RU2409411C1 - Method of gas-fluid mix separation and gas-fluid separator to this end - Google Patents
Method of gas-fluid mix separation and gas-fluid separator to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2409411C1 RU2409411C1 RU2009139821/15A RU2009139821A RU2409411C1 RU 2409411 C1 RU2409411 C1 RU 2409411C1 RU 2009139821/15 A RU2009139821/15 A RU 2009139821/15A RU 2009139821 A RU2009139821 A RU 2009139821A RU 2409411 C1 RU2409411 C1 RU 2409411C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- cylinder
- pipe
- liquid
- fluid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к оборудованию для отделения свободных газовых включений от жидкости и может быть использовано в нефтегазовой промышленности для отделения нефти от газа.The group of inventions relates to equipment for separating free gas inclusions from a liquid and can be used in the oil and gas industry to separate oil from gas.
Известен способ выделения свободных газовых включений из жидкости под действием градиента давлений, создаваемого в закрученном потоке газожидкостной смеси (например, RU 2355463, 20.08.2008). Газожидкостную смесь закручивают в цилиндрической трубе, подавая ее через устройство (сопло, шнек и др.), создающее поток с составляющей скорости, направленной по касательной к окружности стенки трубы. В результате вращения жидкости вокруг оси возникает центростремительное ускорение, направленное к оси трубы, создающее радиальный градиент давлений. Под действием этого градиента давлений на газовые включения в жидкости действует выталкивающая сила, направленная к оси трубы, которая перемещает газовые включения к оси трубы, где образуется газовая полость с границей раздела газ-жидкость, из которой отбирают газовую фазу. Из-за гидравлических потерь на некотором расстоянии от места создания тангенциальной скорости потока граница раздела фаз замыкается и, если отводить газ из газовой полости, после замыкания границы раздела фаз будет течь дегазированная жидкость. Из нижней части цилиндрической трубы отбирают жидкую фазу. На этом способе основана работа всех сепараторов циклонного типа. Известен газожидкостной сепаратор (см. там же), содержащий цилиндр, закрепленный тангенциально на его верхней части патрубок подвода газожидкостной смеси, закрепленный на его верхнем торце патрубок отвода газа и закрепленный на его нижней части патрубок отвода дегазированной жидкости.There is a method of separating free gas inclusions from a liquid under the action of a pressure gradient created in a swirling flow of a gas-liquid mixture (for example, RU 2355463, 08.20.2008). The gas-liquid mixture is twisted in a cylindrical pipe, feeding it through a device (nozzle, screw, etc.), creating a flow with a velocity component directed tangentially to the circumference of the pipe wall. As a result of the rotation of the fluid around the axis, a centripetal acceleration occurs, directed towards the axis of the pipe, creating a radial pressure gradient. Under the influence of this pressure gradient on gas inclusions in the fluid, a buoyant force is applied to the axis of the pipe, which moves the gas inclusions to the axis of the pipe, where a gas cavity with a gas-liquid interface is formed, from which the gas phase is taken. Due to hydraulic losses at some distance from the place of creation of the tangential flow velocity, the phase boundary is closed and, if gas is removed from the gas cavity, a degassed liquid will flow after the phase boundary is closed. A liquid phase is taken from the bottom of the cylindrical tube. The operation of all cyclone-type separators is based on this method. A gas-liquid separator is known (see ibid.), Comprising a cylinder fixed tangentially on its upper part to a nozzle for supplying a gas-liquid mixture, fixed on its upper end to a gas outlet pipe and fixed on its lower part to a nozzle for removing a degassed liquid.
Однако эти способ и сепаратор имеют два существенных недостатка:However, this method and the separator have two significant drawbacks:
1. При большой неравномерности поступления газожидкостной смеси граница раздела газ-жидкость становится размытой вплоть до полного перемешивания потока по всему сечению трубы, и непрерывный отбор чистого газа и чистой жидкости становится невозможным.1. With a large uneven flow of gas-liquid mixture, the gas-liquid interface becomes blurred until the flow is completely mixed over the entire cross section of the pipe, and continuous selection of pure gas and clean liquid becomes impossible.
2. Высокая тангенциальная скорость - это высокая кинетическая энергия потока, которая получается из потенциальной энергии потока (давления) и затем полностью рассеивается. (На практике допустимые потери давления в потоке газожидкостной смеси нередко достаточно ограничены). Для получения высокой тангенциальной скорости при существующем расходе жидкости необходимо уменьшать площадь проходного сечения канала ввода газожидкостной смеси, что приводит к большим невосполняемым гидравлическим потерям. На практике не разрешается превышения гидравлических потерь на сепараторе более, чем несколько десятых атмосферы. Поэтому получение необходимой величины тангенциальной скорости не всегда возможно.2. High tangential velocity - this is the high kinetic energy of the flow, which is obtained from the potential energy of the flow (pressure) and then completely dissipated. (In practice, the allowable pressure loss in the gas-liquid mixture flow is often quite limited). To obtain a high tangential velocity at the existing flow rate, it is necessary to reduce the area of the passage section of the gas-liquid mixture inlet channel, which leads to large irreplaceable hydraulic losses. In practice, it is not allowed to exceed hydraulic losses in the separator of more than a few tenths of the atmosphere. Therefore, obtaining the required tangential velocity is not always possible.
3. В вязкой жидкости движение мелких пузырьков газа в большей степени определяется вязкостью, а не выталкивающей силой. По этой причине на выходе из сепаратора в потоке жидкости может оставаться достаточно много мелких пузырьков.3. In a viscous fluid, the movement of small gas bubbles is more determined by viscosity rather than buoyancy. For this reason, quite a lot of small bubbles can remain at the outlet of the separator in the liquid stream.
Технический результат группы изобретений заключается в устранении этих недостатков. Изобретения позволяют обеспечить стабильный отбор чистого газа из жидкости, а также обеспечить отвод из жидкости мелких пузырьков, сносимых вниз по закрученному потоку силами вязкости.The technical result of the group of inventions is to eliminate these disadvantages. EFFECT: inventions ensure stable selection of pure gas from a liquid, as well as provide for the removal of small bubbles from a liquid that are carried downstream through a swirling flow by viscosity forces.
Технический результат достигается тем, что в способе разделения газожидкостной смеси путем закручивания потока газожидкостной смеси, подводимой в цилиндр, и отвода газовой фазы из образующейся вдоль оси трубы газовой полости, а жидкой фазы - из находящейся ниже по течению полости, заполненной дегазированной жидкостью, согласно изобретению закручивание потока газожидкостной смеси осуществляют путем подачи в место ее подвода по касательной к окружности внутренней стенки цилиндра струи дегазированной жидкости, отбираемой на выходе из цилиндра с постоянным расходом.The technical result is achieved by the fact that in the method of separating a gas-liquid mixture by swirling the gas-liquid mixture flow supplied to the cylinder and withdrawing the gas phase from the gas cavity formed along the pipe axis, and the liquid phase from the downstream cavity filled with a degassed liquid, according to the invention swirling the flow of the gas-liquid mixture is carried out by feeding to the place of its supply tangentially to the circumference of the inner wall of the cylinder a stream of degassed liquid taken at the outlet of Lindrum at a constant rate.
Технический результат достигается также тем, что в газожидкостном сепараторе, содержащем цилиндр, закрепленный на его верхней части патрубок подвода газожидкостной смеси, закрепленный на его верхнем торце патрубок отвода газа и закрепленный на его нижней части патрубок отвода дегазированной жидкости, согласно изобретению вблизи указанного патрубка подвода на цилиндре установлено сопло, направленное тангенциально к стенке цилиндра и соединенное посредством трубы с насосом с внутренней полостью нижней части цилиндра. При этом входной участок трубы с насосом выполнен в виде патрубка, открытый торец которого расположен в зоне оси цилиндра выше патрубка отвода дегазированной жидкости и обращен в сторону верхней части цилиндра. Таким образом в участок трубы с насосом отводится значительная часть сосредоточенных по оси потока мелких пузырьков, которые направляются на вход в сепаратор для повторной сепарации.The technical result is also achieved by the fact that in the gas-liquid separator comprising a cylinder, a gas-liquid mixture supply pipe fixed to its upper part, a gas discharge pipe fixed to its upper end and a degassed liquid discharge pipe fixed to its lower part, according to the invention, near said gas supply pipe to a nozzle directed tangentially to the cylinder wall and connected via a pipe to a pump with an internal cavity of the lower part of the cylinder is installed. In this case, the inlet section of the pipe with the pump is made in the form of a branch pipe, the open end of which is located in the area of the cylinder axis above the branch pipe for degassed liquid and faces the upper part of the cylinder. Thus, a significant part of the small bubbles concentrated along the axis of the flow, which are sent to the entrance to the separator for re-separation, is diverted to the pipe section with the pump.
Кроме того, сепаратор снабжен поперечной перегородкой, установленной в цилиндре с зазором относительно цилиндрической стенки и отделяющей полость, в которой размещен указанный открытый торец патрубка, от полости, с которой сообщен патрубок отвода дегазированной жидкости.In addition, the separator is equipped with a transverse partition installed in the cylinder with a gap relative to the cylindrical wall and separating the cavity in which the indicated open end of the pipe is placed from the cavity with which the pipe of drainage of the degassed liquid is connected.
В соответствии с предлагаемым способом закручивание подводимой для сепарации газожидкостной смеси происходит в контакте с соизмеримым по расходу сильно закрученным потоком дегазированной жидкости, подаваемой с постоянным расходом (например, насосом) в цилиндр вблизи места подвода газожидкостной смеси. Используемая дегазированная жидкость отбирается из зоны, расположенной за местом замыкания границы раздела газ-жидкость со стороны жидкости.In accordance with the proposed method, the twisting of the gas-liquid mixture supplied for separation occurs in contact with a commensurate flow rate of a highly swirling degassed liquid stream supplied at a constant flow rate (for example, a pump) into the cylinder near the point of supply of the gas-liquid mixture. Used degassed liquid is taken from the zone located beyond the closure of the gas-liquid interface on the liquid side.
Таким образом, непрерывный отбор чистого газа и чистой жидкости обеспечивается вследствие того, что неравномерность суммарного потока, получаемая после смешения неравномерного газожидкостного потока с мощным равномерным жидкостным потоком, будет значительно ниже.Thus, the continuous selection of pure gas and pure liquid is ensured due to the fact that the unevenness of the total flow obtained after mixing the uneven gas-liquid flow with a powerful uniform liquid flow will be significantly lower.
Недостаток по п.2 отсутствует, поскольку раскручивание жидкости происходит за счет энергии потока дегазированной жидкости, отбираемого ниже по течению (т.е. за счет энергии насоса, перекачивающего жидкость из жидкостной зоны за местом замыкания границы раздела).The disadvantage according to claim 2 is absent, since the unwinding of the liquid occurs due to the energy of the stream of degassed liquid taken downstream (i.e., due to the energy of the pump pumping the liquid from the liquid zone beyond the point of closure of the interface).
Газожидкостный сепаратор может иметь вид, схематически представленный на чертеже.The gas-liquid separator may take the form shown schematically in the drawing.
Газожидкостный сепаратор содержит цилиндр 1, на котором закреплены в верхней части патрубок 2 подвода газожидкостной смеси, на верхнем торце - патрубок 3 отвода газа и на нижней части - патрубок 8 отвода дегазированной жидкости из сепаратора. В верхней части цилиндра 1 вблизи патрубка 2 подвода установлено сопло 4, направленное тангенциально к стенке цилиндра 1. Сопло 4 соединено посредством трубы с насосом 5 с внутренней жидкостной полостью 7 в нижней части цилиндра 1.The gas-liquid separator comprises a cylinder 1 on which a nozzle 2 for supplying a gas-liquid mixture is fixed in the upper part, a
Входной участок трубы с насосом 5 выполнен в виде патрубка 6, открытый торец которого расположен в зоне оси цилиндра 1 выше патрубка 8 отвода дегазированной жидкости и обращен вверх в сторону верхней части цилиндра.The inlet section of the pipe with the
Сепаратор снабжен поперечной перегородкой 9, установленной в цилиндре с зазором относительно цилиндрической стенки и отделяющей полость, в которой размещен указанный открытый торец патрубка, от полости, с которой сообщен патрубок отвода дегазированной жидкости.The separator is equipped with a transverse baffle 9 installed in the cylinder with a gap relative to the cylindrical wall and separating the cavity in which the indicated open end of the pipe is placed from the cavity with which the pipe of drainage of the degassed liquid is connected.
В другом варианте вместо перегородки на открытом торце патрубка 6 может быть установлен раструб 10, края которого образуют зазор относительно цилиндрической стенки и отделяют полость, из которой осуществляется отбор дегазированной жидкости патрубком 6, от полости, с которой сообщен патрубок 8 отвода дегазированной жидкости.In another embodiment, instead of a partition on the open end of the
Способ разделения газожидкостной смеси осуществляется следующим образом.The method of separation of a gas-liquid mixture is as follows.
Через патрубок 2 в цилиндр 1 вводится газожидкостная смесь. Сопло 4, направленное тангенциально к стенке цилиндра 1, создает вращающийся по стенке цилиндра 1 поток дегазированной жидкости, отбираемой насосом 5 через патрубок 6 из жидкостной полости 7 на выходе цилиндра 1. Вход в патрубок 6 находится выше патрубка 8, благодаря чему на входе в патрубок 6 образуется мелководная воронка, собирающая мелкие пузырьки и газожидкостную эмульсию и отправляющая оставшийся после сепарации газ на повторную сепарацию через сопло 4. Для предотвращения попадания мелких пузырьков в патрубок 8 отвода дегазированной жидкости предусмотрена перегородка 9 или раструб 10, оставляющие проток к патрубку 8 отвода с площадью проходного сечения более чем в два раза меньше площади проходного сечения цилиндра 1. Позицией 11 обозначен кольцевой канал предварительного закручивания потока газожидкостной смеси, поступающей через патрубок 2, потоком дегазированной жидкости, поступающей из сопла 4.A gas-liquid mixture is introduced through the pipe 2 into the cylinder 1. The nozzle 4, directed tangentially to the wall of the cylinder 1, creates a stream of degassed liquid rotating along the wall of the cylinder 1, which is drawn by the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009139821/15A RU2409411C1 (en) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | Method of gas-fluid mix separation and gas-fluid separator to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009139821/15A RU2409411C1 (en) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | Method of gas-fluid mix separation and gas-fluid separator to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2409411C1 true RU2409411C1 (en) | 2011-01-20 |
Family
ID=46307568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009139821/15A RU2409411C1 (en) | 2009-10-28 | 2009-10-28 | Method of gas-fluid mix separation and gas-fluid separator to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2409411C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619619C1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтяные и газовые измерительные технологии", ООО "НГИТ" | Method and gas-liquid system for multistage gas extraction from downhole gas-liquid mixture |
RU2706820C1 (en) * | 2016-09-09 | 2019-11-21 | Эндресс + Хаузер Флоутек Аг | Gas separator and device for determining flow rate of one or more components of multiphase medium, in particular a gas-water mixture, and its use |
-
2009
- 2009-10-28 RU RU2009139821/15A patent/RU2409411C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619619C1 (en) * | 2016-01-26 | 2017-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтяные и газовые измерительные технологии", ООО "НГИТ" | Method and gas-liquid system for multistage gas extraction from downhole gas-liquid mixture |
RU2706820C1 (en) * | 2016-09-09 | 2019-11-21 | Эндресс + Хаузер Флоутек Аг | Gas separator and device for determining flow rate of one or more components of multiphase medium, in particular a gas-water mixture, and its use |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2627375C2 (en) | Device for cyclone separation of gas-liquid mixture flow into gas-phase fraction and liquid fraction, additionally equipped with special tank | |
US6872239B2 (en) | Method and a system for separating a mixture | |
NL2011703B1 (en) | Axial gas-liquid cyclone separator. | |
US8333283B2 (en) | Cyclone separator | |
CN101347687B (en) | Device for generating oil-containing water with micro air bubble | |
US8137547B2 (en) | Fluid treatment tank and a well fluid processing system comprising such a tank | |
KR20070114777A (en) | Separator to separate a liquid/liquid/gas/solid mixture | |
US8328709B2 (en) | Fluid separator apparatus comprising a spin-up assembly | |
NO314024B1 (en) | A cyclone | |
EA013256B1 (en) | A gravity separator and a method for separating a mixture containing water, oil and gas | |
EP2943264B1 (en) | Gas desander | |
RU150521U1 (en) | APPARATUS FOR CENTRIFUGAL SEPARATION OF A GAS-WATER-OIL MIXTURE CONTAINING SOLID IMPURITIES | |
RU2409411C1 (en) | Method of gas-fluid mix separation and gas-fluid separator to this end | |
RU90350U1 (en) | GAS-LIQUID SEPARATOR | |
US20140190906A1 (en) | Centrifuge separator | |
RU2456052C2 (en) | Method and device for separation of oil-water mixes | |
US8955691B2 (en) | Spiral ramp hydrocyclone | |
RU171614U1 (en) | GAS-LIQUID SEPARATOR | |
RU2551454C1 (en) | Gas turbine engine rotary breather | |
CN201283275Y (en) | Device for generating oil-containing water with micro air bubble | |
EP3280682A1 (en) | Compact floatation unit | |
MX2021009873A (en) | Method for the removal of at least one contaminant from an aqueous liquor or a gas. | |
EP2425883A1 (en) | Fluid treatment apparatus | |
RU2260467C1 (en) | Separator | |
RU2254898C1 (en) | Multi-phase separator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201029 |