Автоколебательный пульсатор

(51)5 В 0 2 12 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 21) 4680060/26 22) 14.04.89 46 2303.91 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Азербайджанский государственныйнаучно-исследов ательский и проектныйинститут нефтяной промышленности(57) Изобретение относится к устройствам для обезвоживания нефтеводяныхэмульсий в процессе подготовки нефтии ее транспортировки по трубопроводам. Устроиство содержит элемент крылового профиля, жестко установлен-.ный на упругой опоре в полости трубы 1,под углом атаки к направлениюпотока эмульсионной нефти. К упругойопоре за хвостом элемента крыловогопрофиля жестко присоединен своей вершиной полый клин с открытым в полостьтрубы основанием. Упругая опора выполиена полой и сообщается с полостьюклина и полостью эластичной оболочки,содержащей жидкий деэмульгатор и заключенной в замкнутую емкость, полость которой соединена с полостьютрубы 1 до места установки элемента.3 ил.10 При движении в трубе 1 потока эмульсионной нефти происходит обтекание потоком элемента 2 крылоного профиля и полого клина 4, за которым образуется канитациьпная каверна с пониженным давлением. Одновремен но в полость клина 4 через полость упругой опоры (оси) 3 и отверстия 6 в ней из емкости 7 поступает жидкий деэмульгатор под действием положительного перепада давления между по лостью трубы до места установки элемента и полостью емкости 7 с деэмульгатором. Интенсивность процесса выдавливания деэмульгатора иэ эластичной оболочки 8 регулируют ненти 5 О лями 12 и 13, а также диаметром отверстия 6. Леэмульгатор из полости клина (канитатора) засасывается в кавитационную каверну за клином, переходя н парообразное состояние, Интенсивность испарения деэмульгатора в кавитационную каверну, как и размеры каверны, зависит от скорости обтекания клина (канитатора) 4 потоком 35 Изобретение относится к устройст-, вам интенсифнцирующим деэмульсационные процессы при подготовке итранспортировке нефтеводяных эмульсий.Целью изобретения является улучшение диспергиронания жидкости при деэмульсации нефти.На фиг, изображен автоколебательный пульсатор; на Фиг.2 - сечение А-А на Фиг.1; на Фиг,З - сечение Б-Б на фиг.1.Пульсатор содержит трубу 1, в полости которой установлен элемент 2 крылоного профиля, жестко установлен ный под углом атаки К в потоке на полой упругой опоре 3. К упругой опоре 3 жестко прикреплен полый клин 4 с открытым в полость трубы 1 основанием 5Клин 4 прикреплен со сторо О ны, противоположной элементу 2. Полость опоры 3 сообщена с полостью клина 4 отверстием 6. Пульсатор содержит емкость 7 с эластичной оболочкой 8 (Фиг.З), содержащей жидкий де эмульгатор 9, патрубок 1 О, соединяющий полость клина 4 с оболочкой 8, трубопровод 11, соединяющий полость емкости 7 с полостью трубы 1 перед элементом 2 крылоного профиля, вен тили 12 и 13.Пульсатор работает следующим образом. эмульсионной нефти. Наибольшее развитие этот процесс получает при приближении клина 4 к крайним положениям,когда скорость потока резко нозрастает. Происходит это за счет колебанийклина 4 н сечении потока и его перекрытия колеблющимся элементом 2 крылоного профиля,Будучи установленным в полоститрубы под углом атаки о 4 к направлению движения потока эмульсионнойнеФти, упомянутый элемент вначале отклоняется вверх под действием подъемной силы К и ее момента относительноупругой опоры (оси) 3, заняв верхнееположение. При этом весь поток устремляется сквозь цель между поверхностью трубыи кромкой нижней поверхности клина (кавитатора) 4. Вследствие этого скорость потока здесьрезко увеличивается и кавитационныеявления резко усиливаются, Так как вкрайнем положении прекращается обтекание элемента 2 крылоного профиля,тоисчезает подъемная сила, и начинается обратное движение элемента поддействием раскручивания упругой скрученной опоры 3 (оси), и при переходечерез среднее положение по инерцииэлемент 2 крылоного профиля испытывает гидродинамическое давление потока сверху, отклоняясь до нижнегоположения.Кавитатор (клин) при этом отклоняется н верхнее положение и в этотмомент канернообразование за клином,так же, как и н нижнем положении,резко интенсифицируется ввиду резкого увеличения скорости потока в щелимежду верхней кромкой клина и внутренней поверхностью трубы 1. Затемдвижение элемента обращается, переходя в колебание. Каверно-полостнымобразованием охватывается, таким образом, все сечение потока нефтянойэмульсии н трубе, а поскольку каверны заполнены парами деэмульгатора ипроисходит непрерывный процесс ихобразования и схлопывания со струйно-кавитационным перемешиванием паров деэмульгатора с потоком эмульсии, то достигается идеальное перемешивание и деэмульсация нефтяной эмульсии при минимальном расходе деэмульгатора. Это позволяет увеличить эффективность деэмульсации нефтяныхэмульсий непосредственно в процессетранспортирования по трубопроводу,печивает смешение потока с парообразным деэмульгатором, Повышению эффективности деэмульсации потока эмульсионной нефти способствуют и колебательные движения кавитатора по всему сечению потока эмульсии, производимые за счет наличия в конструкции деэмульгатора элемента крыловсго проФиля, 11 оэтому кавитационно-пог.устное парообразование деэмульгатора происходит в потоке по всему сечению, идостигается полный охват потока деэмульсацией Кроме того, при схлопыванин каверны и пузырьков пара выделяется тепловая энергия, что также способствует более эффективной деэмульсации и ее интенсификации. 11 редусмотренное в пульсаторе помещеиие деэмульгатора в эластичиую оболочку, заключенную в замкнутую емкость, полость которой соединена сполостью трубы до мест установки эле.мента по потоку, позволяет при необходимости интенсифицировать подачудеэмульгатора в поток за счет положительного перепада давления между упомянутыми полостями. В сочетании свозможностью изменять подачу деэмульгатора за счет выбора определеннойширины щели сужения перед входом вклиновидное расширение, это позволяет регулировать расходдеэмульгатора.Эластичная оболочка предотвращает смешение с жидкостью из трубопровода.Таким образом, предлагаемый пульсатор обеспечивает эффективную деэмульсацию потока эмульсионной нефтиза счет диспергирования жидкости. жестко установленный на упругой опоре в полости трубы, о т л и ч а ю -45 ния диспергирсвания жидкости при деэмульсации нефти, пульсатор снабжен полым клином, жестко соединенным вершиной с упругой опорой и емкостью с эластичной оболочкой, содержащейжидкий деэмульгатор, при этом основание полого клина открыто в полостьтрубы, упругая опора выполнена полойи сообщена с полостью клина и с полостью эластичной оболочки, а полость емкости сообщена с полостьютрубы перед элементом крылового профиля. 5 6360086при этом не требуется исп льзованияпринудительных дозаторных устройствтипа дозаторных насосов, требующихобслуживания в процессе эксплуатации и подвода энергии к приводнымдвигателям.Наличие полого клина на упругойопоре за хвостом элемента крыловогопрофиля обеспечивает получение кавитационных явлений за клином. Клиновидные расширения способны сильнокавитировать обтекающий это расширение поток, в результате чего за клиновидным расширением в потоке жидкости образуются полости (или каверны), где жидкость находится в парообразном состоянии, а в окрестностикаверны и после ее схлопывания жидкость движется в виде струй, окруженных смесью пузырьков пара деэмульгатора и капель потока жидкости, дальнейшее смешение которых по потокупроисходит полностью ввиду интенсивного массообмена в струйно-кавитационных течениях. 11 оступая в потокиз емкости через сообщающиеся междусобой полости опоры и клина, деэмульгатор испаряется в полость кавитационной каверны с пониженным давлением, образуя из капли деэмульгаторав сотни раз больший объем деэмульгаторного пара. 11 оследующее схлопывание каверны сопровождается образованием мельчайших пузырьков пара, интен-З 5сивно перемещенных с кавитационнымиструями жидкости, а в результатедальнейшей конденсации в потоке эмульсии паров деэмульгатора из пузырьков,молекулами деэмульгатора охватываются 40 Ф с р м у л а и з о б р е т е н и явсе глобулы эмульсионного потока. Та- Автоколебательный пульсатор соЭким образом, в отличие от известных держащий элемент крылового профиля,деэмульгаторов, где деэмульгатор диспергируется в потоке объема микрокапель жидкости, в предлагаемом пуль- щ и й с я тем, что, с целью улучшесаторе деэмульгатор перед введениемв поток диспергируется до парообразного состояния (молекулярного уровня).Резкое увеличение степени диспергации позволяет охватить деэмульгирующим воздействием в сотни раз большие объему эмульсионной жидкости,беэувеличения расхода деэмульгатора, таккак для эффективной деэмульсации достаточно иметь один слой молекул деэмульгатора на поверхности эмульсионной глобулы, а эту возможность обес1636008 Фиг, 3 Составитель О. Калякинедактор М.Бланар Техред С.Мигунова орректор М,Самборскл одписно прл ГКНТ ССС изводственно-иэлательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. 1 агарина, 10 Заказ 775 ВНИИПИ ГосудаТираж 436 гневного комитета по 113035, Москва, Ж