RU2236887C1 - Separating plant - Google Patents

Abstract

FIELD: oil industry; separation of oil and gas in oil gathering and preparation systems.

SUBSTANCE: proposed separating plant includes vertical hydraulic cyclone apparatus with pipe lines supplying gas-and-liquid mixture, discharging gas and liquid, concentric entrainment chamber and gas equalizing branch pipe. Hydraulic cyclone apparatus is mounted in horizontal reservoir and its lower edge rests at points of engagement with cylindrical shell of reservoir; lower end of entrainment chamber is located at the same level with lower end of hydraulic cyclone apparatus; gas discharge pipe line is mounted by lower end at level of upper generatrix of reservoir; one end of gas equalizing branch pipe is located in gas chamber of reservoir and other end enters axial zone of gas discharge pipe line.

EFFECT: enhanced efficiency of separation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для разделения нефти и газа в системе сбора и подготовки продукции скважин.The invention relates to the oil industry and can be used to separate oil and gas in a system for collecting and preparing well products.

Известен газожидкостной сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси (ГЖС), отвода газа и жидкости, сливные трубы, перегородку, разделяющую сепаратор на камеры [Авторское свидетельство СССР №1254606, кл. В 01 D 45/12, 1982].Known gas-liquid separator containing a vertical cylindrical body, pipelines for supplying a gas-liquid mixture (GHS), gas and liquid discharge, drain pipes, a partition separating the separator into chambers [USSR Author's Certificate No. 1254606, class. B 01 D 45/12, 1982].

Недостатком изобретения является низкая эффективность разделения газожидкостной смеси.The disadvantage of the invention is the low separation efficiency of the gas-liquid mixture.

Наиболее близким к заявляемой конструкции является газожидкостной сепаратор (гидроциклонный аппарат), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, трубопроводы подвода газожидкостной смеси, отвода газа и жидкости, сливные трубы, перегородку, разделяющую сепаратор на камеры, при этом он снабжен газоуравнительным трубопроводом (патрубком), соединяющим корпус (газовую полость под конической перегородкой) сепаратора с трубопроводом отвода газа, при этом перегородка в корпусе сепаратора выполнена конической, одна из камер - входная, снабжена сливными трубами и концентрично установленной каплеотбойной камерой с завихрителем, конусной нижней частью и сливными трубами, нижние концы которых расположены ниже концов сливных труб входной камеры и установлены в гидрозатворный стакан в нижней части корпуса. Гидрозатворный стакан снабжен ребрами на наружной поверхности и выполнен высотой не менее верхнего уровня жидкости в сепараторе [Патент РФ 2190450, кл. В 01 D 19/00, 45/12, опубликовано 27.07.2002].Closest to the claimed design is a gas-liquid separator (hydrocyclone apparatus), containing a vertical cylindrical body, pipelines for supplying a gas-liquid mixture, drainage of gas and liquid, drain pipes, a partition separating the separator into chambers, while it is equipped with a gas equalizing pipe (pipe) connecting the housing (gas cavity under the conical baffle) of the separator with a gas outlet pipe, while the baffle in the separator body is conical, one of the chambers is an inlet, sleep wife and drain pipes installed concentrically eliminator chamber with swirler, conical lower part and the drain pipes whose lower ends are located below the ends of the discharge pipes of the inlet chamber and installed in gidrozatvorny glass on the bottom. The water seal cup is equipped with ribs on the outer surface and is made at least the height of the upper liquid level in the separator [RF Patent 2190450, cl. On 01 D 19/00, 45/12, published July 27, 2002].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного газожидкостного сепаратора, относится низкая эффективность разделения газожидкостной смеси вследствие того, что:The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known gas-liquid separator include the low separation efficiency of the gas-liquid mixture due to the fact that:

- мал объем жидкости газожидкостного сепаратора для отстаивания жидкости и отделения пузырьков газа;- the liquid volume of the gas-liquid separator is small for settling the liquid and separating gas bubbles;

- конические днища входной камеры сепаратора и концентрично установленной каплеотбойной камеры с завихрителем уменьшают объем газожидкостного сепаратора для предварительного отделения свободного газа;- the conical bottoms of the inlet chamber of the separator and the concentrically mounted drop chamber with a swirler reduce the volume of the gas-liquid separator for preliminary separation of free gas;

- завихритель, установленный в каплеотбойной камере, рассчитывается на определенный диапазон скоростей потока газа и за пределами этого диапазона увеличивается перепад давления, а это требует увеличения запаса уровня жидкости в гидрозатворе;- the swirler installed in the drop chamber is calculated for a certain range of gas flow rates and outside this range the pressure drop increases, and this requires an increase in the liquid level in the valve;

- размещение сливных труб на разных уровнях уменьшает возможный уровень затвора, а это, в свою очередь, уменьшает запас перепада давления, необходимый для предупреждения прорыва газа в уровень жидкости;- the placement of drain pipes at different levels reduces the possible level of the shutter, and this, in turn, reduces the margin of pressure drop necessary to prevent gas breakthrough into the liquid level;

- газоуравнительный патрубок, соединяя газовую полость под конической перегородкой в сепараторе с трубопроводом отвода газа, не обеспечивает достаточную степень удаления выделившегося газа из жидкости;- gas equalizing pipe, connecting the gas cavity under the conical baffle in the separator with the gas exhaust pipe, does not provide a sufficient degree of removal of the released gas from the liquid;

- сужение площади прохода жидкости в гидрозатворном стакане уменьшает производительность газожидкостного сепаратора и создает возможность накопления мехпримесей.- narrowing the area of the passage of liquid in the water seal reduces the performance of the gas-liquid separator and creates the possibility of accumulation of solids.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, повышение эффективности разделения газожидкостной смеси.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the separation efficiency of a gas-liquid mixture.

Указанный технический результат достигается тем, что сепарационная установка, содержащая вертикальный гидроциклонный аппарат с трубопроводами подвода газожидкостной смеси, отвода газа и жидкости, концентрично установленную каплеотбойную камеру и газоуравнительный патрубок, при этом гидроциклонный аппарат установлен в горизонтальной технологической емкости, нижним торцом опирающийся в точках сопряжения с цилиндрической обечайкой технологической емкости, нижний торец каплеотбойной камеры расположен на одном уровне с нижним торцом гидроциклонного аппарата, газоотводящий трубопровод нижним торцом установлен на уровне, соответствующем верхней образующей технологической емкости, а газоуравнительный патрубок одним концом размещен в газовой полости технологической емкости, другим - входит в осевую зону газоотводящего трубопровода, кроме того, между газоуравнительным патрубком и максимальным уровнем жидкости горизонтальной технологической емкости размещен отбойник для предотвращения брызгоуноса в газоотводящий трубопровод.The specified technical result is achieved by the fact that the separation unit comprising a vertical hydrocyclone apparatus with pipelines for supplying a gas-liquid mixture, a gas and liquid outlet, a concentrically mounted drop chamber and a gas equalizing nozzle, while the hydrocyclone apparatus is installed in a horizontal technological tank, resting at the interface points with the bottom end a cylindrical shell of the technological capacity, the lower end of the drop chamber is located at the same level as the lower end of the hydrocyclone apparatus, the exhaust pipe with the bottom end is installed at a level corresponding to the upper generatrix of the technological container, and the gas equalizing pipe is placed at one end in the gas cavity of the technological tank, the other enters the axial zone of the gas discharge pipe, in addition, between the gas equalizing pipe and the maximum horizontal liquid level a chimney is placed in the tank to prevent splashing in the exhaust pipe.

Размещение нижнего торца гидроциклонного аппарата опирающимися в точках сопряжения с цилиндрической обечайкой технологической емкости и размещение нижнего торца каплеотбойной камеры на одном уровне с нижним торцом гидроциклонного аппарата позволяет увеличить уровень гидрозатвора, что, в свою очередь, предупреждает проход газа в жидкость и наоборот, проход жидкости в газовую линию.Placing the lower end of the hydrocyclone apparatus resting on the interface points with the cylindrical shell of the technological vessel and placing the lower end of the drop chamber at the same level as the lower end of the hydrocyclone apparatus can increase the level of the hydraulic seal, which, in turn, prevents the passage of gas into the liquid and vice versa, the passage of liquid into gas line.

Соединение газоуравнительным патрубком газовой полости технологической емкости с осевой зоной газоотводящего трубопровода увеличивает снижение перепада давления, необходимого для гидрозатвора, и уменьшает вероятность выброса жидкости в газовую линию и попадания газа в жидкость за счет инжектирующего эффекта и удаления выделившегося газа из технологической емкости.The connection of the gas cavity of the process vessel with the gas pipe equalization zone with the axial zone of the exhaust pipe increases the decrease in the pressure drop required for the hydraulic seal and reduces the likelihood of liquid ejecting into the gas line and gas entering the liquid due to the injection effect and removal of the released gas from the process vessel.

Установление газоотводящего трубопровода нижним торцом на уровне, соответствующем верхней образующей технологической емкости, приводит к выравниванию давления между газовой полостью технологической емкости и осевой зоной газоотводящего трубопровода, что позволяет увеличить гидрозатворный перепад между уровнем жидкости в технологической емкости и газоотводящем трубопроводе, а это предупреждает прорыв газа из входной полости вертикального гидроциклонного аппарата в газовую полость технологической емкости.The installation of the exhaust pipe with the lower end at a level corresponding to the upper generatrix of the technological tank leads to equalization of pressure between the gas cavity of the technological tank and the axial zone of the gas manifold, which allows to increase the gate seal between the liquid level in the technological tank and the exhaust manifold, and this prevents gas breakthrough from the inlet cavity of the vertical hydrocyclone apparatus into the gas cavity of the process vessel.

На чертеже представлена сепарационная установка, общий вид.The drawing shows a separation installation, General view.

Сепарационная установка содержит горизонтальную технологическую емкость 1, в которой размещен вертикальный гидроциклонный аппарат 2 с патрубком 3 ввода газожидкостной смеси, нижним торцом опирающийся в точках сопряжения с цилиндрической обечайкой горизонтальной технологической емкости 1. Концентрично гидроциклонному аппарату 1 установлена каплеотбойная камера 4, нижней торец которой расположен на одном уровне с нижним торцом гидроциклонного аппарата 2. Газоотводящий трубопровод 5 нижним торцом установлен на уровне, соответствующем верхней образующей горизонтальной технологической емкости 1. Установка также снабжена газоуравнительным патрубком 6, один конец которого размещен в газовой полости технологической емкости 1, другой - ходит в осевую зону газоотводящего трубопровода 5. Между газоуравнительным патрубком 6 и максимальным уровнем жидкости горизонтальной емкости 1 размещен отбойник 7 для предотвращения брызгоуноса в газоотводящий трубопровод 5. Отделенная жидкость отводится через патрубок 8.The separation unit contains a horizontal technological tank 1, which houses a vertical hydrocyclone apparatus 2 with a nozzle 3 for introducing a gas-liquid mixture, resting at the points of interface with the cylindrical shell of the horizontal technological tank 1. A droplet chamber 4 is installed concentrically to the hydrocyclone apparatus 1, the lower end of which is located on flush with the lower end of the hydrocyclone apparatus 2. The exhaust pipe 5 with the lower end is installed at a level corresponding to The primary component of the horizontal technological tank 1. The installation is also equipped with a gas equalizing pipe 6, one end of which is located in the gas cavity of the technological tank 1, the other goes into the axial zone of the exhaust pipe 5. Between the gas equalizing pipe 6 and the maximum liquid level of the horizontal tank 1 there is a chipper 7 for prevent spraying in the exhaust pipe 5. The separated liquid is discharged through the pipe 8.

Сепарационная установка работает следующим образом.The separation unit operates as follows.

Газожидкостная смесь (ГЖС) подается тангенциально через входной патрубок 3 в вертикальный гидроциклонный аппарат 2, где происходит разделение ГЖС, при этом свободный газ отделяется от жидкости и поднимается вверх, продолжая вращение, к открытому концу каплеотбойной камеры 4, а жидкость стекает вниз по стенке гидроциклонного аппарата 2. В каплеотбойной камере 4 газ продолжает вращение, при этом из него выделяется капельная жидкость, которая стекает по стенке каплеотбойной камеры 4. Газ, продолжая вращение, также движется вниз и попадает в газоотводящий трубопровод 5. В то же время газ, выделившийся в горизонтальной технологической емкости 1, через газоуравнительный патрубок 6 попадает в газоотводящий трубопровод 5. Для предотвращения брызгоуноса в газоотводящий трубопровод 5 между газоуравнительным патрубком 6 и максимальным уровнем жидкости в горизонтальной емкости 1 установлен отбойник 7. Отделенная жидкость выводится через патрубок 8.The gas-liquid mixture (GHS) is fed tangentially through the inlet pipe 3 to the vertical hydrocyclone apparatus 2, where the GHS is separated, while the free gas is separated from the liquid and rises, continuing rotation, to the open end of the drop chamber 4, and the liquid flows down the wall of the hydrocyclone apparatus 2. In the drop chamber 4, the gas continues to rotate, while a dropping liquid is released from it, which flows down the wall of the drop chamber 4. The gas, while continuing to rotate, also moves downward and enters the gas exhaust pipe 5. At the same time, the gas released in the horizontal technological tank 1, through the gas equalizing pipe 6 enters the gas exhaust pipe 5. To prevent splashing out of the gas exhaust pipe 5 between the gas equalizing pipe 6 and the maximum liquid level in the horizontal tank 1, a chimney 7 is installed. The separated liquid is discharged through the pipe 8.

Использование предлагаемой сепарационной установки позволит:Using the proposed separation unit will allow:

- увеличить объем отстаивания и повысить качество сепарации жидкости и газа за счет отделения пузырьков свободного газа в технологической емкости;- increase the volume of sedimentation and improve the quality of the separation of liquid and gas due to the separation of free gas bubbles in the process tank;

- повысить эффективность разделения газожидкостной смеси, увеличить уровень гидрозатвора, тем самым предупредить проход газа в жидкость и, наоборот, проход жидкости в газовую линию;- increase the efficiency of separation of the gas-liquid mixture, increase the level of the water seal, thereby preventing the passage of gas into the liquid and, conversely, the passage of liquid into the gas line;

- увеличить удаление выделившегося газа из технологической емкости за счет инжектирующего эффекта;- increase the removal of released gas from the process vessel due to the injection effect;

- предотвратить брызгоунос в газоотводящий трубопровод размещением отбойника между газоуравнительным патрубком и максимальным уровнем жидкости горизонтальной емкости;- to prevent spraying in the exhaust pipe by placing a chipper between the gas equalizing pipe and the maximum liquid level of a horizontal tank;

- исключить возможность накопления мехпримесей в горизонтальной емкости, не уменьшая при этом проходное сечение для выхода жидкости из гидроциклона в горизонтальную емкость.- to exclude the possibility of accumulation of solids in a horizontal tank, without reducing the flow area for the exit of fluid from the hydrocyclone into a horizontal tank.

Claims (1)

Сепарационная установка, содержащая вертикальный гидроциклонный аппарат с трубопроводами подвода газожидкостной смеси, отвода газа и жидкости, концентрично установленную каплеотбойную камеру и газоуравнительный патрубок, отличающаяся тем, что гидроциклонный аппарат установлен в горизонтальной технологической емкости, нижним торцом опирающийся в точках сопряжения с цилиндрической обечайкой технологической емкости, нижний торец каплеотбойной камеры расположен на одном уровне с нижним торцом гидроциклонного аппарата, газоотводящий трубопровод нижним торцом установлен на уровне, соответствующем верхней образующей технологической емкости, а газоуравнительный патрубок одним концом размещен в газовой полости технологической емкости, а другим входит в осевую зону газоотводящего трубопровода, кроме того, между газоуравнительным патрубком и максимальным уровнем жидкости горизонтальной технологической емкости размещен отбойник для предотвращения брызгоуноса в газоотводящий трубопровод.A separation unit comprising a vertical hydrocyclone apparatus with pipelines for supplying a gas-liquid mixture, a gas and liquid outlet, a concentrically mounted drop chamber and a gas equalizing nozzle, characterized in that the hydrocyclone apparatus is installed in a horizontal technological tank, resting at the points of interface with the cylindrical shell of the technological tank, the lower end of the drop chamber is located at the same level with the lower end of the hydrocyclone, gas venting the lower pipe is installed at the level corresponding to the upper generatrix of the technological tank, and the gas equalizing pipe is placed at one end in the gas cavity of the technological tank, and the other enters the axial zone of the exhaust pipe, in addition, a chipper is placed between the gas equalizing pipe and the maximum liquid level of the horizontal technological tank to prevent splashing in the exhaust pipe.