NO833013L

NO833013L - PROCEDURE AND APPARATUS FOR DISPERSING OF LIQUID IN GAS PIPLES.

Info

Publication number: NO833013L
Application number: NO833013A
Authority: NO
Inventors: Murray K Nicholson; John R Nickerson; Garry A Gregory; Khalid Aziz
Original assignee: Ca Atomic Energy Ltd
Priority date: 1982-09-03
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1984-03-05
Also published as: EP0105593A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning for dispergering av væsképropper i gassledninger, for å minske den ødeleggende eller skadelige virkning som væsképropper kan ha på komponenter i rørledningen. The present invention relates to a method and a device for dispersing liquid plugs in gas pipelines, in order to reduce the destructive or harmful effect that liquid plugs can have on components in the pipeline.

I gassledninger danner kondensert gass og vann en væskefraksjon som under visse forhold danner propper som drives med av gassen med samme hastighet som denne. Slag som slike propper forårsaker kan skade komponenter i rørledningen, slik som separatorer eller ventiler, slik som i en kompressorstasjon. In gas lines, condensed gas and water form a liquid fraction which, under certain conditions, forms plugs which are driven along by the gas at the same speed as this. Impacts caused by such plugs can damage components in the pipeline, such as separators or valves, such as in a compressor station.

Et formål med oppfinnelsen er å dispergere væsképropper, for derved å minske den skadelige virkning av disse. One purpose of the invention is to disperse liquid plugs, thereby reducing the harmful effect of these.

Det er funnet at væsképropper kan dispergeres ved å innsprøyte gass i væsken oppstrøms for komponenten eller komponentene som skal beskyttes. Slik tilførsel av gass danner bobler og oppløser det proppelignende væskelegeme, slik at det dannes en kompressibel blanding av gass og væske, slik at muligheten for å skade komponenter i rørledningen minskes vesentlig. It has been found that liquid plugs can be dispersed by injecting gas into the liquid upstream of the component or components to be protected. This supply of gas forms bubbles and dissolves the plug-like liquid body, so that a compressible mixture of gas and liquid is formed, so that the possibility of damaging components in the pipeline is significantly reduced.

I henhold til oppfinnelsen tilføres gass i væsken ved hjelp av en innretning som har flere utløp og er tilkoblet et forråd av gass under trykk. According to the invention, gas is added to the liquid by means of a device which has several outlets and is connected to a supply of gas under pressure.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere, under henvisning til de vedføyde tegninger. Fig. 1 viser skjematisk en kompressorstasjon der en anordning i henhold til foreliggende oppfinnelse benyttes. Fig. 2 viser i større målestokk et lengdesnitt gjennom en gassledning, og viser detaljer ved en utførelse av en gassavgivende innretning montert i gassledningen. Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en gassledning der det er montert en annen utførelsesform av den gassavgivende innretning. Fig. 4 viser, delvis i snitt, en annen utførelsesform av den gassavgivende innretning som er tilkoblet en gassledning. The invention will be explained in more detail below, with reference to the attached drawings. Fig. 1 schematically shows a compressor station where a device according to the present invention is used. Fig. 2 shows on a larger scale a longitudinal section through a gas line, and shows details of an embodiment of a gas-emitting device mounted in the gas line. Fig. 3 shows a longitudinal section through a gas line where another embodiment of the gas-dispensing device is mounted. Fig. 4 shows, partly in section, another embodiment of the gas-emitting device which is connected to a gas line.

Fig. 5 viser et tverrsnitt etter linjen 5-5 i fig. 4. Fig. 5 shows a cross-section along the line 5-5 in fig. 4.

Fig. 1 viser en kompressorstasjon i forbindelse med en rør-ledning 1, omfattende en turbo-kompressor 2, en separator 3 Fig. 1 shows a compressor station in connection with a pipeline 1, comprising a turbo-compressor 2, a separator 3

og en ventil 4. I henhold til oppfinnelsen er en gassavgivende innretning 5 anbrakt oppstrøms for komponentene som skal beskyttes, nemlig ventilen A-,og separatoren 3. Som vist til-føres gass til den gassavgivende innretning 5 fra utløpet av turbo-kompressoren ved hjelp av en passende ledning 6. and a valve 4. According to the invention, a gas-emitting device 5 is placed upstream of the components to be protected, namely the valve A and the separator 3. As shown, gas is supplied to the gas-emitting device 5 from the outlet of the turbo-compressor using of a suitable wire 6.

Fig. 2 viser den gassavgivende innretning 5 og den virkning denne har på væskeproppen i ledningen 1. Det er vist en væskepropp 10 som nærmer seg den gassavgivende innretning 5, idet en annen propp er dispergert i område 11. Den gassavgivende innretning 5 omfatter et porøst kammer som avgrenser flere utløp 7. Hvert utløp eller hver pore 7 utgjør et sted for dannelse av en boble i væsken. Boblene som avgis løser opp den inkompres-sible væskeproppen, slik at det dannes en kompressibel blanding av gass og væske. Fig. 2 shows the gas-emitting device 5 and the effect this has on the liquid plug in the line 1. A liquid plug 10 is shown approaching the gas-emitting device 5, with another plug dispersed in area 11. The gas-emitting device 5 comprises a porous chamber which delimits several outlets 7. Each outlet or pore 7 constitutes a place for the formation of a bubble in the liquid. The bubbles that are emitted dissolve the incompressible plug of liquid, so that a compressible mixture of gas and liquid is formed.

Etter dannelsen begynner boblene å løpe sammen til store bobler, og etter hvert vil det strømmende fluid skilles i gass og væske, slik at det igjen kan dannes væsképropper. For å forlenge varig-heten av strømningen til den kompressible blanding 'av gass og væske bør porene være så små og tallrike som det er praktisk mulig. Utløpsdiameterern bør være mindre enn 1% av rørledning-ens diameter. After the formation, the bubbles begin to run together into large bubbles, and eventually the flowing fluid will separate into gas and liquid, so that liquid plugs can form again. In order to prolong the duration of the flow of the compressible mixture of gas and liquid, the pores should be as small and numerous as is practically possible. The outlet diameter should be less than 1% of the pipeline's diameter.

Ettersom strømningen etterhvert vil kunne danne væsképropper, As the flow will eventually be able to form liquid clots,

er den avstand som den gassavgivende innretning kan plasseres oppstrøms for komponentene som skal beskyttes begrenset. Det antas at beskyttelse mot væsképropper kan oppnås i en avstand opptil 60 ganger rørledningens diameter, men fortrinnsvis an-bringes den gassavgivende innretning i en avstand som ikke over- the distance that the gas-emitting device can be placed upstream of the components to be protected is limited. It is assumed that protection against liquid plugs can be achieved at a distance of up to 60 times the diameter of the pipeline, but preferably the gas-emitting device is placed at a distance that does not exceed

stiger 30 ganger diameteren fra komponenten eller komponentene som skal beskyttes. rises 30 times the diameter from the component or components to be protected.

Den gassavgivende innretningen og utløpene kan være utformet på forskjellige måter. I utførelsesformen vist i fig. 2 er den gassavgivende innretning dannet av en trådnetting av rustfritt stål, eller av sintret, rustfritt stål. Med en slik konstruk-sjon kan porestørrelsen være mindre enn 50 mikrometer. Fig. 3 viser en annen utførelsesform av den gassavgivende innretning, i form av et sprinklerrør 15 som har utløp 17 og til-føres gass gjennom innløpet 16. Fig. 4 og 5 viser en annen utførelsesform av den gassavgivende innretning. Gass tilføres rørledningen 20 gjennom utløp 27 av et perforert parti 25 av rørledningen. Det perforerte parti 25 omgis av en manifold 28 som gass tilføres gjennom innløpet 26. The gas-emitting device and the outlets can be designed in different ways. In the embodiment shown in fig. 2, the gas-emitting device is formed of a wire mesh of stainless steel, or of sintered stainless steel. With such a construction, the pore size can be less than 50 micrometres. Fig. 3 shows another embodiment of the gas-emitting device, in the form of a sprinkler pipe 15 which has an outlet 17 and gas is supplied through the inlet 16. Figs. 4 and 5 show another embodiment of the gas-emitting device. Gas is supplied to the pipeline 20 through outlet 27 of a perforated part 25 of the pipeline. The perforated part 25 is surrounded by a manifold 28 to which gas is supplied through the inlet 26.

Under henvisning til fig. 1 kan gass tilføres den gassavgivende innretning 5 f.eks. kontinuerlig når det er stor tendens til With reference to fig. 1, gas can be supplied to the gas-emitting device 5, e.g. continuously when there is a strong tendency to

dannelse av væsképropper, eller bare når en væskepropp nærmer seg..I det sistnevnte tilfelle er en væskepropp-føler 12 anordnet i en passende avstand oppstrøms for innretningen 5. En aktivator 14, som reagerer på et signal fra føleren 12, åpner den normalt lukkede ventilen 13 når en væskepropp registreres. Føleren 12 kan være utført på forskjellige måter, f.eks. som en strømningssonde, en akustisk føler eller et radiofrekvens-densitometer. formation of liquid plugs, or only when a liquid plug approaches. In the latter case, a liquid plug sensor 12 is arranged at a suitable distance upstream of the device 5. An activator 14, which responds to a signal from the sensor 12, opens the normally closed valve 13 when a liquid plug is detected. The sensor 12 can be designed in different ways, e.g. such as a flow probe, an acoustic sensor or a radio frequency densitometer.

Selv om også små mengder gass som tilføres av den gassavgivende innretning bevirker en viss minskning av de skadelige virkning-er av væsképropper, ser det ut til at det kreves i det minste 5% av gasstrømmen for å bevirke en vesentlig grad.-av beskyttelse. På den annen side ser det ut til at det har liten hensikt å overstige 25% av gasstrømmen, fordi dette bevirker en liten økning av beskyttelsen mot væsképropper, og fordi øket mengde jtilført gass øker trykktapene som nedsetter effektiviteten til Although even small amounts of gas supplied by the gas-dispensing device effect some reduction in the harmful effects of liquid plugs, it appears that at least 5% of the gas flow is required to effect a significant degree of protection. On the other hand, it seems that there is little purpose in exceeding 25% of the gas flow, because this causes a small increase in the protection against liquid plugs, and because the increased amount of jsupplied gas increases the pressure losses which reduce the efficiency of

kompressorstasjonen. Den optimale mengde tilført gass ser ut til å ligge i området 15-25% av gasstrømmen. Den mengde gass som tilføres ved en bestemt anvendelse avhenger av forskjellige faktorer, slik som graden av beskyttelse som ønskes, eller av hvorvidt systemet arbeider kontinuerlig eller intermittent ved hjelp av en føler for væsképropper, slik som beskrevet the compressor station. The optimal amount of added gas appears to be in the range of 15-25% of the gas flow. The amount of gas supplied in a particular application depends on various factors, such as the degree of protection desired, or whether the system works continuously or intermittently using a sensor for liquid plugs, as described

ovenfor. above.

For å kunne tilføre tilstrekkelig mengde gass i rørledningen antas det at den gassavgivende innretning bør ha en 'lengde som er i det minste 5 ganger diameteren til rørledningen. In order to supply a sufficient amount of gas into the pipeline, it is assumed that the gas-emitting device should have a length that is at least 5 times the diameter of the pipeline.

Claims

1. Procedure for dispersing liquid plugs in gas lines, characterized in that a gas is added to the liquid to form a mixture of gas and liquid.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the gas is supplied within a distance of 60 times the diameter of the pipeline from a component to be protected.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the gas is supplied within a distance of 30 times the diameter of the pipeline from a component to be protected.

4. Method as specified in claim 1 or 2, characterized in that the gas is supplied in an amount per time unit which makes up between 5 and 25% of the gas quantity per unit of time through the pipeline.

5. Method as specified in claim 4, characterized in that the gas is supplied in an amount per time unit that is between 15 and 25% of the gas quantity per unit of time through the pipeline.

6. Device for dispersing liquid plugs in a gas pipeline, characterized by the gas-emitting device that communicates with the pipeline, the device having several outlets for the outflow of gas, as well as means for connecting the device to a supply of gas.

7. Device as stated in claim 1, characterized in that the outlets from the gas-emitting device have diameters that are less than 1% of the diameter of the pipeline.

8. Device as specified in claim 1, characterized in that the outlets have a diameter of less than 50 micrometres.

9. Device as specified in claim 1, characterized in that the gas-emitting device comprises a porous chamber which delimits the outlets for the gas.

10 Device as stated in claim 1, characterized in that the gas-emitting device is arranged at a distance that does not exceed 60 times the diameter of the pipeline from a component to be protected.

11. Device as specified in claim 1, characterized in that the gas-emitting device is arranged at a distance that does not exceed 30 times the diameter of the pipeline from a component to be protected.

12. Device as stated in claim 1, characterized in that the length of the gas-emitting device is not less than 5 times the diameter of the pipeline.