Способ повышения давления газа

F02C3/32 индуцирование воздушного потока с помощью струй жидкости или газа, например с помощью эжектирования

Способ повышения давления газа заключается в подаче в поток газа, движущийся по каналу, по направлению движения газа — жидкости в количестве более 10 процентов от массового расхода газа. Жидкость находится под давлением более 5 МПа. При этом температура газа более той, при которой происходит полное испарение жидкости. В качестве жидкости может быть использован керосин, вода или криогенная жидкость. Способ позволяет повышать давление газа (смеси) при снижении его (ее) температуры. Способ может быть использован в системах охлаждения элементов газотурбинных двигателей. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Рисунки к патенту РФ 2468260

Изобретение относится преимущественно к авиадвигателестроению. Для создания реактивной тяги в авиационных двигателях используют компрессора (Теория авиационных двигателей. / Под ред. П.К.Казаджана. М.: Машиностроение, 1983, с.28, рис.21). Недостатком авиационных компрессоров является существенное повышение температуры газа при его сжатии.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Известны струйные топливные насосы (Д.И.Нефедов, Л.Б.Лещинер. Топливные системы современных самолетов. М.: Военное издательство, 1964, стр.85, рис.43д), в которых давление топлива повышается за счет кинетической энергии струи активного топлива (жидкости).

Известен способ повышения давления газа, заключающийся в подаче в поток газа, движущийся по каналу, по направлению его движения — жидкости, находящейся под давлением, причем температура газа позволяет испарить впрыскиваемую жидкость (RU 2286483 С2, МПК F04F 5/18, 27.10.2006).

Поставленная цель достигается тем, что в поток газа, движущийся по каналу, по направлению движения газа подается жидкость под давлением более 5 МПа в количестве более 10 процентов от массового расхода газа. При этом температура газа более той, при которой вся жидкость при смешении с газом испаряется. Величина минимальной температуры газа определяется как

где Тж — температура жидкости, К;

Ткип — температура кипения жидкости при исходном давлении газа, К;

q — удельная теплота парообразования жидкости, Дж/кг;

сж — удельная теплоемкость жидкости, Дж/(кг·град);

— удельная теплоемкость газа при исходных температуре и давлении газа, Дж/(кг·град);

m — относительный массовый расход жидкости (по отношению к расходу газа).

Сущность изобретения состоит в том, что при сочетании параметров жидкости и газа, указанных в формуле изобретения, одновременно с передачей от жидкости газу импульса силы происходит ее испарение, что ведет к повышению давления газа (смеси) и снижению его (ее) температуры.

На фиг.1 изображена схема течения газа.

На фиг.2 показаны приращения давления газа в зависимости от относительного расхода и относительной скорости истечения жидкости.

На фиг.3 показаны минимальные температуры газа для различных жидкостей в зависимости от их относительного расхода.

Внутри цилиндрического канала (фиг.1) расположена форсунка, за которой находится камера смешения. Сечение входа в камеру смешения обозначено индексом 1, сечение выхода — индексом 3. Индексом 2 обозначено сечение выхода из форсунки.

Способ осуществляется следующим образом. В поток газа через форсунку подается жидкость со скоростью, превышающей скорость движения газа. При этом температура газа более той, при которой происходит полное испарение жидкости. В результате расширения жидкости (переход из жидкого состояния в газообразное) в канале ограниченного размера давление газа (смеси) увеличивается, а температура уменьшается.

Уравнение сохранения импульса силы для течения, представленного на фиг.1, имеет вид

где Gi — массовые расходы газа (жидкости) в соответствующих сечениях, кг/с;

Wi — скорости газа (жидкости) в соответствующих сечениях, м/с;

Рi — статические давления в соответствующих сечениях, Па;

Fi — площади соответствующих сечений, м 2 .

Будем полагать, что: W 3 W1; P1 Р2; F3 F1 (F2<<F1); G 2=m·G1.

В этом случае уравнение сохранение импульса принимает вид

Используя метод газодинамических функций (Г.Н.Абрамович. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976, стр.233-239), уравнение (2) преобразуем к виду

где — приращение давления газа (смеси);

m=G 2/G1- относительный расход жидкости;

1 — относительная скорость газа;

y( 1) — газодинамическая функция;

— относительная скорость истечения жидкости.

На фиг.2 представлена графическая интерпретация соотношения (3) при условии, что 1=0,2. Эффект повышения давления , как видно из фиг.2, появляется при расходах жидкости m более 0,1 (10 процентов) и скоростях истечения более 1,5, что на практике соответствует давлениям жидкости более 5 МПа.

Уравнение сохранения энергии для течения, представленного на фиг.1, при условии полного испарения жидкости (сухой пар), имеет вид

из которого определяется минимальная температура газа (1). Изменением удельной теплоемкости газа пренебрегаем.

На фиг.3 показаны минимальные температуры для: воды, керосина, жидкого кислорода, рассчитанные при давлении газа Па.

Способ может быть использован в системах охлаждения элементов газотурбинных двигателей, где требуются высокие давления и низкие температуры хладагентов. Например, для охлаждения тех же лопаток турбины можно отобрать воздух (хладагент) от промежуточной ступени компрессора — повысить с помощью воды (топлива) его давление на 5-10 процентов, и при этом охладить. Возможны и другие варианты применения способа.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ повышения давления газа, заключающийся в подаче в поток газа, движущийся по каналу, по направлению движения газа — жидкости, находящейся под давлением, отличающийся тем, что массовый расход жидкости составляет более 10% от массового расхода газа, давление жидкости более 5 МПа, температура газа более величины, определяемой соотношением

где Тж — температура жидкости, К;

Ткип — температура кипения жидкости при исходном давлении газа, К;

q — теплота парообразования жидкости, Дж/кг;

сж — удельная теплоемкость жидкости, Дж/(кг·град);

сРг — удельная теплоемкость газа при исходных температуре и давлении газа, Дж/(кг·град);

m — относительный массовый расход жидкости (по отношению к расходу газа).

2. Способ повышения давления газа по п.1, отличающийся тем, что жидкость — керосин.

3. Способ повышения давления газа по п.1, отличающийся тем, что жидкость — вода.

4. Способ повышения давления газа по п.1, отличающийся тем, что жидкость — криогенная жидкость.

Устройство для регулирования отбора нефти и газа из скважины

)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСА Е ИЗ ТЕН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и технология добы ев и В,А,Афанасьев(088, 8)свидетельство СССР21 В 43/00, 1981идетельство СССРЕ 21 В 43/00, 1986,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯОТБОРА НЕФТИ И ГРЗА ИЗ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к горнопромышленности и предназначено дляэксплуатации нефтяных скважин,Цепь. — повышение надежности рабоэа счет предотвращения конусообр тыазо(21) 429 1925/2(56) Авторское1(ф 950903, кп,Авторское сР 1286741, кл,юп, И 1 38из в од ст ве нное о бъеди вания в приэабойной зоне скважины,.Устройство содержит корпус 1 со штуцером 2 для нефти и средством длясвязи с колонной насосно-компрессорных труб, на наружной поверхностикоторой размещен.уплотнительный элемент 5, и клапан 6 для регулированияподачи газа, а также клапан 7 для регулирования подачи нефти, штуцер 8для регулирования газа. Внутри корпуса размещен поршень 9 с тягами 10,11,связанными с клапанами 6,7, Нефтьпоступает в корпус 1, затем — в штуцер 2, а газ — в штуцер 8, При падении давления в нефтяной зоне поршень9 перемещается и клапан 7 перекрывает полностью или частично отверстие,При полном закрытии клапана 7 притокнефти идет через дополнительное отверстие штуцера 8, 2 ил, 1599527Изобретение относится к горнойпромьццленности и предназначено дпяэксплуатации нефтяной скважины,Цель изобретения — повышение надежности работы его за счет предотвращения конусообразования в призабойной зоне скважинь,На Фиг,1 представлено устройство,общий вид; на Фиг,2 — схема клапанного устройства.Устройство включает корпус 1 соштуцером для нефти 2 и средством,для связи 3 с колонной насосно-компрессорных труб 4, на наружной поверхности которой размещен уплотнительий элемент 5 для разобщения нефтяной и газовой зон и клапан 6 длярегулирования подачи газа, установленный с возможностью взаимодействия 20со штуцером для нефти 2, а также клапаномдля регулирования подачи нефти 7, установленным под уплотнительным элементом5,штуцеромдля регулирования газа 8,рас 3положенным над уплотнительным элементом, а корпусразмещен эксцентрично на колонне насосно-компрессорных труб 4 и внутри него размещенпоршень 9, жестко связанный с тягами10, 11 на торцах его, причем верхняя 30тяга 10 жестко связана с клапаном длярегулирования подачи газа 6, а нижняя11 — с клапаном для регулирования нефти 7Кроме этого, имеется обратный клапан 12, защитные чехлы 13Устройство размещает ся в скважине 14 на по садочном кольце 15,Устройство крепится к колонне насосно-компрессорных труб 4, спускаемых в скважину 14 до упора уппотнительного элемента 5 в посадочноекОЛьЦО 15,Нефть поступает в корпус 1 через открытый штуцер для нефти 2, агаз через штуцер для газа 8 Этотгаз предназначен для создания эффекта газового лиФта,При падении давления в нефтянойзоне ниже давления в газовой зонеили при неожиданном повышении давления в газовой зоне) поршень 9, воспринимающий давления обеих зон, перемещается и клапан для регулированиянефти 7 перекрывает полностью или 55частично от вер стие, одновременно открывается отверстие для прохода газа,Расход газа увеличивается, а давления в нефтяной и газовой зонах скважины и в нефтяной и газовой частях ппаста в призабойной зоне скважинывыравниваются,При полностью закрытом клапане 7приток нефти идет через дополнительное отверстие штуцера 8, что предотвращает глушение нефтяного пласта.При значительном повышении давлениягаза переток его в нефтяную зону через устройство предотвращается обратным клапаном 12,Дпя предотвращения засорения полости корпуса 1 могут быть установлены защитные чехлы 13, например,. ввиде сильфонов из мягкого материала(капрон и т,п.).Устройство обеспечивает равномерный одновременный или поседователь ный отбор газа и нефти, позволяющийподдерживать равные давления в газовой и нефтяной зонах пласта в призабойной зоне скважины, а в случае нарушения равенства по каким-либо причинам быстро его восстанавливать,Формула изобретенияУстройство для регулированияотбора нефти и газа из скважины,включающее корпус со штуцером длянефти и средством для связи с колонной насосно-компрессорных труб, нанаружной поверхности которой размещен уплотнительюй элемент для разобщения нефтяной и газовой зон, иклапан для регулирования подачи газа, установленньй с возможностью вза»имодействия со штуцером для нефти,о т л и ч а ю щ е е с я тем что,с целью повышения надежности работыего за счет предотвращения конусообразования в призабоРной зоне скважины,оно снабжено клапаном для регулиро -вания подачи нефти, установленнымпод уплотнительным элементом, штуцером для регулирования газа, расположенным.над уплотнительым элементом, а корпус размещен эксцентричнона колонне насосно-компрессорныхтруб и внутри него размещен поршень, с тягами на торцах его, причемверхняя тяга жестко связана с клапаном для регулирования подачи газа,а нижняя — с клапаном для регулирования подачи нефти,159952/ г Фиг, 1оставитель В, Борискин хред М.Ходанич Редактор М, Товтин тор С.Черн пи сно Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагар на,Заказ 3ВНИИПИ Тираж 479арственного комитета по 113035, Москва, Жобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская нЫб., д, 4/5

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ»

ЖУРАВЛЕВ ВИКТОР СЕРГЕЕВИЧ, АФАНАСЬЕВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

МПК / Метки

Код ссылки

<a href="http://patents.su/3-1599527-ustrojjstvo-dlya-regulirovaniya-otbora-nefti-i-gaza-iz-skvazhiny.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для регулирования отбора нефти и газа из скважины</a>

Способ автоматического регулирования процесса переработки газов дистилляции высокого давления в производстве мочевины

Номер патента: 491620

. абсорбции-конденсации газов дистилляциц в теплообменнике 2 используют, например, для упаривация водного раствора мочевины, цдущего по трубопроводу 6. Парожидкостную смесь, поступаю щую по трубопроводу 7 из межтрубного пространства теплообменнпка 2, направляют в промывную колонну 5, в которой получают рециркулируемый в реактор синтеза мочевины раствор углеаммонийных солей, поступаю щих по трубопроводу 8. Температуру раствора поддерживают постоянной с помощью теплообменных элементов с циркулирующей оборотной водой, поступающей по трубопроводу 9.25 В случаях изменения нагрузки и прц другихколебаниях технологического режима агрегата синтеза мочевины количество и состав газов дистилляции высокого давления, а такхе состав раствора.

Способ определения давления насыщения нефти газом в скважине

Номер патента: 1260510

. исследовании нефтяных скважин.Целью изобретения является повышение достоверности определения давления насыщения нефти газом.На фиг.1 представлена индикаторная диаграмма нефтяной скважины (зависимость дебита с 1 от забойного давления Рзэб); на фиг,2 — кривые падения забойного давления Р,в во времени 1 после пуска скважины в работу на режиме линейной фильтрации (кривая 1) и нелинейной фильтрации (кривая 2).Способ осуществляется следующим образом.Скважину исследуют на приток методом установившихся отборов с замером забойных давлений и дебитов, в конце исследования скважину закрывают на замер пластового давления. По результатам исследования строят индикаторную диаграмму (фиг.1),На линейном участке индикаторной диаграммы (участок 1, фиг.1).

Способ определения давления насыщения нефти газом в скважине

Номер патента: 1763645

. определения давления насыщения нефти газом в скважине.Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе определения давлениянасыщения нефти газом, включающем поинтервальное измерение давления по глубине скважины, построение графиказависимости давления от глубины и определение давления насыщения нефти газом позначению в точке излома кривой, замеряютплотности нефти и газа, а затем рассчитывают добавочное давление по формулеР = 142,87 — 0,113 р /рггде Ъ — плотность нефти, кг/м;р — плотность газа, кг/м,а давление насыщения нефти газом определяют как сумму давления, рассчитанного поформуле, и давления, определяемого позначению в точке излома кривой.Кроме того, строят график зависимостиградиента давления от глубины и по точкеизлома.

Способ определения газового фактора нефти при исследовании нефтяных скважин

Номер патента: 1578325

. регистрации давлений скважину закрывают для восстановления пластового давления, во время восстановления давления производят отбор не менее 3 глубинных проб нефти, а на основании лабораторных исследований глубинных проб устанавливают зависимость основных параметров газонасьпценной нефти (газосодержание, плотность, давление насьйцения, объемный коэффициент, вязкость, коэФАициевт сжимаемости) от давления; после замера пластового давления исследование скважины продолжают на нескольких установившихся15783256Использование данного способапозволяет повысить достоверностьопределения и оперативность при определении газового Аактора во время5 . исследования скважин, определитьгазовый Аактор при отсутствии наскважине необходимого оборудования. с.

Устройство для повышения давления нефтяного газа на сепарационных установках

Номер патента: 435834

. на приемных линиях сепараторов (кроме последнего) размещать инжектора, высоконапорная часть которых подсоединена к нефтяному потоку, а низконааторная — к газовому пространству сепаратораследующей ступени.На чертеже показано описываемое устройство для повышения давления нефтяного газа насепарационных установках.Устройство состоит из сепараторов 1 — 3, инжекторов 4 и 5, а также штуцера 6,Принцип действия устройства заключаетсяв следующем,Сырая нефть подается в сепаратор 1 первойступени через высоконапорную часть инжектора 4, затем — в сепаратор 2 второй ступени через высоконапорную часть инжектора 4 и наконец в сепаратор 3 третьей ступени через штуцер 6. Газ, выделяющийся в сепараторе 3, отсасывается инжектором 5 в сепаратор 2, и его.

Источники:

http://www.freepatent.ru/patents/2468260

http://patents.su/3-1599527-ustrojjstvo-dlya-regulirovaniya-otbora-nefti-i-gaza-iz-skvazhiny.html