Устройство для подачи деэмульгатора в поток нефти

(19) (31 5 В 01 П 17/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научно-исследователь- сделаны отверстияский институт по сбору, подготовке и меров с диаметратранспорту нефти и нефтепродуктов стве, равном(56) 1, Авторское свидетельство СССР бопровода. НаличиМ 1214134, кл. В О 1 Р 17/04, 1986, размеров отверсти(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ДЕЭМУЛЬГА-. ность во все сторТОРА В ПОТОК НЕФТИ дают возможность(57) Сущность изобретения: устройство распределять. химисодержит трубопровод с патрубком вво" объеме нефтяной э фикации диспергирования отдельныхструй деэмульгатора во всем сечениитрубы.Иассообмен вещества деэмульгаторасо стабилизаторами глобул воды в высоковязком потоке нефти возможен.только в определенной области сече:ния трубопровода,Целью изобретения является повыше"ние эффективности обработки деэмульгатором потока высоковязкой нефти засчет более равномерного распределенияв сечении трубы и увеличения степенидисперсности подаваемого реагента внефтяной эмульсии.Указанная цель достигается тем,что в устройстве распределитель выполнен в виде сферы, расположенной вцентре трубопровода, а в сфере сделаны несколько типоразмеров отверстийс диаметрами 2-8 мм в количестве,равном 1-6 отверстий на каждый квад" етение относитсяромышленности, вва ни ю и обе ссоли ваиспользоваться внспорта нефтяных э)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобр к нефтедобывающей и частности к обезвожи нию нефти, и может системе сбора и тра мульсий на промыслах.Известно устройство, содержащее магистральную трубу с патрубком для ввода деэмульгатора и распределитель для вывода деэмульгатора 11 . В уст" ройстве распределитель выполнен в виде съемной головки с направляющими каналами, часть которых расположена параллельно оси трубопровода, а дру" гая часть - под углом 30-50 к оси трубопровода.Недостатком данного устройства яв" ляется то, что оно не обеспечивает равномерного распределения реагента в высоковязком ламинарном потоке нефтяной эмульсии, где отсутствуют тангенциальные силы потока для интенси" и распределитель,е сферы, расположенубопровода, В сференескольких типорази 2 - 8 мм в количе"6 отверстий наСфера имеет диа/3 диаметра труе нескольких типо"й и их направленоны в пространствеболее равномерноческий реагент вмульсии, 1 ил,где Яо - длина ядра постоянных скоростей, затопленной струи,имК - радиус сопла (отверстия),мм;а - коэффициент структуры (дллструй круглого сечения а=- 0,08),Согласно этим формулам вытекающиеиз шарового распределения струи реа 50 ратный сантиметр поверхности, и сфера имеет диаметр, равный 1/5 -. 1/3 диаметра трубопровода, при этом отверстия расположень 1 чередующимися параллельными рядами на всей поверхности сферы по плоскостлм окружностей, перпендикулярным оси трубопровода, При этом указанные размеры и количество этих отверстий обеспечивают не О обходимый расход раствора деэмульгатора при давлении, превышающем давле" ние в нефтепроводе на 1-5 атм.Йзготовление распределителя в виде сферы с отверстиями дает возможность более равномерного распределения подаваемого деэмульгатора в объеме нефтяной эмульсии. Это происходит вследствие того, что геометрическая Форма сферы .с равномерно расположенными на поверхностиотверстиями дает возможность более равномерной доставки и распределения деэмульгатора в объеме нефти, таккак его струи направляются равномерно во все стороны 25 пространства в трубе.Наличие двух-трех и более типоразмеров отверстий обусловлено необходимостью еще более равномерного распределения химического реагента в объеме нефтяной эмульсии . Согласно гидродинамической теории длина затопленной струи прямо пропорциональна диаметру выходного отверстия сопла, Поэтому отверстия с разными диаметрами дают возможность создать разные длины затопленных струй реагента в нефти согласно ФормулеЬ = ЗОО 1 Г 1 где Ь - длина затопленной струи, мм;с 1 - диаметр сопла (отверстия);мм.При этом длина наиболее активной части - ядра постоянных скоростей струи определяется по формуле гента, имея разные диаметры, проникают на разные расстояния в объем нефти. Все это способствует еще более равномерным распределению и диспергированию реагента в объеме нефти, так как струи, которые имеют малый диаметр, "останавливаются" раньше в тех областях трубы, где струи с большим диаметром еще имеют большую скорость и, следовательно, и энергию, Вследствие этого уже потерявшие скорость струи реагента, двигаясь с по" током нефти в трубе, встречаются с более мощными струями такого же реагента, разбиваются и перемешиваются. Это ведет к более равномерному рас" пределению реагента во всем объеме эмульсии.В предлагаемом устройстве отверстия направлены теоретически по бесконечному числу направлений, поэтому то количество деэмульгатора, которое попадает в нефтяной поток раньше по ходу движения нефти в трубопроводе, подвергается, многократному перемешиванию теми струями реагента, которые образуются из отверстий большого диаметра.Подаваемый в нефтепровод деэмульгатор попадает в "псевдокипяцую" область, где очень сильно развита искусственная турбулизация потока неф-ти самими е многочисленными струями подаваемого реагента, Все это достигается только благодаря сферической Форме распределительной головки пред" лагаемого устройства и наличию отверстий разного диаметра, направленных во все стороны пространства в трубопроводе.На чертеже изображено устройство для подачи деэмульгатора в поток высоковязкой нефти.Устройство содержит трубу 1, пат"рубок 2 длл подачи раствора реагентаи сферу 3 с отверстиями 4 (распреде"литель).Сфера 3 расположена в серединетрубопровода 1 и соединена при помощипатрубка 2 с наружной поверхностьюнефтепровода.Отверстия 4 расположены параллельными чередующимися по диаметрам рядами на поверхности сФеры 3 по плоскос"тям сечения, перпендикулярным оситрубы 1,Устройство работает следующим об"разом,5 18134Нефтяная эмульсия транспортируетсяпо трубе 1. Раствор реагента подаетсяпо патрубку 2 внутрь сферы 3, имеющейбольшое количество отверстий 4 повсей поверхности. Через эти отверстияпод давлением, превышающим давлениев нефтепроводе на 1-5 атм, растворреагента подается в нефтяную эмульсию. При наличии 1-6 отверстий на 101 си 2 сфера с радиусом 2,5 см будетиметь 236"480 отверстий на поверхнос"ти. Наличие такого большого количества отверстий, через которые подаетсяс большой скоростью раствор реагентасоздает условия для более равномерного распределения подаваемого растворареагента в эмульсии нефти, транспор- .тируемой по трубе,Наличие нескольких типоразмеров 20отверстий обеспечивает разную длинузатопленной струи реагента, Например,при диаметре отверстия 2 мм длина за"топленной струи будет 600 мм;Формула изобретения 82 бСоздание в трубопроводе области турбулизации несколькими сотнями струй реагента с разной длиной и энергией улучшает степень дисперги рования и перемешивания подаваемого реагента.Диаметр сферы берется равным 1/5- 1/3 диаметра, трубопровода в связи с необходимостью сохранения требуемого проходного сечения трубопровода для предотвращения возрастания гидравлического сопротивления в трубопроводе.Таким образом, применение предложенного устройства позволяет улучшить качество подготовленной нефти путем улучшения диспергирования и увеличения степени переиешивания по" даваемого деэмульгатора с нефтяной эмульсией,= 300 х 2 х 600 ми,25 При диаметре отверстия 8 мм длиназатопленной струи достигает 2400 мм: Ь = 3008 = 2400 мм.30При этом, имеющая большую скорость и энергию длина ядра постоянных скоростей струи согласно 2 будет067 83, .э )= 33ммо О,ОЬ 235Таким образом, в нефтепроводе во" круг сферы создается область многократного перемешивания деэмульгатора многочисленными струяии саиого же. по" даваемого реагента.40 Устройство для подачи деэмульгатора в поток нефти, содержащее трубопровод, патрубок и распределитель для деэмульгатора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения эф" фективности обработки деэмульгатором потока высоковязкой нефти распределитель выполнен в виде расположенной в центре трубопровода сферы с отверстиями диаметром 2-8 мм, расположенными чередующимися параллельными рядами по плоскостям окружностей сферы, перпендикулярным оси трубопровода, при этом количество отверстий на каждом квадратном сантиметре сферы равно 1-6, а сфера имеет диаметр, равный 1/5 - 1/3 диаметра трубопровода,1813182 авитель О.Калякинаед М.Моргентал Корректор М,Ткац орина ак По исно о изобре -35, Рау Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород агарина, 10 Заказ 1797 ТиражНИИПИ Государственного комитета113035, Москва,ниям и открыкая наб д. м прй ГКНТ5