RU2296609C2 - Сепарационная установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения продукции скважин на нефть, газ и воду. Сепарационная установка содержит наклонную колонну, разделенную трубопроводом подвода газожидкостной смеси на нефтеотстойную и водоотстойную секции. Трубопровод подвода смеси включает трубный расширитель, успокоительный трубопровод, установку предварительного сброса воды с горизонтальным трубопроводом ввода смеси в колонну. Последний удлинен патрубком с щелевыми прорезями, направленным вверх или вниз вдоль оси колонны. В нефтеотстойной секции перед переливной перегородкой размещена перфорированная решетка и коалесцирующая насадка. В успокоительном трубопроводе установлена массообменная насадка. Патрубки отвода газа из трубного расширителя, установки сброса воды и верхней части колонны соединены с газосборным трубопроводом. Трубный расширитель, трубопровод ввода смеси и колонна снабжены пескоуловителями, которые соединены с дренажным коллектором. Технический результат состоит в повышении эффективности разделения эмульсии и ликвидации застойных зон. 1 ил.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения продукции скважин на нефть, газ и воду.

Известна сепарационная установка, включающая наклонную колонну, разделенную трубопроводом подвода газожидкостной смеси на нефтеотстойную и водоотстойную секции. Трубопровод подвода газожидкостной смеси оснащен успокоителем потока с газоотделителем (газосборником), а в месте ввода снабжен U-образным распределителем потока, входные концы которого размещены соответственно в нефтеотстойной и водоотстойной секциях. В верхней части наклонной колонны установлен вертикальный газоотводящий стояк (газосборник), соединенный газопроводом с газоотделителем. Колонна снабжена патрубками для отвода воды, нефти, газа и мехпримесей (Патент РФ №2119372, кл. B 01 D 19/00, 1998 г.).

Недостатком установки является то, что при прохождении газожидкостной смеси по успокоителю потока разделяемый поток будет иметь высокую скорость, а это приводит к пульсации потока, его вторичному перемешиванию и, как следствие, к снижению эффективности разделения нефти и газа, а следовательно, и отделения воды.

Наиболее близкой к заявляемой является сепарационная установка, которая содержит наклонную колонну, разделенную на нефтеотстойную и водоотстойную секции трубопроводом подвода газожидкостной смеси, фильтр, размещенный в водоотстойной секции, при этом трубопровод подвода газожидкостной смеси состоит из трубного расширителя, успокоительного трубопровода и депульсатора (установка для предварительного отбора газа - УПОГ) с горизонтальным трубопроводом ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну. Горизонтальный трубопровод ввода газожидкостной смеси размещен над распределителем потока, выполненным в виде просечно-вытяжного листа. Кроме того, для улавливания мехпримесей трубный расширитель, горизонтальный участок трубопровода ввода газожидкостной смеси и наклонная колонна снабжены пескоуловителями (Патент РФ 2238783, кл. В 01 D 19/00, бюл. №30, 2004 г.).

Недостатком известной сепарационной установки является то, что при различных объемах добычи нефти и воды снижается эффективность разделения водонефтяной эмульсии вследствие того, что возникает необходимость поддержания уровня раздела фаз в наклонной колонне на различной высоте. При этом при фиксированном расположении трубопровода ввода газожидкостной смеси он оказывается затопленным или нефтью или водой. При введении входного потока образуются перекрестные струи или застойные зоны, где накапливается или перемешивается водонефтяная эмульсия и не обеспечивается эффективное разделение ее. Застойная зона водонефтяной эмульсии образуется также в нижней части нефтеотстойной секции в связи с тем, что разделенная нефть проходит по верху колонны, т.е. по наиболее короткому расстоянию. Недостатком является также то, что после отбора свободного газа в успокоительном трубопроводе замедляются массообменные процессы между нефтяной и водной фазами и деэмульгатором и не обеспечивается равномерное перемешивание со всем объемом продукции массообмена.

Технический результат - повышение эффективности разделения водонефтяной эмульсии и повышение коэффициента объема использования наклонной колонны за счет ликвидации застойных зон.

Указанный технический результат достигается тем, что в сепарационной установке, включающей трубный расширитель, успокоительный трубопровод, установку предварительного отбора газа (УПОГ), наклонную колонну, разделенную горизонтальным трубопроводом ввода газожидкостной смеси на нефтеотстойную и водоотстойную секции, согласно изобретению трубопровод ввода газожидкостной смеси удлинен патрубком с щелевыми прорезями по верхней и нижней образующей, направленным вверх или вниз вдоль оси колонны, в нефтеотстойной секции колонны размещена перфорированная решетка и коалесцирующая насадка, а после трубного расширителя в успокоительном трубопроводе установлена массообменная насадка.

Выполнение горизонтального трубопровода ввода газожидкостной смеси удлиненным патрубком с щелевыми прорезями по верхней и нижней образующей, направленным вверх или вниз вдоль оси наклонной колонны, обеспечивает изменение направления потока в зависимости от обводненности исходной смеси. При этом при низкой обводненности патрубок направлен вверх для уменьшения времени отстоя, а при высокой - вниз для увеличения времени отстоя. Введение потока таким образом приводит к исключению образования застойных зон, вследствие чего обеспечивается повышение коэффициента объема использования колонны и повышается эффективность разделения водонефтяной эмульсии.

Наличие щелевых прорезей в парубке обеспечивает отделение свободного газа и свободной воды из потока, что также способствует повышению коэффициента объема использования колонны.

Размещение перфорированной решетки и коалесцирующей насадки в нефтеотстойной секции наклонной колонны способствует интенсификации процесса разделения водонефтяной эмульсии и ускорению процесса коалесценции.

Размещение массообменной насадки после трубного расширителя в успокоительном трубопроводе обеспечивает равномерное перемешивание реагента с нефтяной и водными фазами, в результате чего ускоряется процесс массообмена в трубопроводе и последующее расслоение эмульсии.

При исследовании известного уровня техники заявителем не обнаружены аналогичные устройства, которые характеризовались бы идентичной совокупностью признаков, а также устройств, имеющих вышеизложенные отличительные от прототипа признаки с достижением такого же технического результата, какой получен в заявляемом решении. Это позволяет сделать предложение о соответствии заявленного изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень"

На чертеже показана сепарационная установка.

Сепарационная установка содержит наклонную колонну 1, разделенную трубопроводом подвода газожидкостной смеси на нефтеотстойную 2 и водоотстойную 3 секции, при этом трубопровод подвода газожидкостной смеси состоит из трубного расширителя 4, успокоительного трубопровода 5, установки предварительного сброса воды (УПОГ) 6 с горизонтальным трубопроводом ввода газожидкостной смеси 7 в колонну 1. Горизонтальный трубопровод ввода газожидкостной смеси удлинен патрубком 8 с щелевыми прорезями по верхней 9 и по нижней 10 образующей, направленным вверх или вниз вдоль оси колонны. В нефтеотстойной секции 2 перед переливной перегородкой 11 размещена перфорированная решетка 12 и коалесцирующая насадка 13. В водоотстойной секции 3 установлен фильтр 14, в котором происходит очистка воды. Очищенная вода отводится по трубопроводу 15, а обезвоженная нефть через переливную перегородку 11 отводится по трубопроводу 16. Для улучшения массообмена между нефтяной и водными фазами и деэмульгатором в успокоительном трубопроводе 4 установлена массообменная насадка 17. Патрубки отвода газа из трубного расширителя 5, УПОГ 6 и верхней части колонны 1 соединены с газосборным трубопроводом 18. Для улавливания мехпримесей трубный расширитель 4, горизонтальный трубопровод ввода газожидкостной смеси 7 и колонна 1 снабжены пескоуловителями 19, которые соединены с дренажным коллектором 20.

Установка работает следующим образом.

Продукция нефтяных скважин - газожидкостная смесь - с введенным в нее деэмульгатором поступает в трубный расширитель 4, где происходит отбор свободного газа и осаждение крупных мехпримесей. После отвода основной части свободного газа скорость течения водонефтяной эмульсии в успокоительном трубопроводе 5 снижается, замедляются массообменные процессы между нефтяной и водными фазами и деэмульгатором. Размещенная в успокоительном трубопроводе 5 массобменная насадка 17 способствует равномерному перемешиванию деэмульгатора с нефтяной и водными фазами, доведению деэмульгатора до межфазных границ между каплями нефти и воды, снижению агрегативной устойчивости эмульсии и последующему ее расслоению. В УПОГ 6 происходит дальнейшее отделение газа от жидкости и расслоение ее на нефть и воду. После УПОГ 6 поток поступает в колонну 1 по горизонтальному трубопроводу ввода 7 газожидкостной смеси, который удлинен патрубком 8 с щелевыми прорезями 9 и 10, направленным вверх или вниз колонны, где происходит окончательное разделение на нефть и воду. Из щелевых прорезей 9 и 10 отводится свободный газ и свободная вода. Введение потока таким образом предотвращает накопление или перемешивание водонефтяной эмульсии и обеспечивает эффективное ее разделение. Отделенная нефть подвергается контактированию с перфорированной решеткой 12 и коалесцирующей насадкой 13, что приводит к ускорению коалесценции, при этом коалесценции подвергается весь объем нефти. Далее нефть перетекает через переливную перегородку 11 и отводится по трубопроводу 16. Из водоотстойной секции 3 отделенная вода через фильтр 14 выводится по трубопроводу 15. Газ из трубного расширителя 4, УПОГ 6 и верхней части колонны 1 направляется в газосборный трубопровод 18 и далее - потребителю. Мехпримеси, уловленные в трубном расширителе 4, горизонтальном трубопроводе ввода газожидкостной смеси 7 и в колонне 1, выводятся через пескоуловители 19 и отводятся по дренажному коллектору 20.

Установка промышленно применима, т.к. все узлы и детали выпускаются промышленностью.

Claims (1)

1. Сепарационная установка, включающая трубный расширитель, успокоительный трубопровод, установку предварительного отбора газа, наклонную колонну, разделенную горизонтальным трубопроводом ввода газожидкостной смеси на нефтеотстойную и водоотстойную секции, отличающаяся тем, что трубопровод ввода газожидкостной смеси удлинен патрубком с щелевыми прорезями по верхней и нижней образующей, направленным вверх или вниз вдоль оси наклонной колонны, в нефтеотстойной секции наклонной колонны размещена перфорированная решетка и коалесцирующая насадка, а после трубного расширителя в успокоительном трубопроводе установлена массообменная насадка.