Центробежный сепаратор

Авторы патента:

Полезная модель относится к устройствам, применяемым в нефтегазовой промышленности, и может быть использована для очистки газа от жидкостных примесей с использованием центробежных сил, возникающих при закручивании газового потока. Задачей полезной модели является: повышение эффективности отделения жидкой фазы и уменьшение уноса части жидкой фазы при увеличении расхода газа. Поставленная задача достигается тем, что центробежный сепаратор, содержит цилиндрический корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру, лопастной завихритель, концы наклонных лопастей которого установлены с зазором относительно стенок вихревой камеры. Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что цилиндрический корпус, разделен горизонтальными перегородками на три камеры: камеру предварительной очистки, камеру очищенного газа и камеру отсепарированной жидкости, причем камера предварительной очистки снабжена входным патрубком и соединена с камерой отсепарированной жидкости перепускным трубопроводом; вихревая камера установлена вдоль оси цилиндрического корпуса, проходя через все три камеры так, что верхняя кромка ее выступает в камере предварительной очистки на 0,5-0,1 длины вихревой камеры, лопастной завихритель установлен соосно в верхней части вихревой камеры, в центральном теле которого образована эжекционная полость, в центре которой неподвижно закреплена эжекционная трубка, соединяющая камеру отсепарированной жидкости с эжекционной полостью через отверстия в верхней части эжекционной трубки, а в нижней части вихревой камеры установлен диффузор очищенного газа, выполненный в виде стакана жестко закрепленного так, что эжекционная трубка проходит сквозь него, с отверстиями в дне, связывающими его с камерой отсепарированной жидкости, и отверстиями в боковой стенке, связывающими его через каналы с камерой очищенного газа; камера очищенного газа снабжена выходным патрубком очищенного газа, а камера отсепарированной жидкости выходным патрубком отсепарированной жидкости. 1 п.ф., 1 илл.

Известен «Газовый дросселирующий сепаратор» (RU 2262377 С1, 7 МКИ: В01D 45/12, опубл. 20.10.2005), который включает корпус с днищами, выполненный из двух соосно установленных цилиндрических обечаек, верхняя из которых имеет меньший диаметр, чем нижняя. Нижняя кромка верхней обечайки расположена в верхней части нижней обечайки. В верхней части сепаратора установлен тангенциальный патрубок для ввода газа и аксиальный патрубок для вывода газа. Сепаратор снабжен отсекателем жидкой фазы, верхняя кромка которого расположена с образованием кольцевой щели между ней и нижней кромкой верхней обечайки, при этом нижняя часть отсекателя выполнена с образованием кольцевой камеры для накопления шлама, для вывода которого сепаратор снабжен патрубком, установленным в нижней обечайке. Соосно с корпусом установлено дросселирующее устройство, выполненное в виде трубы, соединенной с патрубком для вывода газа, в нижней части которой выполнена, по меньшей мере, одна пара либо соосно расположенных радиальных отверстий, либо установленных под одинаковым углом к оси трубы наклонных отверстий. Целесообразно отверстия расположить в шахматном порядке. В трубе установлено регулировочное устройство цилиндрической формы с возможностью осевого перемещения для перекрытия, по меньшей мере, одной пары указанных отверстий.

К недостаткам данного устройства относятся:

- малая производительность;

- высокие габаритно - массовые характеристики.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является «Центробежный сепаратор» (RU 2133136 С1, 6 МПК: B01D 45/12, В04С 3/00, опубл. 20.07.1999). Сепаратор содержит цилиндрический корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевым вводом и выводом газа и узлом вывода жидкости, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, и установленный на входе в вихревую камеру обтекатель, соединенный с центральным телом лопастного завихрителя, концы наклонных лопастей которого установлены с зазором относительно стенок вихревой камеры, при этом лопастной завихритель выполнен с диаметром центрального тела, не превышающим 0,5 диаметра обтекателя, частично перекрывающего входные кромки наклонных лопастей, зазор между наружными кромками лопастей завихрителя и стенкой вихревой камеры равен 0,01-0,001 внутреннего диаметра вихревой камеры, а диаметр обтекателя равен 0,4-0,6 внутреннего диаметра вихревой камеры.

К недостаткам данного устройства относятся:

- недостаточная эффективность отделения жидкой фазы;

- унос значительной части жидкой фазы при увеличении расхода газа.

Задачей полезной модели является: повышение эффективности отделения жидкой фазы и уменьшение уноса части жидкой фазы при увеличении расхода газа.

Поставленная задача достигается тем, что центробежный сепаратор, содержит цилиндрический корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру, лопастной завихритель, концы наклонных лопастей которого установлены с зазором относительно стенок вихревой камеры. Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что цилиндрический корпус, разделен горизонтальными перегородками на три камеры: камеру предварительной очистки, камеру очищенного газа и камеру отсепарированной жидкости, причем камера предварительной очистки снабжена входным патрубком и соединена с камерой отсепарированной жидкости перепускным трубопроводом; вихревая камера установлена вдоль оси цилиндрического корпуса, проходя через все три камеры так, что верхняя кромка ее выступает в камере предварительной очистки на 0,5-0,1 длины вихревой камеры, лопастной завихритель установлен соосно в верхней части вихревой камеры, в центральном теле которого образована эжекционная полость, в центре которой неподвижно закреплена эжекционная трубка, соединяющая камеру отсепарированной жидкости с эжекционной полостью через отверстия в верхней части эжекционной трубки, а в нижней части вихревой камеры установлен диффузор очищенного газа, выполненный в виде стакана жестко закрепленного так, что эжекционная трубка проходит сквозь него, с отверстиями в дне, связывающими его с камерой отсепарированной жидкости, и отверстиями в боковой стенке, связывающими его через каналы с камерой очищенного газа; камера очищенного газа снабжена выходным патрубком очищенного газа, а камера отсепарированной жидкости выходным патрубком отсепарированной жидкости.

Центробежный сепаратор представлен на чертеже, где на фиг.1 показан общий вид устройства.

Заявляемое устройство содержит цилиндрический корпус 1, разделенный горизонтальными перегородками на три камеры: камеру предварительной очистки 2, камеру очищенного газа 3 и камеру отсепарированной жидкости 4. Камера предварительной очистки снабжена входным патрубком 5 и соединена с камерой отсепарированной жидкости перепускным трубопроводом 6. Вдоль оси цилиндрического корпуса, проходя через все три камеры, установлена вихревая камера 7. В верхней части вихревой камеры соосно с ней установлен завихритель 8, состоящий из центрального тела 9 и наклонных лопастей 10, так, что между стенкой вихревой камеры и наклонными лопастями образован зазор 11. В центральном теле завихрителя образована эжекционная полость 12, в центре которой жестко закреплена эжекционная трубка 13 соединяющая камеру отсепарированной жидкости с эжекционной полостью через отверстия 14 в верхней части эжекционной трубки. В нижней части вихревой камеры установлен диффузор очищенного газа 15, выполненный в виде стакана с отверстиями 16 в дне, связывающими его с камерой отсепарированной жидкости, и отверстиями 17 в боковой стенке, связывающими его с камерой очищенного газа через каналы очищенного газа 18. Камера очищенного газа снабжена патрубком для выхода очищенного газа 19, а камера отсепарированной жидкости патрубком для выхода отсепарированной жидкости 20.

Центробежный сепаратор работает следующим образом: неочищенный газовый поток через входной патрубок 5 попадает в камеру предварительной очистки 2, в этой камере из газа удаляются крупные капли жидкости, способные осесть под действием силы тяжести, и механические примеси. Осевшая жидкость сливается в камеру отсепарированной жидкость 4 через перепускной трубопровод 6. Частично очищенный газовый поток направляется в вихревую камеру 7. Проходя по наклонным лопастям 10 завихрителя 8, газовый поток ускоряется и закручивается, в результате этого мелкие капли жидкости прижимаются к стенке вихревой камеры 7 и стекают в камеру отсепарированной жидкости 4. Очищенный газ направляется в диффузор очищенного газа 15 и попадает в камеру очищенного газа 3 через отверстия 17 в боковой стенке и каналы очищенного газа 18. Очищенный газ покидает камеру очищенного газа 3 через патрубок очищенного газа 19. Жидкость, накопившаяся в камере отсепарированной жидкости 4, сливается через патрубок отсепарированной жидкости 20. Газ, попавший в камеру отсепарированной жидкости 4, покидает ее через эжекционную трубку 13 и подается через эжекционную полость 12 в вихревую камеру 7.

Совокупность всех существенных признаков повышает эффективность отделения жидкой фазы и уменьшает унос части жидкой фазы при увеличении расхода газа.

Центробежный сепаратор, содержащий цилиндрический корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру, лопастной завихритель, концы наклонных лопастей которого установлены с зазором относительно стенок вихревой камеры, отличающийся тем, что цилиндрический корпус разделен горизонтальными перегородками на три камеры: камеру предварительной очистки, камеру очищенного газа и камеру отсепарированной жидкости, причем камера предварительной очистки снабжена входным патрубком и соединена с камерой отсепарированной жидкости перепускным трубопроводом; вихревая камера установлена вдоль оси цилиндрического корпуса, проходя через все три камеры так, что верхняя кромка ее выступает в камере предварительной очистки на 0,5-0,1 длины вихревой камеры, лопастной завихритель установлен соосно в верхней части вихревой камеры, в центральном теле которого образована эжекционная полость, в центре которой жестко закреплена эжекционная трубка, соединяющая камеру отсепарированной жидкости с эжекционной полостью через отверстия в верхней части эжекционной трубки, а в нижней части вихревой камеры установлен диффузор очищенного газа, выполненный в виде стакана жестко закрепленного так, что эжекционная трубка проходит сквозь него, с отверстиями в дне, связывающими его с камерой отсепарированной жидкости, и отверстиями в боковой стенке, связывающими его через каналы с камерой очищенного газа; камера очищенного газа снабжена выходным патрубком очищенного газа, а камера отсепарированной жидкости - выходным патрубком отсепарированной жидкости.