Устройство для искусственного приготов-ления структур газожидкостного потока

Союз СоветсникСоциалистическиеРесттубпин ОП ИСАКИЙИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 841660(51)М, Кл,В О Р 3/04 Гооударстеениьй комитет СССР оо делам иааоретений и открытийДата опубликования описания 30.06.8 1 Н.Н. Репин, М.Ф. Коваленко и В,Г. Карамышев(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов(71) Заявитель( 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР ГАЗОЖИДКОСТНОГО, ПОТОКА Изобретение относится к совместному сбору и транспорту жидкости и газа и может быть использовано для создания различных структурных форм газожидкостного потока с целью выявления оптимальной структуры газожидкостного потока и влияния ее на расход энергии при транспорте продукции скважин,Известны устройства, предназначенные для создания заданной структуо ры жидкости и для турбулизации потока нефти, транспортируемой по трубопроводу 111.Но с помощью их нельзя получить того многообразия структурных форм газожидкостного потока,. которые присущи совместному движению жидкости и газа, Кроме того, ни одно иэ названных выше устройств при пробковой структуре течения смеси не позволяет создавать пробки как по газу, так и жидкости заданной длины, а припробковой структуре течения небеэразлич 2но какой длины идут жидкостные, или газовые пробки, так как .каждой структуре соответствует свой коэффициент гидравлического сопротивления.Известно устройство для искусствен ного приготовления структур газожидкостного потока, содержащее корпус, набор диафрагм и штуцеры дпя ввода жидкости и газа. Образование газожид костной структуры (эмульсионной) происходит за счет дробления газа в диафрагмах и сильной турбулизации потока 2,.Однако известное устройство для искусственного приготовления структур газожидкостного потока сконст-. руировано так, что с помощью его мож"ф но приготовлять только одну какую- нибудь структуру, следовательно, она не является универсальным и не позволяет получить того многообразия структурных форм, в частности пробковых и расслоенных, которые могут образовываться в процессе совмест 8416603ного движения жидкости и газа. Кроме того, вышеназванное устройствотребует затраты энергии газожидкостного потока, создает дополнительныесопротивления в трубопроводе и имееточень низкий коэффициент полезногодействия.Цель изобретения - приготовлениезмульсионных, пробковых и расслоенных,структурных форм газожидкостного 10потока.Поставленная цель достигается тем,что штуцер для ввода жидкости снабженкоаксиально установленной рабочей камерой, выполненной в виде цилиндра сотверстиями для газа, расположеннымина его боковой поверхности в среднейчасти, и плунжером,На чертеже изображено предлагаемоеустройство, общий вид. 20Устройство для искусственного приготовления структур газожидкостногопотока состоит из корпуса 1, в которомчерез штуцер 2 вставляется цилиндр 3и нефтезаборный патрубок 4, к нефтезаборному патрубку 4 присоединяетсявыводная труба 5, свободный конецкоторой герметизируется с помощьюсальникового уплотнения (не показано).Б средней части цилиндра по его периметру просверлены отверстия 6. Отверстия предназначены для впуска газав выводную трубу. К выводной трубе 5присоединяется резино-тканевый рукав(не показан), с помощью которого установка соединяется с опытно-промышленным стендом. В цилиндре 3 перемещается плунжер 7, уплотняемый с помощью резиновых колец. Плунжер приводится в действие от кривошипно-шатунного механизма 8, маховика 9, коробки 10 передач, червячного редуктора 11, соединенного с электродвигателем 12. Число ходов плунжера можно изменять с помощью коробки передач от 7 до 300 об/мин, а положениеплунжера в цилиндре можно изменятьпутем укорачивания или удлинения шатуна. Уровень жидкости в емкости регулируется с помощью регулятора 13 50уровня жидкости, а газ подается вемкость по трубопроводу 14.Установка работает следующим образом,55Отсепарированная нефть насосами подается через поплавковый регулятор 13 уровня в корпус 1. В эту же емкость по трубопроводу 14 подается 4попутный нефтяной газ. При положении плунжера 7 в цилиндре ниже отверстий 6 газовое пространство кор-.пуса разобщено плунжером от выводнойтрубы 5, в последнюю при этом поступает нефть, которая и образует жидкостную пробку. Как только плунжерподнимается выше отверстий, то поддействием гидростатического столбанефть оседает в нефтезаборном патрубке 4 до уровня в корпусе и газ поступает в выводную трубу, образуя газовую пробку. Таким образом, создается пробковая структура, Длины пробокбудут зависеть от расхода жидкости игаза и времени пребывания плуюкеранад и пбд отверстиями в цилиндре, Последнее регулируется коробкой передачи длиной шатуна, Устанавливая различные скорости вращения маховика 9 кривошипно-шатунного механизма 8, а также различные длины шатуна можно получить множество пробковых структур,характеризуемых различным отношениемдлин газовой и жидкой пробок. Максимальная длина жидкой и газовой пробок при скорости смеси 10 м/с можетбыть 40 м, а минимальная 0,3 м.Данное устройство позволяет получать и расслоенную структуру, Рас -слоенная структура течения газожидкостной смеси образуется при одновременном поступлении в трубопровод нефти и газа, Это достигается при положении поверхности раздела Фаз в емкости на уровне осевой линии выводной трубы. Плунжер при этом располагается выше отверстий в цилиндре инаходится в состоянии покоя.Эмульсионная структура течения газожидкостной смеси образуется при од -новременном поступлении в трубопровод нефти и газа с последующим дросселированием нефтегазовой смеси черезспециальную диафрагму, установленнуюмежду фланцами выводной трубы и резинотканевого рукава,Совместное движение жидкости и газа характеризуется большим многообразием структурных форм газожидкостного потока, которые являются функцией многих переменных, Установлено, что такими переменными являются соотношение фаз, скорость движения смеси, угол наклона трубопровода к горизонту, дисперсности и физико-химических свойств компонентов, Каждой структурной форме гаэожидкостного потока5 84 соответствует свой коэффициент гидравлического сопротивления. Следовательно, создавая на установке искусственным путем структурные формы, которые наиболее часто встречаются при совместном движении жидкости и газа, можно выявить оптимальную структуру с точки зрения наименьшего коэффициента гидравлического сопротивления или, другими словами, оптимизировать процесс совместного транспорта нефти и газа, Это значительно позволит уменьшить расход энергии на транспорт газожидкостных смесей.Формула изобретенияУстройство для искусственного приготовления структур газожидкостного 1660 6потока, содержащее корпус, набор диаф"рагм и штуцеры для ввода жидкости игаза, а т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью приготовления эмульсионных, пробковых и расслоенных структурных форм газожидкостного потока, штуцер для ввода жидкости снабжен коаксиально установленной рабочей камерой,выполненной в виде цилиндра с отверс тиями, расположенными на его боковойповерхности в средней части 1 и плунжером. Источники информации,1 принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 32117734,кл.137-271,1972.2. Муравьева И.М. и др. Исследование движения многокомпонентных смесейв скважине. М "Недра", 1972, с15-20.Тираж 578 Поднисноетвенного комитета СССРбретений и открытийРаушская наб., д. 4/5 28 3 В 1.ИИПИ Государ цр делам из 5, Москва, Ж-З