Трубный сепаратор

ограничивает его применение в промысловых шлейфах, коллекторах и межпромысловых газопроводах, где характерныпробково-снарядные течения с пульсациями, гидравлическими ударами и высокойтурбулентностью; низкая эффективностьсепарации газа в условиях. промысловойподготовки газа (в системе скважина - сборный пункт и установка. комплексной подготовки газа),Цель изобретения - повышение эффективности сепарации газа и снижение гидравлических сопротивлений внестационарном режиме работы линейныхсооружений,Эта цель достигается тем, что в корпусетрубного сепаратора коаксиально установлен осевой патрубок с отверстиями на концах, размещенных в кольцевых тупиковыхотсекателях с.отводами жидкости, Причемсоотношение бтр . бк . бос составляет1:2:0;45; где бтр, бк и бос диаметры соот-ветственно трубопровода - патрубка подачи неочищенного газа, корпуса сепаратораи осевага датрубка..Устзновление в центральной зоне патака осевого патрубка.разделяет газожидкостныепотоки на две эоныПериферийная зона, .где свободнаяжидкость в основном движется по доннойчасти корпуса и его стенкам,Центральная зона, где происходитосаждениеммко" и крупнодисперсной фа:зы жидкости вдоль наружной и внутреннейповерхнбстей оеевого патрубка за счет силытяжести и силы адгезии.Используя закономерность механизмараспределения капель по размерам в поперечном сечении осесимметричного потокадиаметр осевого патрубка выбирается так,чтобы через него проходила 5 от общегоколичества газа, в отаром сосредоточеннаосновная доля мелко- и крупнодисперснойфззы жидкости. Выделив и ограничив этузону осевым патрубком сокращается расстояние осаждения капель на стенках осевоГо патрубка благодаря .силам. поверхностного натяжения и тяжести, Вэтом случае наружная поверхность осевогопатрубка также выполняет функции дополнительного коагулятора жидкости, Во внУтренней.и наружной поверхностях осевогопатрубка образуется ламинарно-движущаяпленка, которая захватывается кольцевымтупиковым отсекатепем и выносится из потока отдельно.Для достижения поставленной целиимеет значение соотношение диаметров соответственно трубопровода - патрубка подачи неочищенного газа (бтр), корпуса трубного сепаратора (б,) и осевого патрубка(боо) Это соотношение определено из условия образования необходимой формыструктуры движения двухфазного потока в5 корпусе трубного сепаратора и закономер, ности распределения жидких капель по раз-,мерам в поперечном сечении потока.Дпя достижения разделения фаз в трубном сепараторе соотношение ттоперечных10 сечений корпуса Г и трубопровода - патГк.рубка подачи Гтр принимаем . - = 4, приГтрэтом соотношение диаметров трубопроводабтр и корпуса (бк) будет,тгдтр .лб 2 1;4 или бтр , бк = 1:2. (1)Диаметр осевого патрубка бос определяется исходя из условия, что поперечноесечение его Гос составляет 5 от сечениякорпуса Г.о - 0,05.Гкпри этом соотношение диаметров осевогопатрубка бос и корпуса бк будет иметь видбкбос =. 1:0,224 (2)из уравнения (1)бк = 2 бтриз уравнения (2)босбк = - .30 0224Приравнивая правые стороны уравнений (1)и(2) получимбтр, бос=1:0,224 2=1;0,45 (3)Объединив уравнения (1), (2) и (3), пол 35 "бтрбк , бос = 1:2 О 45. (4)Соотношение уравнения (4) позволяетнайти оптимальные размеры диаметровкорпуса.и осевого патрубка сепаратора, ис 40 ходя из диаметра трубопровода, куда будетустановлен трубный сепаратор.При этом длины осевого патрубкаикорпусапо практическим и конструктивным соображениям, исходя из установлениястационарного режима течения и возможности выноса жидкой фазы иэ сепараторарекомендуется принять соответственно т ="3-5 м и"5-7 м независимо от диаметров1трубопровода, корпуса и осевого патрубка.На чертеже представлен предложенныйсепаратор,Трубный сепаратор содержит патрубкис диаметром, соответствующим диаметру. трубопровода, которые предназначены длявыхода и входа потока. В зависимости отнаправления потока патрубки 1 меняютсвои функции по входу и выходу. Патрубки1 посредством плавных переходников 2 соединены с трубным корпусом 3 с диаметромв два раза больше, чем диаметр патрубков1710104 10 30 55 1. Трубный корпус 3 снабжен патрубками 4 и 5 для выноса жидкостной пленки из периферийной зоны корпуса 3. В центральной части корпуса установлен коаксиально. к корпусу 3 осевой патрубок б с отверстиями 7 на концах. На концах осевого патрубка 6 установлены тупиковые отсекатели 8,и" 8 а для улавливания жидкой фазы. Отверстие 7 в концах Осевого патрубка б предназначены для отвода пленки жидкости из внутренней поверхности осевого патрубка б к наружной его поверхности, а затем к донной части отсекателей 8 и Яа. Отсекатели 8 и 8 а имеют соответственно отводы 9 и 9 а для уловлен-.ной жидкости. Эти отводы 8 и 8 а закреплены в донной части корпуса 3 и тем самым. удерживают осевые патрубки б коаксиально к положению корпуса 3. Концы всех отводов 4. 5; 9 и 9 а жидкости соединены в трубной емкости 10 для сбора и периодического уда ления,Зеркально-симметричное расположение узлов по вертикали позволяет использовать устройство в одной технологической линии, где газожидкостной поток движется периодически налево и направо (например,при закачке и отборе газа в подземйых хранилищах таза). Принцип работы трубного сепараторазаключается вследующем. Благодаря симметричности конструкции по вертикальной оси поток двухфазной: смеси может подаваться слева направо или: же наоборот, Таким образом, е зависимости от направления потока патрубки 1 могут меняться функции по входу или выходу потока.П р и м е р, Поток двигается слева направо. Газожидкостной поток, проходя через патрубки 1 и плавный переходник 2 поступает е расширенный трубный корпус. 40 3, Здесь за счет плавного расширения. сечения потока скорость его в четыре раза снижается и достигается раздельно-расслоенная форма структуры движения газо- жидкостного потока. При этом периферий ная пленочная часть жидкости выносится из трубного корпуса 3 последовательно через отводы 4 и 5 жидкости. Мелко- и крупнодисперсная часть жидкости, двигаясь по цент-;рально-осевой зоне трубного корпуса.З, 50проходит через осевой патрубок 6 с отверстиями 7 на его концах. При этом. дисперсная фаза жидкости, соприкасаясь .с внутренней и наружной поверхностями осевого патрубка б за счет силы прилипания (адгезии) превращается в тонкую пленку на поверхности слипания и перемещается к тупиковому отсекателю 8(при движении потока справа налево к тупиковому отсекателю 8 а). Здесь внутренняя часть пленки осевого патрубка б, проходя через его отверстия на концах, смешивается с наружной пленкой жидкости осевого патрубка б и вместе сливается и выносится через отвод 9 жидкости (в случае движения потока справа налево - через отвод жидкости 9 а). Далее, вся жидкость, сливающаяся из жидкостных отводов 4, 5, 9 и 9 а, собирается в трубной емкости 10 и периодично из этой емкости подается в жидкостную линию. Таким образом, при движении потока газожидкостной смеси слева направо жидкость выносится последовательно через отводы .4, 9 и 5, а при. движении справа налево - через отводы 5, 9 аи 4,Технико-экономическая эффективность предлагаемого решения заключается в повышении эффективности сепарации газа без вращения потока, приводящего к гидравлическим сопротивлениям и уносу капельной жидкости, характерной для поля центробежных сил, упрЬщении конструкции и, следовательно, изготовлении сепаратора, возможности применения его в. технологической линии. где периодически поток изменяет свое направление (например, закачка и отбор газа в условиях подземного хранения газа), в этом случае сокращается коли- . чество сепарациоцных установок,Формул а изобретен и я 1, Трубный сепаратор, содержащий корпус с патрубками подачи неочищенного газа, отвода очищенного газа и отвода отсепарированной жидкости, о т.л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности сепарации и снижения гидравлического сопротивления, он снабжен установленным коаксиально в корпусе осевым патрубком с отверстиями и кольцеобразными тупиковыми отсекателями на его концах.2. Сепаратор по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что соотношение диаметра патрубка подачи неочищенного газа бр к диаметру. корпуса б и диаметру осевого патрубка бос составляет 1:2:0,45.водственно-издател омбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Про Заказ 2 М ВНИ:ИПИ Тираж Подписносударственного комитета по изобретениям и отк 113035, Москва, Ж.35, Раушскэя наб 4/5 еытиям при ГКНТ СССР