RU141739U1

RU141739U1 - ELECTRIC DEHYDRATOR

Info

Publication number: RU141739U1
Application number: RU2013144404/05U
Authority: RU
Inventors: Семен Шикович Гершуни; Елена Алексеевна Монахова; Ольга Владимировна Родина; Ренат Наильевич Фитагдинов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нефтегазовые технологии"
Priority date: 2013-10-03
Filing date: 2013-10-03
Publication date: 2014-06-10

Abstract

1. Электродегидратор, включающий газоотделительную секцию с устройствами ввода сырья и вывода жидкости и газа и горизонтальную электроосадительную секцию с электродной системой, системами вывода нефти и воды, в котором газоотделительная секция выполнена в виде вертикального колпака, разделенного вертикальной плоской переливной перегородкой на входной и выходной отсеки, причем уровень верха переливной перегородки газоотделительной секции расположен выше уровня верха электродной системы.2. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что газоотделительная секция установлена на корпусе электроосадительной секции на фланцевом разъеме, к которому выполнен конический переход корпуса газоотделительной секции, над коническим переходом в стенку корпуса газоотделительной секции врезан штуцер ввода сырья, против которого внутри газоотделительной секции установлена переливная перегородка.3. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что газоотделительная и электроосадительная секции соединены стояком с антизавихрителем на входе.4. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что во входном отсеке газоотделительной секции размещена коалесцирующая насадка.5. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что дно входного отсека газоотделительной секции, размещенное ниже штуцера ввода сырья, перфорировано, причем суммарная площадь проходного сечения отверстий перфорации составляет не более 5% площади этого дна.6. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что над переливной перегородкой в газоотделительной секции размещена горизонтальная распределительная перегородка.1. Electrodehydrator, including a gas separation section with input devices for raw materials and liquid and gas withdrawal and a horizontal electrodeposition section with an electrode system, oil and water output systems, in which the gas separation section is made in the form of a vertical cap separated by a vertical flat overflow partition into the input and output compartments moreover, the top level of the overflow partition of the gas separation section is located above the top of the electrode system. 2. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that the gas separation section is mounted on the body of the electric separation section on a flange connector to which a conical transition of the gas separation section body is made, a raw material inlet fitting is cut above the conical transition into the wall of the gas separation section housing, against which an overflow is installed inside the gas separation section partition. 3. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that the gas separation and electrodeposition sections are connected by a riser with an anti-swirl at the inlet. 4. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that a coalescing nozzle is placed in the input compartment of the gas separation section. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that the bottom of the inlet compartment of the gas separation section, located below the raw material inlet fitting, is perforated, and the total passage area of the perforation holes is not more than 5% of the bottom. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that a horizontal distribution partition is located above the overflow partition in the gas separation section.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для промысловой подготовки нефти и может быть использована для глубокого обезвоживания и обессоливания нефти на установках ее промысловой подготовки.The utility model relates to equipment for field preparation of oil and can be used for deep dehydration and desalination of oil at the facilities of its field preparation.

Добываемая нефть практически всегда содержит попутный нефтяной газ, количество которого увеличивается при нагреве нефти перед ее подачей в электродегидратор для отделения воды с содержащимися в ней солями. Наличие газа в электрическом поле крайне нежелательно по двум причинам. Во-первых, процесс отделения воды от нефти в присутствии газа крайне неэффективен из-за процесса окклюзии, когда пузырек газа садится на капельку воды и та не тонет в нефти. Во-вторых, во всех электродегидраторах при наличии газовой шапки в аппарате происходит блокировка подачи напряжения на электроды, поскольку в этой шапке в моменты пуска и остановки аппарата может содержаться воздух, образующий с нефтяным газом взрывоопасную смесь, и существует опасность взрыва при проскоке искры с токовоздушных частей на заземленный корпус.The produced oil almost always contains associated petroleum gas, the amount of which increases when the oil is heated before it is fed to the electric dehydrator to separate water with the salts contained in it. The presence of gas in an electric field is highly undesirable for two reasons. Firstly, the process of separating water from oil in the presence of gas is extremely ineffective due to the occlusion process, when a gas bubble sits on a drop of water and it does not sink in oil. Secondly, in all electric dehydrators, in the presence of a gas cap in the apparatus, the voltage supply to the electrodes is blocked, since this cap may contain air at the moment of starting and stopping the apparatus, which forms an explosive mixture with petroleum gas, and there is a danger of explosion when a spark passes from a current-air parts on a grounded enclosure.

По этим причинам при разработке схем промысловой подготовки нефти всегда применяют меры по предотвращению наличия газа в межэлектродном пространстве электродегидратора.For these reasons, when developing schemes for field treatment of oil, measures are always taken to prevent the presence of gas in the interelectrode space of an electric dehydrator.

Одной из таких мер является оснащение электродегидратора газоотделительной секцией.One of these measures is to equip the electric dehydrator with a gas separation section.

Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является электродегидратор, содержащий газоотделительную и электроосадительную секции, размещенные в общем корпусе и разделенные поперечной вертикальной перегородкой (К.С. Каспарьянц, Процессы и аппараты для объектов промысловой подготовки нефти и газа» (М.: Недра, 1977 г.), с. 172)The closest analogue of the proposed utility model is an electric dehydrator containing gas separation and electrodeposition sections located in a common building and separated by a transverse vertical partition (KS Kasparyants, Processes and apparatuses for oil and gas field treatment facilities ”(M .: Nedra, 1977 .), p. 172)

Недостатком такого аппарата является невысокая технологическая эффективность, связанная с тем, что в электрическом поле в электроосадительной секции структура нефти упорядочивается и из нее выделяются микропузырьки газа, которые "садятся" на капли воды, из-за чего снижается скорость их осаждения в нефти и эффективность процесса разделения. Дополнительное выделение газа в электроосадительной камере возможно только в том случае, когда давление в электроосадительной камере равно или меньше давления в газоотделительной секции.The disadvantage of this apparatus is its low technological efficiency, due to the fact that the oil structure is ordered in the electric field in the electroplating section and microbubbles of gas are released from it, which “settle” on water droplets, which reduces the speed of their deposition in oil and the process efficiency separation. Additional gas evolution in the electrodeposition chamber is possible only when the pressure in the electrodeposition chamber is equal to or less than the pressure in the gas separation section.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности процесса обезвоживания нефти за счет снижения содержания воды в подготовленной нефти.The technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency of the oil dehydration process by reducing the water content in the prepared oil.

Указанный технический результат достигается тем, что в электродегидраторе, включающем газоотделительную секцию с устройствами ввода сырья и вывода жидкости и газа и горизонтальную электроосадительную секцию с электродной системой, системами вывода нефти и воды, газоотделительная секция выполнена в виде вертикального колпака, разделенного плоской вертикальной переливной перегородкой на входной и выходной отсеки, причем уровень верха переливной перегородки газоотделительной секции расположен выше уровня верха электродной системы.The specified technical result is achieved by the fact that in the electric dehydrator, including a gas separation section with input devices for raw materials and liquid and gas withdrawal and a horizontal electrodeposition section with an electrode system, oil and water withdrawal systems, the gas separation section is made in the form of a vertical cap divided by a flat vertical overflow partition into input and output compartments, and the top level of the overflow partition of the gas separation section is located above the top of the electrode system.

Указанный технический результат достигается также тем, что газоотделительная секция установлена на корпусе электроосадительной секции на фланцевом разъеме, к которому выполнен конический переход корпуса газоотделительной секции, над коническим переходом в стенку корпуса газоотделительной секции врезан штуцер ввода сырья, против которого внутри газоотделительной секции установлена переливная перегородка.The indicated technical result is also achieved by the fact that the gas separation section is mounted on the body of the electric separation section on a flange connector to which the conical transition of the gas separation section body is made, a raw material inlet fitting is cut above the conical transition into the wall of the gas separation section housing, against which an overflow partition is installed inside the gas separation section.

Указанный технический результат достигается также тем, что газоотделительная и электроосадительная секции соединены стояком с антизавихрителем на входе.The specified technical result is also achieved by the fact that the gas separation and electrodeposition sections are connected by a riser with an anti-swirl at the inlet.

Указанный технический результат достигается также тем, что во входном отсеке газоотделительной секции размещена коалесцирующая насадка.The specified technical result is also achieved by the fact that in the input compartment of the gas separation section is placed a coalescing nozzle.

Указанный технический результат достигается также тем, что дно входного отсека газоотделительной секции, размещенное ниже штуцера ввода сырья, перфорировано, причем суммарная площадь проходного сечения отверстий перфорации составляет не более 5% площади этого дна.The specified technical result is also achieved by the fact that the bottom of the inlet compartment of the gas separation section, located below the raw material inlet fitting, is perforated, and the total passage area of the perforation holes is not more than 5% of the bottom area.

Указанный технический результат достигается также тем, что над переливной перегородкой в газоотделительной секции размещена горизонтальная распределительная перегородка.The indicated technical result is also achieved by the fact that a horizontal distribution partition is placed above the overflow partition in the gas separation section.

Сущность полезной модели поясняется Фиг. 1-2.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1-2.

На Фиг. 1 схематически показан продольный разрез предлагаемого электродегидратора, где: 1 - корпус электроосадительной секции, 2 - корпус газоотделительной секции, 3 - стояк, 4 - распределительный коллектор, 5 - электродная система, 6 - нефтесборный коллектор, 7 - штуцер вывода нефти, 8 - коллектор сбора отстоявшейся воды, 9 - штуцер для вывода воды, 10 - изоляторы электродной решетки, 11 - высоковольтный ввод, 12 - трансформатор.In FIG. 1 schematically shows a longitudinal section of the proposed electric dehydrator, where: 1 - the body of the electrodeposition section, 2 - the body of the gas separation section, 3 - the riser, 4 - the distribution manifold, 5 - the electrode system, 6 - the oil collector, 7 - the oil outlet fitting, 8 - the collector collection of settled water, 9 - fitting for water outlet, 10 - insulators of the electrode array, 11 - high-voltage input, 12 - transformer.

На Фиг. 2 схематически показан разрез газоотделительной секции, где: 2 - корпус газоотделительной секции, 3 - стояк, 13 - фланцевый разъем, 14 - конический переход корпуса газоотделительной секции 2 к фланцевому разъему 13, 15 - штуцер ввода сырья, 16 - переливная перегородка, 17 - входной отсек газоотделительной секции, 18 - дно входного отсека, 19 - выходной отсек газоотделительной секции, 20 - верхнее днище газоотделительной секции, 21 - нижнее днище газоотделительной секции, 22 - выпускной штуцер, 23 - антизавихритель, 24 - коалесцирующая насадка, 25 - штуцер для уровнемера, 26 - люк-лаз, 27 - штуцер вывода газа, 28 - распределительная перегородка, 29 - отверстия перфорации дна входного отсека.In FIG. 2 schematically shows a section of a gas separation section, where: 2 - a gas separation section housing, 3 - a riser, 13 - a flange connector, 14 - a tapered transition of the gas separation section housing 2 to a flange connector 13, 15 - a raw material inlet fitting, 16 - overflow partition, 17 - inlet compartment of the gas separation section, 18 - bottom of the inlet compartment, 19 - outlet compartment of the gas separation section, 20 - upper bottom of the gas separation section, 21 - lower bottom of the gas separation section, 22 - outlet choke, 23 - coalescing nozzle, 25 - fitting for level pa, 26 - manhole, 27 - gas outlet fitting 28 - distribution baffle 29 - perforations input compartment bottom.

Предлагаемый электродегидратор (фиг. 1) содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 электроосадительной секции, газоотделительную секцию 2, стояк 3, соединяющий газоотделительную секцию 2 с распределительным коллектором 4 в нижней половине корпуса 1, электродную систему 5, размещенную в верхней половине корпуса 1. В верхней части корпуса электроосадительной секции 1 размещен нефтесборный коллектор 6, соединенный со штуцером вывода нефти 7, а в нижней части размещен коллектор сбора отстоявшейся воды 8, соединенный со штуцером выхода воды 9. Электродная система 5 подвешена на изоляторах 10, соединенных с помощью высоковольтного ввода 11 с трансформатором 12.The proposed dehydrator (Fig. 1) contains a horizontal cylindrical casing 1 of the electrodeposition section, a gas separation section 2, a riser 3 connecting the gas separation section 2 to the distribution manifold 4 in the lower half of the housing 1, the electrode system 5, located in the upper half of the housing 1. In the upper part the casing of the electric sedimentation section 1 contains an oil collector 6 connected to the oil outlet fitting 7, and in the lower part there is a collector for collecting sludge water 8 connected to the outlet for water 9 The electrode system 5 is suspended on insulators 10 connected by a high-voltage input 11 with a transformer 12.

Газоотделительная секция 2 (фиг. 2) выполнена в виде колпака, для удобства транспортировки крепящегося на корпусе электроосадительной секции 1 на фланцевом разъеме 13, к которому выполнен конический переход 14 корпуса газоотделительной секции 2. Над коническим переходом 14 в корпус 2 газоотделительной секции врезан входной штуцер 15. Против этого штуцера 15 размещена плоская вертикальная переливная перегородка 16, делящая газоотделительную секцию 2 на входной отсек 17, ограниченный перегородкой 16 и дном 18, и выходной отсек 19, расположенный между верхним днищем 20 и нижним днищем 21, в которое врезан выпускной штуцер 22 со вставленным в него антизавихрителем 23, например, в форме крестовины. Во входном отсеке 17 газоотделительной секции 2 размещена коалесцирующая насадка 24. В верхнее днище 20 газоотделительной секции врезан штуцер 25 для уровнемера и люк-лаз 26 для удобства обслуживания со штуцером вывода газа 27. Между верхом переливной перегородки 16 и верхним днищем 20 размещена распределительная перегородка 28.The gas separation section 2 (Fig. 2) is made in the form of a cap for convenient transportation of the electrodeposition section 1 mounted on the housing on the flange connector 13 to which the conical transition 14 of the gas separation section housing 2 is made. An inlet fitting is cut above the conical transition 14 into the gas separation section housing 2. 15. Against this nozzle 15 there is a flat vertical overflow baffle 16 dividing the gas separation section 2 into an inlet compartment 17 bounded by a baffle 16 and a bottom 18, and an outlet compartment 19 located between the upper bottom 20 and the lower bottom 21, into which the outlet fitting 22 is inserted with an anti-swirl 23 inserted into it, for example, in the form of a cross. In the input compartment 17 of the gas separation section 2 there is a coalescing nozzle 24. A fitting 25 for the level gauge and a manhole 26 are cut into the upper bottom of the gas separation section 20 for ease of maintenance with a gas outlet fitting 27. A distribution partition 28 is placed between the top of the overflow partition 16 and the upper bottom 20. .

Предлагаемый электродегидратор работает следующим образом. Нефть в смеси с газом и водой подают в аппарат через штуцер 15 газоотделительной секции 2. Во входном отсеке 17 газоотделительной секции 2 смесь жидкости и газа движется вертикальным восходящим потоком. При прохождении им коалесцирующей насадки 24 капли воды укрупняются и большая часть воды переходит в водяную пленку, а газ равномерно распределяется по сечению входного отсека 17. Газовый поток поднимается над коалесцирующей насадкой 24 и, проходя сквозь распределительную перегородку 28, равномерно распределяется по сечению верхней части газоотделительной секции 2. Благодаря этому капли жидкости, унесенные потоком газа из входного отсека, оседают вниз. Газ выводят из газоотделительной секции 2 через штуцер 27. Жидкость перетекает через перегородку 16 и накапливается в выходном отсеке 19 газоотделительной секции 2, где поддерживают ее постоянный уровень с помощью уровнемера (не показан), устанавливаемого на штуцер 25. Жидкость, представляющая собой смесь нефти с водой (электродегидратор обычно устанавливают на хвосте технологической схемы и в него подают нефть, содержащую уже небольшое количество газа и воды) через антизавихритель 23, выпускной штуцер 22 и стояк 3 вводят в распределительный коллектор 4. Антизавихритель препятствует образованию жидкостной воронки, в которую может всасываться газ. Поднимаясь равномерным потоком по сечению электродегидратора, смесь нефти с водой проходит через электрическое поле внутри электродной системы 5, создаваемой с помощью трансформатора 12, высокое напряжение от которого через высоковольтный ввод 11 подают на электроды. В этом поле капли воды укрупняются и осаждаются в нижнюю часть аппарата, где через водосборный коллектор 8 и штуцер 9 ее выводят из аппарата.The proposed electric dehydrator operates as follows. Oil in a mixture with gas and water is fed into the apparatus through the fitting 15 of the gas separation section 2. In the inlet compartment 17 of the gas separation section 2, the mixture of liquid and gas moves in a vertical upward flow. When it passes through the coalescing nozzle 24, the water droplets coarsen and most of the water goes into the water film, and the gas is evenly distributed over the section of the inlet compartment 17. The gas stream rises above the coalescing nozzle 24 and, passing through the distribution wall 28, is evenly distributed over the section of the upper part of the gas separation sections 2. Due to this, liquid droplets carried away by the gas stream from the inlet compartment settle down. Gas is removed from the gas separation section 2 through the nozzle 27. The liquid flows through the partition 16 and accumulates in the outlet compartment 19 of the gas separation section 2, where it is maintained at a constant level using a level gauge (not shown) installed on the nozzle 25. A liquid, which is a mixture of oil with water (an electric dehydrator is usually installed on the tail of the technological scheme and oil containing a small amount of gas and water is fed into it) through the antioxidant 23, the outlet fitting 22 and the riser 3 are introduced into the distribution chamber 4. lecturer Antizavihritel prevents the formation of a liquid funnel, into which gas can be absorbed. Rising uniformly along the cross section of the electric dehydrator, the mixture of oil and water passes through an electric field inside the electrode system 5 created using a transformer 12, the high voltage from which is supplied to the electrodes through a high-voltage input 11. In this field, water droplets are enlarged and deposited in the lower part of the apparatus, where through the drainage collector 8 and nozzle 9 it is removed from the apparatus.

Описанное выше выполнение электродегидратора с газоотделительной секцией обеспечивает высокую эффективность его работы. В первую очередь это достигается выполнением газоотделительной секции в виде колпака 2, установленного на корпусе 1. За счет этого над электродной системой создается гидростатический столб жидкости, препятствующий выделению газа и гарантирующий высокую эффективность процесса отделения воды от нефти.The above-described embodiment of an electric dehydrator with a gas separation section ensures high efficiency of its operation. First of all, this is achieved by the implementation of the gas separation section in the form of a cap 2 mounted on the housing 1. Due to this, a hydrostatic column of liquid is created above the electrode system, which prevents gas evolution and guarantees high efficiency of the process of separating water from oil.

Конический переход корпуса газоотделительной секции к фланцевому разъему обеспечивает три серьезных преимущества конструкции. Во-первых, снижается скорость подъема газа и улучшается отделение капельной жидкости от него. Во-вторых, увеличивается объем жидкости в выходном отсеке 19 газоотделительной секции 2, что повышает устойчивость работы аппарата за счет увеличения инерции работы выходного отсека и облегчения работы системы автоматического регулирования уровня жидкости в газоотделительной секции. И, наконец, в-третьих, выполнение диаметра фланцевого разъема меньше диаметра отсеков газоотделительной секции решает вопросы прочности, надежности и безопасности работы аппарата, поскольку в электродегидраторе находятся взрыво- и пожароопасные среды под повышенным давлением и при повышенной температуре и он является объектом повышенной опасности. Одну из основных опасностей представляет нарушение герметичности фланцевых соединений, и чем меньше их диаметр, тем легче обеспечить герметичность.The tapered transition of the gas separation section housing to the flange connector provides three major design advantages. Firstly, the rate of gas rise is reduced and the separation of the dropping liquid from it is improved. Secondly, the volume of liquid in the outlet compartment 19 of the gas separation section 2 increases, which increases the stability of the apparatus by increasing the inertia of the outlet compartment and facilitating the operation of the system for automatically controlling the liquid level in the gas separation section. And, finally, thirdly, making the diameter of the flange connector smaller than the diameter of the compartments of the gas separation section solves the issues of strength, reliability and safety of the apparatus, since the dehydrator contains explosive and fire hazardous atmospheres under high pressure and at elevated temperature and it is an object of increased danger. One of the main dangers is a violation of the tightness of flange joints, and the smaller their diameter, the easier it is to ensure tightness.

Перфорация дна входного отсека исключает образование в нем застойных зон за счет "проваливания" части жидкости, в первую очередь свободной воды, сразу в выходной отсек газоотделительной камеры.Perforation of the bottom of the inlet compartment eliminates the formation of stagnant zones due to the “sinking” of a part of the liquid, primarily free water, immediately into the outlet compartment of the gas separation chamber.

Таким образом, электродегидратор с описанным выше сочетанием признаков обеспечивает более высокую эффективность процесса обезвоживания нефти, чем известные аналоги.Thus, the electric dehydrator with the combination of features described above provides a higher efficiency of the oil dehydration process than the known analogues.

Claims

1. Электродегидратор, включающий газоотделительную секцию с устройствами ввода сырья и вывода жидкости и газа и горизонтальную электроосадительную секцию с электродной системой, системами вывода нефти и воды, в котором газоотделительная секция выполнена в виде вертикального колпака, разделенного вертикальной плоской переливной перегородкой на входной и выходной отсеки, причем уровень верха переливной перегородки газоотделительной секции расположен выше уровня верха электродной системы.1. Electrodehydrator, including a gas separation section with input devices for raw materials and liquid and gas withdrawal and a horizontal electrodeposition section with an electrode system, oil and water output systems, in which the gas separation section is made in the form of a vertical cap separated by a vertical flat overflow partition into the input and output compartments moreover, the top level of the overflow partition of the gas separation section is located above the top of the electrode system.

2. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что газоотделительная секция установлена на корпусе электроосадительной секции на фланцевом разъеме, к которому выполнен конический переход корпуса газоотделительной секции, над коническим переходом в стенку корпуса газоотделительной секции врезан штуцер ввода сырья, против которого внутри газоотделительной секции установлена переливная перегородка.2. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that the gas separation section is mounted on the body of the electric separation section on a flange connector to which the conical transition of the gas separation section body is made, a raw material inlet fitting is cut above the conical transition into the wall of the gas separation section housing, against which inside the gas separation section overflow partition installed.

3. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что газоотделительная и электроосадительная секции соединены стояком с антизавихрителем на входе.3. Electrodehydrator according to claim 1, characterized in that the gas separation and electrodeposition sections are connected by a riser with an anti-swirl at the inlet.

4. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что во входном отсеке газоотделительной секции размещена коалесцирующая насадка.4. Electrodehydrator according to claim 1, characterized in that a coalescing nozzle is placed in the input compartment of the gas separation section.

5. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что дно входного отсека газоотделительной секции, размещенное ниже штуцера ввода сырья, перфорировано, причем суммарная площадь проходного сечения отверстий перфорации составляет не более 5% площади этого дна.5. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that the bottom of the inlet compartment of the gas separation section, located below the raw material inlet fitting, is perforated, and the total passage area of the perforation holes is not more than 5% of the bottom area.

6. Электродегидратор по п. 1, отличающийся тем, что над переливной перегородкой в газоотделительной секции размещена горизонтальная распределительная перегородка.

6. The electric dehydrator according to claim 1, characterized in that a horizontal distribution partition is located above the overflow baffle in the gas separation section.