SU1665867A3 - Method of separating at least one component of fossil fuel - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способу разделени  и/или очистки естественных ресурсов, и позвол ет повысить эффективность отделени . Способ отделени  заключаетс  в подаче и пропускании ископаемого топлива через разделительное устройство в виде вращающегос  ротора, где оно подвергаетс  воздействию центробежной силы так, что фазу с большей плотностью перемещают наружу относительно оси вращени  ротора, а фазу с меньшей плотностью перемещают в радиальном направлении внутрь относительно оси вращени  ротора. Ископаемое топливо подают в ротор под давлением, превышающим атмосферное, и пропускают через проницаемый элемент, наход щийс  в роторе. 5 ил.The invention relates to a method for the separation and / or purification of natural resources, and makes it possible to increase the separation efficiency. The separation method consists in supplying and passing the fossil fuel through a separation device in the form of a rotating rotor, where it is subjected to centrifugal force so that the higher density phase is moved outward relative to the rotation axis of the rotor, and the phase with lower density is moved in the radial direction inwards relative to the rotational axis rotor. Fossil fuel is fed to the rotor at a pressure greater than atmospheric and passed through a permeable element in the rotor. 5 il.

Description

Изобретение относитс  к способу разделени  и/или очистки естественных ресурсов , которые представл ют жидкие углеводороды, и производ щихс  в море, например, на рабочей площадке нефт ной или газовой скважины.The invention relates to a method for the separation and / or purification of natural resources, which are liquid hydrocarbons, and those produced at sea, for example, at an oil or gas well production site.

Цель изобретени  - повышение эффективности отделени .The purpose of the invention is to increase the efficiency of the separation.

На фиг.1 дан ротор, состо щий из группы конусов, общий вид; на фиг,2 - вращающеес  устройство, которое может быть использовано дл  отделени  небольшого количества газа от жидкости по предлагае- - мому способу, общий вид; на фиг.З - то же, которое может быть использовано дл  отделени  небольшого количества жидкости от газообразной фазы по предлагаемому способу, на фиг.4 - то же, которое может использоватьс  дл  разделени  двух жидких фаз по предлагаемому способу; на фиг.5 - технологическа  схема отдельных этапов добычи нефти.Figure 1 is a rotor consisting of a group of cones, a general view; Fig. 2 shows a rotating device that can be used to separate a small amount of gas from a liquid according to the proposed method, a general view; Fig. 3 is the same that can be used to separate a small amount of liquid from the gaseous phase using the proposed method; Fig. 4 is the same that can be used to separate two liquid phases using the proposed method; Fig. 5 is a flow chart of the individual stages of oil production.

В том случае, когда ротор включает группу конусов 1 - 3, центробежна  сила, создаваема  ротором, оказывает различное действие на разные фазы нефти. Так, фаза, котора  имеет более высокую плотность, перемещаетс  от оси ротора быстрее компонента , который имеет меньшую плотность, так, что в любой плоскости, поперечной оси, на верхней поверхности любого конуса собираетс  фаза с более высокой плотностью, а на нижней поверхности любого конуса собираетс  фаза с более низкой плотностью. Эффективность ротора частично зависит от рассто ни , которое должна преодолетьIn the case when the rotor includes a group of cones 1 - 3, the centrifugal force created by the rotor has a different effect on different phases of the oil. Thus, a phase that has a higher density moves from the rotor axis faster than a component that has a lower density, so that in any plane transverse to the axis a phase with a higher density collects on the upper surface of any cone, and on the lower surface of any cone the lower density phase is collected. The efficiency of the rotor depends in part on the distance that must be overcome.

о о елoh oh ate

о VIabout VI

соwith

смесь под действием центробежной силы, а также от величины центробежной силы. Рассто ние между конусами находитс  в пределах 0,2 мм - 1 см, а угол их конусности составл ет 20 - 40°, Рассто ние между конусами может быть одинаковым мли мен етс .the mixture under the action of centrifugal force, as well as the magnitude of the centrifugal force. The distance between the cones is in the range of 0.2 mm - 1 cm, and their angle of taper is 20-40 °. The distance between the cones may be the same or less.

В одной группе может испом0.зоватьс  От 10 до 100 конусов. Толщина стенка сону- са может быть Одинаковой к неодинаковой. Конусы могут быть самонесущими у, несамо- несущмми, Самонесущие конусы могут произвольно или равномерно распредел тьс  s группе несамоиееу,дих хонусов, Конусы могут изготавливатьс  из любого подход щего материала, например из металлов таких, как титан или алюминий и их сгкзвы УЛИ из упрочненных композиционных материалов, включающих, например, стекловолокно, углеродкоз золокно или соответствующие Органические волсгнз, например Кеа зр (торгова  марка). Сыра  нефть подаетс  через перфорированный мл 4, просамивзетс« через соответствующим образом расположенные отверсти  в проефанствах между конусами. Разделенные компоненты отвод тс  по грубам, расположенным коакси- ально с ротором.In one group it can be used from 10 to 100 cones. The wall thickness of a sonus may be the same for unequal. The cones can be self-carrying, non-self-supporting, Self-supporting cones can be arbitrarily or evenly distributed to the nesamoieee group, dichonus, the cones can be made of any suitable material, such as metals such as titanium or aluminum and their ULF star structures from reinforced materials including, for example, fiberglass, carbonaceous ash, or the corresponding Organic Volguns, for example Kera sp (trade mark). Crude oil is fed through a perforated ml of 4, which passes through appropriately located openings in the spaces between the cones. The separated components are retracted over coarse coaxially with the rotor.

Ротор 5 (фиг.2) смонтирован на валу 8, 1рм помощи которого он вращаетс  и вклк. чает группу конусое или проницаемый элемент , например, изготовленный из метаплмческой СКЗЛЗУИСЙ пемь1 торговой марки Ретине 1. Ротор 5 расположен по оси цилиндрического резервуара 7 образующего камеру 8, А снабжен подвод щей трубой 9, в нижнем конце которой имеютс  отверсти  10 дн  подачи сырой нефти. Дл  этвода жидкой фазы предназначена отводна  труба 11, а дл  отвода газовой фазы - отводна  труба 12, Это устройство снабжено уллот;- йнием 13 и механическим уплотнением 14.A rotor 5 (Fig. 2) is mounted on a shaft 8, 1 mm by which it rotates and turns on. A group of a tapered or permeable element, for example, made from the MetaFlower PEM1 of the Retina brand 1. The rotor 5 is located along the axis of the cylindrical tank 7 forming the chamber 8, A is equipped with a feed pipe 9, at the bottom end of which there are 10 days of crude oil supply. A diverter pipe 11 is used to remove the liquid phase, and a diverter pipe 12 is used to remove the gas phase. This device is equipped with an ult; 13 and a mechanical seal 14.

В процессе работы сыра  нефт,, наход ща с  г ид высоким дазленче,. поступает в ротор Ь по подвод щей трубе 9 i° через отверсти  10. Ротор вррщи-этс  с такой скоростью , ч.о сыра  нефгь подвергаетс  воздействию ускорение, кратного ускорению, возникающему под действием силы т жести (д).In the process of working oil, oil is high dazleanche. enters the rotor b through the supply pipe 9 i through the holes 10. The rotor is rotating at such a speed that the cheese of the cheese is subjected to an acceleration multiple of the acceleration produced by gravity (e).

Под вли нием центробежной силы {ускорение г-г 100 до SCO g) в роторе 5 происходит разделение газовом и жидкой фаз, при этом жидча  фаза направл етс  наружу в радиальном направлении через 5 в камеру 8, а оттуда отводитс  отводной трубой 11, а газова  Фаза направл етс  внутрь в радиальном направлении через ротор 5 и отводите: отводной грубой 12.Under the influence of centrifugal force (acceleration r-g 100 to SCO g), in the rotor 5, the gas and liquid phases are separated, the liquid phase is directed outward in the radial direction through 5 into the chamber 8, and from there the gas pipe The phase is directed inward in the radial direction through the rotor 5 and retracted: side coarse 12.

В устройстве, показанном на фиг.З,- ро- гор 5 смонтирован на валу 6 с помощью приспособлени , которое служит дл  его вращени . Верхн   часть 15 ротора 5 образована кольцевой совокупностью отверстий 16 и фланцем 47. Ротор 5 расположен пооси з утри цилиндрического резервуара 7, образующего камеру 8, и оснащен подвод щей трубой 9, отводной трубой 11 дл In the device shown in Fig. 3, the horizon 5 is mounted on the shaft 6 by means of a device that serves to rotate it. The upper part 15 of the rotor 5 is formed by an annular set of holes 16 and a flange 47. The rotor 5 is located at the center of the cylindrical tank 7, forming the chamber 8, and is equipped with a feed pipe 9, an outlet pipe 11

0 отвода жидкой фазы и отводной трубой 12 дл  отвода газовой фазы с фланцевым основанием 18 и лабиринтным уплотнением 19. Ротор 5 может представл ть кольцевой элемент , изготовленный из металлической ске5летной гены Ретимет, или может состо ть из группы параллельных кольцевых дисков MW; конусов. 8 процессе работы газ, содержащий небольшой объемный процент жидкой Фазы, подаетс  по подвод щей трубе 90 discharge of the liquid phase and a branch pipe 12 for removal of the gas phase with a flange base 18 and a labyrinth seal 19. The rotor 5 may be an annular element made of metal skeletal Retimetric genes, or may consist of a group of parallel annular discs MW; cones. During the process of operation, gas containing a small volume percent of the liquid Phase is supplied through a supply pipe 9

П и через отверсти .16 к ротору 5. Внутри ротора 5 происходит разделение газа и жидкости , при этом жидка  фаза направл етс  наружу через ротор 5 в камеру 8 и оттуда отводитс  отводной трубой 11, а газова P and through the openings .16 to the rotor 5. Inside the rotor 5, gas and liquid are separated, the liquid phase is directed outward through the rotor 5 into chamber 8 and from there is withdrawn by the outlet pipe 11

6фазз направл етс  внутрь через ротор и отводитс  отводной трубой 12.The 6 phase is guided inward through the rotor and is retracted by the outlet pipe 12.

На фиг.4 изображен ротор 5, включающий основание 20, цилиндрическую на0 ручную стечку 21, цилиндрическую заутреннюю стенку 22 и кольцевую верхнюю часть 15, смонтированный на валу 6. В нижней части цилиндрической наружной отенки 21 имеютс  отверсти  23, а в нижнейFig. 4 shows a rotor 5 comprising a base 20, a cylindrical, 0 manual drain 21, a cylindrical inner wall 22 and an annular upper part 15 mounted on the shaft 6. In the lower part of the cylindrical outer envelope 21 there are holes 23, and in the lower part

5 части внутренней стенки 22 - отверсти  24. Приспособление 25 дл  отвода жидкости в зиде уплотнительного кольца смонтировано с наружной стороны цилиндрической наружной стенки 21. Верхн   часть 15 ротора5 parts of the inner wall 22 are openings 24. A device 25 for draining the liquid in the zide of the sealing ring is mounted on the outer side of the cylindrical outer wall 21. The upper part 15 of the rotor

0 5 образована совокупностью отверстий 16 и фланцем 17. Симметрично оси вращени  ротора 5 и внутри этого ротора смонтирован кольцевой проницаемый элемент 26, изготовленный из проницаемого материала (ме5 таллической скелетной пены Ретимет). В устройстве предусмотрены лабиринтные уплотнени  13м 19 и механическое уплотнение 14. В процессе работы жидка  фракци  сырой нефти подаетс  по подвод щей трубе0 5 is formed by a set of holes 16 and a flange 17. Symmetrically to the axis of rotation of the rotor 5 and inside this rotor an annular permeable element 26 is mounted, made of permeable material (metal skeletal Retimetric foam). A labyrinth seal 13 m 19 and a mechanical seal 14 are provided in the device. During operation, the liquid fraction of crude oil is supplied through a feed pipe.

0 9 и через отверсти  16 - к проницаемому цементу 26, В порах проницаемого элемента происходит разделение водной фазы и жидкой органической фазы под действием центробежной силы, создаваемой в ре5 зулыате вращени  ротора. Водна  фаза направл етс  наружу через отверсти  в проницаемом элементе и через отверсти  1 и уплотнитзльное кольцо 25 попадает в 8, а затем огаодитс  отводной трубой 11.0 9 and through the openings 16 to the permeable cement 26. In the pores of the permeable element, the aqueous phase and the liquid organic phase are separated by the centrifugal force generated in the effective rotor of the rotor. The aqueous phase is directed outward through the holes in the permeable element and through the holes 1 and the sealing ring 25 enters 8, and then is expelled by the discharge pipe 11.

Органическа  фаза направл етс  внутрь через поры проницаемого элемента 4, отводитс  через отверсти  24 и по отводной трубе 12.The organic phase is directed inward through the pores of the permeable element 4, discharged through the openings 24 and through the drain pipe 12.

На фиг.5 изображена подача сырой неф- ти из усть  скважины к одному или обоим газоотделител м, в которых происходит процесс разделени  по предлагаемому способу и которые могут иметь форму устройства , показанного на фиг,2. Сыра  нефть, содержаща  большую или меньшую часть удаленного газообразного компонента, выводитс  из ротора и поступает в следующую ступень, в то врем , как отделенный газообразный компонент удал етс  отдельно, на- пример, в хранилище топливного газа или в трубу факела. Вслед за отделением газа сыра  нефть направл етс  в отделители жидкости , в которых происходит дальнейший процесс разделени  по предлагаемому спо- собу и которые могут иметь форму устройства , изображенного на фиг.4. Водна  фаза из отделителей жидкости может выбрасыватьс , например, в море или использоватьс  дл  закачивани  в нагнетательные скважи- ны. Органическа  жидкость из отделителей жидкости может направл тьс  в соответствующее хранилище либо подаватьс  в танкер или нефтепровод. Создание двух независимых параллельных разделительных линий обеспечивает широкий диапазон рабочих параметров и позвол ет эксплуатировать одну линию во врем  останова второй, например, дл  проведени  технического обслуживани .Fig. 5 shows the supply of crude oil from the wellhead to one or both gas separators, in which the separation process of the proposed method takes place and which may be in the form of the device shown in Fig. 2. Crude oil, containing more or less of the removed gaseous component, is withdrawn from the rotor and goes to the next stage, while the separated gaseous component is removed separately, for example, into the fuel gas storage or into the flare tube. Following the separation of the raw gas, the oil is sent to the liquid separators, in which the further separation process takes place according to the proposed method and which may take the form of the device shown in Fig. 4. The aqueous phase from the liquid separators may be thrown, for example, into the sea or used for injection into injection wells. The organic liquid from the liquid separators can be sent to an appropriate storage or fed to a tanker or oil pipeline. The creation of two independent parallel dividing lines provides a wide range of operating parameters and allows one line to be operated during the shutdown of the second, for example, for maintenance.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ отделени  по крайней мере одного компонента ископаемого топлива, содержащего множество фаз различной плотности, заключающийс  в подаче и пропускании ископаемого топлива через разделительное устройство в виде вращающегос  ротора, где оно подвергаетс  воздействию центробежной силы так, что фазу с большей плотностью перемещают наружу относительно оси вращени  ротора, а фазу с меньшей плотностью перемещают в радиальном направлении внутрь относительно оси вращени  ротора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности отделени , ископаемое топливо подают в ротор под давлением, превышающим атмосферное , и пропускают через проницаемый элемент , наход щийс  в роторе.Claims method of separating at least one component of fossil fuel containing a plurality of phases of different density, consisting in supplying and passing fossil fuel through a separation device in the form of a rotating rotor, where it is subjected to centrifugal force so that the phase with a higher density is moved outward about the axis rotation of the rotor, and the phase with a lower density is moved in the radial direction inwards relative to the axis of rotation of the rotor, characterized in that, in order to increase tim separation efficiency, a fossil fuel is supplied to the rotor under pressure above atmospheric, and passed through the permeable element, finding schiys in the rotor. Фиг.11 - -,-J - -, - J .. 11eleven Фив.2Thebes.2 Фи&ЗFi & W // 1212 ЈJ 1313 ж.;, i...Well.;, i ... fefe {-С-ищьЛ ЬЬЫ ЫЬЬ ЛЛА{-S-searchLAND LYB LL ПP 19nineteen 15 / ХЙ115 / ХЙ1 ./. /УН./. / UN Й/&4Th / & 4 ГазоЬый компонентGas component Напорный pejeplyapPressure headjob 4i4i   ЧH 0ptomm0ptomm