многофазный сепаратор

Формула изобретения

1. Многофазный сепаратор, содержащий корпус с патрубками для ввода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды, газа и механических примесей, внутри которого установлен полый перфорированный шнек с установленными наклонно к оси шнека спиралями, образующими проточный канал, снабженный щелевыми прорезями, делитель потока воды с механическими примесями, который установлен соосно с корпусом с образованием кольцевой камеры для вывода механических примесей, отличающийся тем, что на верхнем конце полого перфорированного шнека и верхнем конце делителя потока воды с механическими примесями установлены предохранительные перегородки, образующие приемную полость и служащие для предотвращения уноса жидкости с механическими примесями и обеспечения подачи этой жидкости на спирали шнека, между патрубками для отвода нефти и воды установлен делитель потока воды с нефтью, выполненный в виде глухого стакана, причем в нижней части указанных патрубков выполнены щелевые прорези.

2. Многофазный сепаратор по п.1, отличающийся тем, что предохранительные перегородки выполнены коническими.

3. Многофазный сепаратор по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что спиралевидные витки шнека выполнены с уменьшающимся диаметром и шагом сверху вниз.

4. Многофазный сепаратор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что прорези для вывода механических примесей из делителя потока в кольцевую камеру выполнены спиралевидными с углом наклона прорезей, составляющим половину угла наклона спиралевидных витков шнека.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобычи и предназначено для многофазного разделения газожидкостной смеси, содержащей механические примеси.

Известен газопесочный сепаратор, содержащий корпус, контейнер для механических примесей, полый перфорированный шнек, патрубок для отвода жидкости, образующий с полым шнеком канал для отвода газа, делитель потока [Авт. свид. СССР № 1677282, кл. Е 21 В 43/38, 1991].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является многофазный сепаратор, содержащий корпус с устройством для подвода газожидкостной смеси, установленный в корпусе полый перфорированный шнек со спиралями, выполненными с наклоном к оси шнека и образующими проточный канал, патрубки для отвода жидкости, выполненный в виде полого цилиндра с щелевыми прорезями по образующей цилиндрической поверхности делитель потока, снабженный приемным конусом, камеру для вывода механических примесей [авт. свид. СССР № 1629507, кл. Е 21 В 43/38, 1991].

Недостатком данного сепаратора является сложность конструкции и низкое качество сепарации.

Изобретение направлено на упрощение конструкции сепаратора и улучшение качества сепарации многофазной смеси на газ, нефть, воду и механические примеси.

Это достигается тем, что в многофазном сепараторе, содержащем корпус с патрубками для ввода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды, газа и механических примесей, внутри которого установлен полый перфорированный шнек с установленными наклонно к оси шнека спиралями, образующими проточный канал, снабженный щелевыми прорезями, делитель потока воды с механическими примесями, который установлен соосно с корпусом с образованием кольцевой камеры для вывода механических примесей, на верхнем конце полого перфорированного шнека и верхнем конце делителя потока воды с механическими примесями установлены предохранительные перегородки, между патрубками для отвода нефти и воды установлен делитель потока воды с нефтью, выполненный в виде глухого стакана, причем в нижней части указанных патрубков выполнены щелевые прорези.

Целесообразно предохранительные перегородки выполнить коническими.

Кроме того, спиралевидные витки шнека выполнены с уменьшающимся диаметром и шагом сверху вниз.

Прорези для вывода механических примесей из делителя потока в кольцевую камеру выполнены спиралевидными с углом наклона прорезей, составляющим половину угла наклона спиралевидных витков шнека.

На чертеже схематично изображен предлагаемый многофазный сепаратор.

Сепаратор включает корпус 1 с установленным под углом к оси сепаратора тангенциальным патрубком 2 для ввода газожидкостной смеси (ГЖС), патрубками 3, 4, 5, и 6 для отвода нефти, воды, газа и механических примесей соответственно, а также размещенным внутри корпуса полым перфорированным шнеком 7 с образующими проточный канал спиралевидными витками 8. Для более полной закрутки потока и более эффективного разделения газожидкостной смеси на фазы витки выполнены с уменьшающимся диаметром и шагом сверху вниз. Между патрубком 3 для отвода нефти и полым перфорированным шнеком 7 образован кольцевой канал 9 для отвода газа. Спиралевидные витки 8 установлены под углом к оси шнека с образованием карманов для улавливания газов под наклонными витками, при этом угол наклона патрубка для ввода ГЖС равен углу наклона спиралевидных витков к оси сепаратора. Сепаратор снабжен делителем потока жидкости с механическими примесями 10 в виде полого цилиндра со спиралевидными прорезями 11 для вывода механических примесей в кольцевую камеру 12, образованную между корпусом 1 и делителем потока 10, причем угол наклона указанных прорезей 11 составляет половину угла наклона спиралевидных витков 8 шнека. Между патрубками для отвода нефти и воды установлен делитель потока жидкости 13 в виде глухого стакана, при этом в патрубках 3 и 4 имеются прорези 14 и 15 для вывода нефти и воды. На верхнем конце шнека 7 и верхнем конце делителя потока 10 установлены выполненные коническими предохранительные перегородки 16 и 17, которые образуют приемную полость корпуса сепаратора, обеспечивающую оптимальное направление поступающей для разделения газожидкостной смеси.

Сепаратор работает следующим образом.

Газожидкостную смесь вводят по установленному под углом к оси сепаратора тангенциальному патрубку 2 в корпус 1 сепаратора, при этом поток ГЖС закручивается, предохранительные перегородки 16 и 17, образующие приемную полость корпуса сепаратора, предотвращают унос жидкости с механическими примесями и обеспечивают ее подачу на спиралевидные витки 8 полого перфорированного шнека 7, где под действием центробежных сил, возникающих при прохождении смеси через проточный канал, образованный спиралевидными витками 8 шнека, происходит разделение фаз: жидкость и механические примеси отжимаются к периферии проточного канала, а газ устремляется к оси шнека 7. При этом создается разрежение, и газ проходит через отверстия в карманах, образованных под наклонным витком шнека, поднимаясь по кольцевому каналу 9, выводится из сепаратора через патрубок 5. При вращении потока жидкости по проточному каналу механические примеси отбрасываются центробежной силой установленными наклонно к оси шнека спиралевидными витками 8 к стенке делителя потока 10, откуда через спиралевидные прорези 11 попадают в кольцевую камеру 12 для вывода механических примесей и по патрубку 6 выводятся из сепаратора. Жидкость после выхода из проточного канала шнека 7 проходит через делитель потока 13, при этом днище делителя потока, выполненного в виде глухого стакана, обеспечивает ее разделение на нефть и воду по удельным весам и направляет нефть через щели 14 в патрубок 3, а воду - через щели 15 в патрубок 4.

Предлагаемый многофазный сепаратор имеет более простую конструкцию по сравнению с прототипом и позволит производить более эффективно и качественно сепарацию многофазной смеси на газ, нефть, воду и механические примеси.