплошной ворсистой цилиндрической поверхностью, образованной игольчатыми элементами, а также разгрузочный штуцер вывода тяжелого продукта
Новым является то, что сверху в цилиндрическую часть корпуса установлена втулка, снабженная симметричными сквозными соплами, расположенными под острыми углами наклона между собой их oceй, при этом между втулкой и цилиндрической частью корпуса, к которой присоединен тангенциальный ввод образована напорная камера в виде кольцевой полости.
На фигуре схематично изображен предлагаемый гидроциклон.
Гидроциклон содержит корпус 1 с цилиндрической 2 и конической 3 частями, тангенциальный ввод 4, сливной патрубок для вывода легкого продукта 5 с фильтрующим элементом 6 различной пористости, наружная поверхность которого снабжена сплошной ворсистой цилиндрической поверхностью, образованной игольчатыми элементами (на фиг не показано), а также разгрузочный штуцер вывода тяжелого продукта 7.
Сверху в цилиндрическую часть 2 корпуса 1 установлена втулка 8, снабженная симметричными сквозными соплами 9, расположенными под острыми углами наклона между собой их осей, при этом между втулкой 8 и цилиндрической частью 2 корпуса 1, к которой присоединен тангенциальный ввод 4 образована напорная камера 10 в виде кольцевой полости.
Гидроциклон работает следующим образом.
n
Смесь, например, продукция нефтяных скважин после предварительного отбора газов под давлением поступает через тангенциальный ввод 4 в напорную камеру 10 в виде кольцевой полости гидроциклона, откуда продукция под напором распределяется в симметрично размещенные сквозные сопла 9'; ... 9″′; ... 9 втулки 8, расположенные под острыми углами наклона между собой их осей. Исходная смесь, сквозь сквозные сопла 9 в виде скоростных струй нагнетаются в цилиндрическую часть 2 корпуса 1 гидроциклона, где струйные потоки соударяются под острым углом и сливаются с образованием суммарного вектора скорости, направленного близко по касательной к цилиндрической части 2 корпуса 1, при этом струйные потоки получают значительное ускорение. Это обеспечивает увеличение центробежного эффекта разделяемых тяжелой и легкой фракций внутри корпуса 2 гидроциклона и как следствие повышение эффективности работы гидроциклона. Смесь интенсивно закручивается сначала в цилиндрической 2, а затем в конической 3 частях корпуса 1, при этом тяжелые фракции смеси под действием центробежных сил отбрасываются к периферии, то есть к внутренним стенкам цилиндрической 2 и конической 3 частей корпуса 1, а легкая фракция смеси концентрируется в центре вращения потока.
За счет обратного тока смеси легкая фракция поступает через фильтрующий элемент 6 в сливной патрубок для вывода легкого продукта 5 и далее - на установку подготовки газа.
В фильтрующем элементе 6 различной пористости, наружная поверхность которого снабжена сплошной ворсистой цилиндрической поверхностью, образованной игольчатыми элементами осуществляется отделение частиц. Последние коагулируют, достигают критической величины по массе и под действием центробежных сил срываются, отбрасываются на коническую часть 3 корпуса 1 гидроциклона и выводятся через разгрузочный штуцер вывода тяжелого продукта 7.
Предлагаемый гидроциклон за счет увеличения линейной скорости разделяемых фракций при входе в корпус устройства позволяет произвести более глубокую сепарацию смеси тяжелой и легкой фракций, а это повышает эффективность работы гидроциклона.