RU2574628C1 - Сепаратор газовый вихревого типа - Google Patents
Сепаратор газовый вихревого типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574628C1 RU2574628C1 RU2014145050/05A RU2014145050A RU2574628C1 RU 2574628 C1 RU2574628 C1 RU 2574628C1 RU 2014145050/05 A RU2014145050/05 A RU 2014145050/05A RU 2014145050 A RU2014145050 A RU 2014145050A RU 2574628 C1 RU2574628 C1 RU 2574628C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separation element
- separation
- gas
- welded
- confuser
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 68
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims description 22
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000001174 ascending Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области улавливания мелкодисперсных, аэрозольных и растворенных жидких частиц, а также механических примесей из газового потока с использованием центробежных сил и может применяться в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности. Сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры, верхнее и нижнее днища, сепарационные элементы, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, газоотборный элемент и конфузор. В верхней камере сепарационный элемент расположен горизонтально, а в нижней - вертикально. Каждый сепарационный элемент выполнен в виде спирали с уменьшающимся от периферии к центру шагом навивки из тонкой плоской пластины с ребрами, расположенными по ширине пластины снаружи спирали, при этом ширина и выступ ребра сопоставимы по размеру от 3 до 5 мм, а расстояние между соседними ребрами на порядок больше, причем первое ребро расположено на расстоянии не менее 10 мм от края пластины, а за каждым ребром по ширине пластины выполнен ряд продолговатых отверстий, образующих сепарационные каналы. Торец вертикального сепарационного элемента приварен к горизонтальной перегородке, на которую в верхней камере установлен конфузор, выполненный в виде полого усеченного конуса, верхнее основание которого совпадает и приварено к наружной поверхности горизонтального сепарационного элемента, ось которого перпендикулярна оси выходного патрубка. В конфузоре размещен газоотборный элемент, в перегородке под конфузором выполнено отверстие по центру и отверстия, в которые вставлены трубки для прохождения газа, вне конфузора в перегородке выполнены отверстия, в которые вставлены дренажные трубки, длина которых выходит за пределы вертикального сепарационного элемента, такая же трубка вставлена в центральное отверстие под конфузором. Входной патрубок расположен эксцентрично относительно центра корпуса, эксцентриситет равен 1/3 внутреннего диаметра входного патрубка. Во входном патрубке установлен конфузор в виде усеченного конуса, а к сепарационному элементу приварен дефлектор напротив входного патрубка. На торцы горизонтального элемента также приварены дефлекторы, противоположно входному патрубку на корпусе установлен уровнемер. Сливной патрубок имеет кран. Техническим результатом является эффективное отделение взвешенных капель влаги и мелких частиц механических примесей из газожидкостного потока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области улавливания мелкодисперсных, аэрозольных и растворенных жидких частиц, а также механических примесей из газового потока с использованием центробежных сил и может применятся в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.
Известен сепаратор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный кольцевой перегородкой на нижнюю и верхнюю сепарационные камеры, входной и выходной патрубки, дефлектор, сепарационный элемент с вертикальными пластинами, составляющими щелевые каналы, отражатель. Во входном патрубке сепаратора установлен конус-рассекатель [1].
Недостатком известного устройства являются большие потери напора при значительном содержании количества жидкости на входе в сепаратор и в случае пробкового режима его работы (при поступлении большого количества газа на вход).
Известен сепаратор газовый вихревого типа эжекционный, принятый за прототип [2]. Сепаратор содержит вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее днища, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор с отражательной пластиной, сепарационный пакет, состоящий из вертикальных плоских изогнутых сепарационных пластин, которые в зоне нахлестки образуют щелевые каналы, ложное днище. Сепаратор дополнительно содержит расположенные в цилиндрическом корпусе горизонтальную перегородку, горизонтальную крышку, газоотборный элемент и N конусообразных направляющих конфузоров.
Недостатком указанного устройства является унос отсепарированной жидкости с верхнего осевого диска восходящим вихревым потоком отсепарированного газа, что снижает эффективность сепарации.
Техническим результатом является эффективное отделение взвешенных капель влаги и мелких частиц механических примесей из газожидкостного потока, при упрощении конструкции и эксплуатации сепаратора.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры, верхнее и нижнее днища, сепарационный элемент, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, газоотборный элемент и конфузор. Сепарационный элемент расположен горизонтально в верхней камере, а в нижней сепарационный элемент расположен вертикально. Каждый сепарационный элемент выполнен в виде спирали с уменьшающимся от периферии к центру шагом навивки из тонкой плоской пластины с ребрами, расположенными по ширине пластины снаружи спирали. При этом ширина и выступ ребра сопоставимы по размеру от 3 до 5 мм, а расстояние между соседними ребрами на порядок больше, причем первое ребро расположено на расстоянии не менее 10 мм от края пластины. За каждым ребром по ширине пластины выполнен ряд продолговатых отверстий, образующих сепарационные каналы. Торец вертикального сепарационного элемента приварен к горизонтальной перегородке, на которую в верхней камере установлен конфузор, выполненный в виде полого усеченного конуса, верхнее основание которого совпадает и приварено к наружной поверхности горизонтального сепарационного элемента, ось которого перпендикулярна оси выходного патрубка. В конфузоре размещен газоотборный элемент. В горизонтальной перегородке под конфузором выполнено отверстие по центру и отверстия, в которые вставлены трубки для прохождения газа. Вне конфузора в перегородке выполнены отверстия, в которые вставлены дренажные трубки, длина которых выходит за пределы вертикального сепарационного элемента, такая же трубка вставлена в центральное отверстие под конфузором, входной патрубок расположен эксцентрично относительно центра корпуса, эксцентриситет равен 1/3 внутреннего диаметра входного патрубка, во входном патрубке установлен конфузор в виде усеченного конуса, а к вертикальному сепарационному элементу приварен дефлектор напротив входного патрубка, на торцы горизонтального сепарационного элемента также приварены дефлекторы, противоположно входному патрубку на корпусе установлен уровнемер, сливной патрубок имеет кран.
Для упрощения разборки сепаратора, в случае его поломки, горизонтальная перегородка закреплена к верхнему днищу с возможностью перемещения ее вдоль корпуса.
Корпус, разделенный герметично горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры, позволяет вести предварительную и чистовую сепарацию газового потока. Достигается высокая степень очистки за счет предотвращения уноса отсепарированной жидкости восходящим вихревым потоком.
Сепарационный элемент в сочетании с установленным в нем дефлектором позволяет создать направленный поток по касательной к внутренней стенке камеры корпуса. В результате воздействия центробежных и гравитационных сил в сепарационном элементе, расположенном вертикально в нижней камере, происходит отделение твердых частиц и капель жидкости, которые стекают в сливной патрубок. Очищенный газ поднимается в сепарационный элемент, расположенный горизонтально в верхней камере, и далее к выходному патрубку.
Сепарационный элемент выполнен в виде спирали с уменьшающимся от периферии к центру шагом навивки из тонкой плоской пластины с ребрами, расположенными вдоль пластины. Уменьшение шага навивки приводит к уменьшению поперечного сечения для потока и, соответственно, нарастанию его скорости и возрастанию центробежных сил, способствующих разделению потока на составляющие части.
При этом ширина и выступ ребра сопоставимы по размеру от 3 до 5 мм, а расстояние между соседними ребрами на порядок больше, причем первое ребро расположено на расстоянии не менее 10 мм от края пластины. За каждым ребром по ширине пластины выполнен ряд продолговатых отверстий, образующих сепарационные каналы. Газовый поток ударяется в ребра и частично проходит через отверстия, что способствует дополнительной сепарации.
Ось горизонтального сепарационного элемента перпендикулярна оси выходного патрубка, в результате этого газовый поток из него попадает на внутреннюю поверхность верхней камеры, где происходит дополнительная сепарация.
Конфузор, выполненный в виде полого усеченного конуса, что позволяет сконцентрировать поток в полости конуса и направить его через газоотборный элемент в верхнюю камеру.
В горизонтальной перегородке под конфузором выполнено отверстие по центру и отверстия, в которые вставлены трубки для прохождения газа. Вне конфузора в перегородке выполнены отверстия, в которые вставлены дренажные трубки, длина которых выходит за пределы вертикального сепарационного элемента. Такая же трубка вставлена в центральное отверстие под конфузором, длина которой также выходит за пределы вертикального сепарационного элемента. Все это позволяет исключить унос отсепарированной жидкости из нижней в верхнюю камеру вихревым потоком.
Входной патрубок расположен эксцентрично относительно центра корпуса, эксцентриситет равен 1/3 внутреннего диаметра входного патрубка, что позволяет более эффективно направлять входящий газовый поток по касательной к стенке корпуса нижней камеры и тем самым улучшить сепарацию потока.
К вертикальному сепарационному элементу, напротив входного патрубка, приварен дефлектор, на торцы горизонтального сепарационного элемента также приварены дефлекторы так, что они направлены в одну сторону по часовой стрелке. Газовый поток движется вдоль внутренней поверхности камеры, а капли жидкости и твердые частицы стекают вниз под действием сил гравитации.
Противоположно входному патрубку на корпусе установлен уровнемер, который позволяет определять уровень накопившихся отходов. Наличие крана на сливном патрубке позволяет автоматизировать процесс удаления отходов.
На фиг. 1 представлен предлагаемый сепаратор газовый вихревого типа, где:
цилиндрический корпус 1;
горизонтальная перегородка 2;
верхнее днище 3;
нижнее днище 4;
горизонтальный сепарационный элемент 5;
вертикальный сепарационный элемент 6;
входной патрубок 7;
выходной патрубок 8;
сливной патрубок 9;
дефлектор вертикального сепарационного элемента 10;
дефлектор горизонтального сепарационного элемента 11;
газоотборный элемент 12;
конфузор 13;
пластина сепарационного элемента 14
ребро сепарационного элемента 15;
продолговатые отверстия сепарационных каналов 16;
трубки для прохождения газа 17;
дренажные трубки 18;
конфузор входного патрубка 19;
уровнемер 20;
кран сливного патрубка 21,
стойка 22,
отверстие 23.
Пример
Сепаратор газовый вихревого типа содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, разделенный горизонтальной перегородкой 2 на верхнюю и нижнюю камеры, верхнее 3 и нижнее днища 4, горизонтальный сепарационный элемент 5, вертикальный сепарационный элемент 6, входной 7, выходной 8 и сливной 9 патрубки, дефлектор 10 вертикального сепарационного элемента 6, два дефлектора 11 горизонтального сепарационного элемента 5, газоотборный элемент 12, конфузор 13. Каждый сепарационный элемент 5 или 6 выполнен в виде спирали с уменьшающимся от периферии к центру шагом навивки из тонкой плоской пластины 14, выполненной из стали 12X1810T, толщиной 1,5 мм. Вдоль пластины 14 выполнены ребра 15. При этом ширина и выступ ребра 15 сопоставимы по размеру от 3 до 5 мм, а расстояние между соседними ребрами 15 на порядок больше, причем первое ребро расположено на расстоянии 10 мм от края пластины 14. За каждым ребром 15 по ширине пластины 14 выполнен ряд продолговатых отверстий 16, образующих сепарационные каналы. Торец вертикального сепарационного элемента 6 приварен к горизонтальной перегородке 2, выполненной из стали 12X1810T. В верхней камере на перегородку 2 установлен конфузор 13, выполненный в виде полого усеченного конуса из стали 12X1810T. Верхнее основание конфузора 13 совпадает и приварено к наружной поверхности горизонтального сепарационного элемента 5, ось которого перпендикулярна оси выходного патрубка 8. В конфузоре 13 размещен газоотборный элемент 12, выполненный в виде плотноуложенной металлической стружки из стали 12X1810T между двумя концентричными сетками. В горизонтальной перегородке 2 под конфузором 13 выполнено отверстие 23 по центру и отверстия, в которые вставлены трубки 17 для прохождения газа. Вне конфузора 13 в перегородке 2 выполнены отверстия, в которые вставлены дренажные трубки 18, длина которых выходит за пределы вертикального сепарационного элемента 6, такая же трубка 18 вставлена в центральное отверстие 23 под конфузором 13. Входной патрубок 7 с внутренним диаметром 60 мм расположен эксцентрично относительно центра корпуса 1, эксцентриситет равен 20 мм. Во входном патрубке 7 установлен конфузор 19 в виде усеченного конуса, выполненный из стали 12X1810T. К вертикальному сепарационному элементу 6 напротив входного патрубка 7 приварен дефлектор 10, выполненный из стали 12X1810T в виде изогнутой пластины, свободный конец которой примыкает к внутренней поверхности нижней камеры корпуса 1. На торцы горизонтального сепарационного элемента 5 также приварены дефлекторы 11, выполненные из стали 12X1810T. Дефлектор 11 изготовлен в виде изогнутой пластины, свободный конец которой направлен по касательной к внутренней стенке верхней камеры корпуса 1. Противоположно входному патрубку 7 на корпусе установлен уровнемер 20, сливной патрубок 9 имеет кран 21.
Горизонтальная перегородка 2 закреплена к верхнему днищу 3 стойками 22 и может перемещаться вдоль корпуса 1.
Сепаратор газовый вихревого типа работает следующим образом. Поток текучей среды, в частности нефтегазовой смеси, из трубопровода поступает на вход корпуса 1 через конфузор 19 входного патрубка 7. Поток ударяется в дефлектор 10 и поступает в сепаратор 6, в котором происходит отделение мелкодисперсных капель жидкости и твердых частиц, которые стекают по стенкам сепаратора 6 и нижней камеры к сливному патрубку 9. Очищенный газ по трубкам 17 поступает в конфузор 13 и через газоотборный элемент 12 в горизонтальный сепаратор 5, где происходит чистовая очистка газа. Газ ударяется в дефлекторы 11 и закручивается по касательной к внутренней поверхности верхней камеры и происходит дополнительное выделение отходов. Очищенный газ выходит через патрубок 8, а отделившиеся мелкодисперсные частицы удаляются через дренажные трубки 18. При движении потока в сепараторах за счет трения происходит нагрев потока. Нагретый поток попадает из сепараторов в камеры с большим объемом и давление его снижается, происходит интенсивное образование мелкодисперсных капель жидкости и их выделение из газа.
В процессе работы сепаратора в нижнем днище 4 скапливаются отходы, объем которых измеряет уровнемер 20, и при достижении определенных значений открывается кран 21 сливного патрубка 9.
Предлагаемый сепаратор газовый вихревого типа прошел испытание на макетном образце. Испытания показали, что эффективность сепарации составляет свыше 99%. Горизонтальная перегородка закреплена к верхнему днищу с возможностью перемещения ее вдоль корпуса, что упрощает разборку сепаратора в случаях засора.
Предлагаемое устройство будет использовано в измерительной установке для разделения нефтегазовой смеси из скважины на составные части и измерения их количественного состава.
Источники информации
1. Патент RU №2188062, МПК B01D 45/12.
2. Патент RU, №59436 МПК B01D 45/12 - прототип.
Claims (2)
1. Сепаратор газовый вихревого типа, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, разделенный горизонтальной перегородкой на верхнюю и нижнюю камеры, верхнее и нижнее днища, сепарационные элементы, входной, выходной и сливной патрубки, дефлектор, газоотборный элемент и конфузор, отличающийся тем, что в верхней камере сепарационный элемент расположен горизонтально, а в нижней - вертикально, каждый сепарационный элемент выполнен в виде спирали с уменьшающимся от периферии к центру шагом навивки из тонкой плоской пластины с ребрами, расположенными по ширине пластины снаружи спирали, при этом ширина и выступ ребра сопоставимы по размеру от 3 до 5 мм, а расстояние между соседними ребрами на порядок больше, причем первое ребро расположено на расстоянии не менее 10 мм от края пластины, а за каждым ребром по ширине пластины выполнен ряд продолговатых отверстий, образующих сепарационные каналы, торец вертикального сепарационного элемента приварен к горизонтальной перегородке, на которую в верхней камере установлен конфузор, выполненный в виде полого усеченного конуса, верхнее основание которого совпадает и приварено к наружной поверхности горизонтального сепарационного элемента, ось которого перпендикулярна оси выходного патрубка, в конфузоре размещен газоотборный элемент, в перегородке под конфузором выполнено отверстие по центру и отверстия, в которые вставлены трубки для прохождения газа, вне конфузора в перегородке выполнены отверстия, в которые вставлены дренажные трубки, длина которых выходит за пределы вертикального сепарационного элемента, такая же трубка вставлена в центральное отверстие под конфузором, входной патрубок расположен эксцентрично относительно центра корпуса, эксцентриситет равен 1/3 внутреннего диаметра входного патрубка, во входном патрубке установлен конфузор в виде усеченного конуса, а к сепарационному элементу приварен дефлектор напротив входного патрубка, на торцы горизонтального элемента также приварены дефлекторы, противоположно входному патрубку на корпусе установлен уровнемер, сливной патрубок имеет кран.
2. Сепаратор газовый вихревого типа по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальная перегородка закреплена к верхнему днищу с возможностью перемещения ее вдоль корпуса.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2574628C1 true RU2574628C1 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1048873A (en) * | 1963-02-27 | 1966-11-23 | Sulzer Ag | Two-stage centrifugal separators |
CH543294A (fr) * | 1970-05-26 | 1973-10-31 | Blum & Co E | Epurateur à effet de recyclage pour gaz de combustion |
SU997828A1 (ru) * | 1981-07-20 | 1983-02-23 | Кубанский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт | Газожидкостный сепаратор |
SU1066629A1 (ru) * | 1982-07-20 | 1984-01-15 | Кубанский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт | Сепаратор |
RU2188062C1 (ru) * | 2001-07-02 | 2002-08-27 | Рыков Павел Валентинович | Сепаратор сцв-5 |
RU59436U1 (ru) * | 2006-07-05 | 2006-12-27 | Валерий Григорьевич Биндас | Сепаратор газовый вихревого типа эжекционный (варианты) |
RU2299756C1 (ru) * | 2006-07-05 | 2007-05-27 | Валерий Григорьевич Биндас | Сепаратор газовый вихревого типа эжекционный (варианты) |
RU66972U1 (ru) * | 2007-06-07 | 2007-10-10 | Сергей Анатольевич Жвачкин | Сепаратор газовый вихревого типа |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1048873A (en) * | 1963-02-27 | 1966-11-23 | Sulzer Ag | Two-stage centrifugal separators |
CH543294A (fr) * | 1970-05-26 | 1973-10-31 | Blum & Co E | Epurateur à effet de recyclage pour gaz de combustion |
SU997828A1 (ru) * | 1981-07-20 | 1983-02-23 | Кубанский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт | Газожидкостный сепаратор |
SU1066629A1 (ru) * | 1982-07-20 | 1984-01-15 | Кубанский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт | Сепаратор |
RU2188062C1 (ru) * | 2001-07-02 | 2002-08-27 | Рыков Павел Валентинович | Сепаратор сцв-5 |
RU59436U1 (ru) * | 2006-07-05 | 2006-12-27 | Валерий Григорьевич Биндас | Сепаратор газовый вихревого типа эжекционный (варианты) |
RU2299756C1 (ru) * | 2006-07-05 | 2007-05-27 | Валерий Григорьевич Биндас | Сепаратор газовый вихревого типа эжекционный (варианты) |
RU66972U1 (ru) * | 2007-06-07 | 2007-10-10 | Сергей Анатольевич Жвачкин | Сепаратор газовый вихревого типа |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8500836B2 (en) | Centrifugal separator for separating liquid particles from a gas flow | |
CN203724816U (zh) | 一种气液分离器 | |
RU2342182C2 (ru) | Сепараторная ванна | |
RU2015102727A (ru) | Центробежный циклонный сепаратор | |
CN200981028Y (zh) | 双偏心多管旋流高效分离器 | |
CN105148625B (zh) | 一种涡流管式气液分离器 | |
RU2385756C1 (ru) | Сепаратор газа | |
CN108999605A (zh) | 一种气井井口管式外循环旋流脱水装置 | |
RU80768U1 (ru) | Центробежный газожидкостный сепаратор | |
RU2379121C1 (ru) | Вихревой центробежный сепаратор | |
RU2574628C1 (ru) | Сепаратор газовый вихревого типа | |
RU2519418C1 (ru) | Газожидкостный сепаратор | |
CN103691232B (zh) | 一种具有倒圆台滤芯的天然气油气分离器 | |
RU2596754C1 (ru) | Трубное устройство предварительной сепарации | |
KR101149772B1 (ko) | 사이클론 | |
RU116487U1 (ru) | Установка для отделения воздуха и паров из жидкости | |
RU48277U1 (ru) | Сепаратор | |
RU2509886C1 (ru) | Сепаратор для очистки природного газа | |
RU101936U1 (ru) | Вертикальный нефтегазовый сепаратор | |
RU2567309C1 (ru) | Сепаратор - депульсатор | |
RU2528675C2 (ru) | Ударно-инерционное устройство для очистки газа | |
RU88986U1 (ru) | Центробежный каплеотбойник | |
RU84737U1 (ru) | Газожидкостной сепаратор | |
RU2376054C1 (ru) | Сепаратор | |
RU2578686C1 (ru) | Устройство предварительной сепарации и фильтрации |