ОТСТОЙНИК ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩЕЙ ПЛАСТОВОЙ ВОДЫ Российский патент 2003 года по МПК B01D17/02 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для очистки от нефти пластовой воды, извлекаемой вместе с добываемой нефтью.

Известен отстойник с жидкостным гидрофобным фильтром для очистки пластовых вод. Конструкция такого отстойника включает емкость, подводящий загрязненную воду трубопровод с распределителем, находящимся выше уровня раздела "нефть - вода", т.е. в слое нефти, трубопроводы для отвода отделенной нефти и очищенной воды, регуляторы уровня раздела фаз. В таком отстойнике слой нефти, находящийся на поверхности воды, служит гидрофобным слоем, способствует улавливанию капель нефти, когда через этот слой проходит загрязненная вода (Тронов В.П. Промысловая подготовка нефти. - М.: Недра, 1977, с 133).

Недостатком такого отстойника является то, что не используется вся поверхность гидрофобного слоя, т.к. не удается распределить подаваемую воду на всю поверхность этого слоя, вследствие чего отстойник используется не эффективно.

Наиболее близким к заявленному изобретению является отстойник с жидкостным гидрофобным слоем для очистки нефтесодержащей пластовой воды, включающий корпус в виде горизонтальной цилиндрической емкости, трубопровод с распределителем воды для ввода загрязненной (нефтесодержащей пластовой) воды, расположенным выше уровня раздела нефть - вода (в гидрофобном слое), трубопроводы для отвода отделенной нефти и очищенной воды, регулятор уровня раздела фаз, при этом отстойник снабжен вертикальными перегородками, разделяющими емкость на отсеки, соединенные друг с другом последовательно трубопроводами с распределителями воды в гидрофобном слое нефти, перегородки выполнены снизу глухими, а верхние их края не доходят до верха емкости и расположены ступенчато с размещением на ступеньках гидрофобного слоя (патент РФ 2094081, кл. В 01 D 17/028, БИ 4, 1999 г.).

Отстойник обладает следующими недостатками.

1. Отсутствуют условия для четкого разделения фаз, а именно выход воды из распределителя происходит выше границы раздела фаз "нефть - вода" на 25-30 см, что приводит к загрязнению воды и увлечению нефти из гидрофобного слоя.

2. Гидравлика перетока не обеспечивает поступление воды из одного отсека в другой.

3. Переток нефтяной части из одного отсека в другой не позволяет четко сохранять гидрофобный слой и тем самым обеспечить эффективное разделение нефтесодержащей пластовой воды.

4. Громоздкость, большая металлоемкость корпуса отстойника. Предлагаемая конструкция отстойника позволяет устранить указанные недостатки.

Задача изобретения - обеспечение эффективной очистки нефтесодержащей воды.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения - увеличение диапазона изменения уровня раздела фаз по высоте и повышение скорости водяного потока, что способствует эффективной очистке нефтесодержащей пластовой воды.

Поставленная задача решается тем, что отстойник для очистки нефтесодержащей пластовой воды, включающий корпус, снабженный перегородками, ограничивающими гидрофобный слой, трубопровод с распределителем воды для ввода нефтесодержащей пластовой воды, трубопроводы для отвода отделенной нефти и очищенной воды, регулятор уровня раздела фаз "нефть - вода", при этом корпус отстойника выполнен в виде двух наклонных цилиндрических труб, расположенных одна к другой под углом и соединенных в верхней части горизонтальной трубой, посередине горизонтальной трубы установлен трубопровод с распределителем воды для ввода потока исходной воды, который выполнен в виде перфорированной трубы с прорезями, причем прорези расположены в верхней ее части. Распределитель потока помещен в отсек, ограниченный двумя вертикальными перегородками. В верхней части отстойного водяного отсека установлен колпак для сбора выделившегося газа и отстоявшейся нефти, который соединен газоуравнительной линией с отсеком гидрофобного слоя и снабжен трубопроводом для отвода нефти и газа. Первый и второй отстойные водяные отсеки соединены между собой трубопроводом. Колпак оснащен датчиком уровня раздела фаз "нефть - вода" и "газ - нефть". Кроме того, внутри обеих наклонных труб параллельно их стенкам размещен пакет параллельных пластин, установленный на шарнирах с возможностью их поворота с помощью поворотного механизма. Пакет снабжен трубопроводом для удаления мехпримесей.

Выполнение корпуса отстойника в виде двух наклонных труб, расположенных одна к другой под углом и соединенных в верхней части горизонтальной трубой, позволяет увеличить диапазон изменения уровня раздела фаз по высоте и повысить скорость водяного потока, что способствует эффективной очистке нефтесодержащей пластовой воды.

Расположение в перфорированной трубе прорезей в верхней ее части дает возможность вытекающей струе воды распадаться на более мелкие струи и капли воды, что позволяет повысить эффективность очистки, увеличить массообмен нефти, находящейся в воде, с гидрофобным слоем.

Размещение колпака для сбора выделившегося газа и отстоявшейся нефти в верхней части отстойного водяного отсека позволяет отводить нефть и свободный газ.

Размещение пакета параллельных пластин, установленного на шарнирах с возможностью их поворота и снабженного трубопроводом для удаления мехпримесей, позволяет удалять мехпримеси без перемешивания их с очищенной водой и осуществлять их промывку без остановки работы отстойника.

На чертеже представлен заявленный отстойник.

Отстойник для очистки нефтесодержащей пластовой воды содержит корпус, выполненный в виде двух наклонных цилиндрических труб 1, расположенных одна к другой под углом и соединенных в верхней части горизонтальной трубой, посередине горизонтальной трубы установлен трубопровод 2 с распределителем потока 3 исходной воды, выполненным в виде перфорированной трубы с прорезями 4, причем прорези расположены в верхней ее части. Распределитель потока 3 помещен в отсек, ограниченный двумя вертикальными перегородками 5. В верхней части отстойного водяного отсека установлен колпак 6 для сбора выделившегося газа и отстоявшейся нефти, который соединен газоуравнительной линией 7 с отсеком гидрофобного слоя и снабжен трубопроводом для отвода нефти и газа 8. Первый и второй отстойные водяные отсеки соединены между собой трубопроводом 9. Колпак 6 оснащен датчиком уровня раздела фаз "нефть - вода" и "газ - нефть" 10, соединенным с регулирующим клапаном 11. Внутри обеих наклонных труб 1 параллельно их стенкам размещен пакет параллельных пластин 12, установленный на шарнирах с возможностью поворота с помощью поворотного механизма 13 и снабженный трубопроводом для удаления мехпримесей 14. Вода отводится по трубопроводу 15.

Отстойник работает следующим образом.

Нефтесодержащая пластовая вода подается в отстойник через трубопровод 2 с распределителем потока 3 исходной воды, установленным в гидрофобном слое. В гидрофобном слое нефть способствует улавливанию капель нефти пластовой воды. При этом происходит укрупнение капель нефти и задержка их в слое нефти, чем достигается эффект полной очистки пластовой воды при прохождении ее через слой нефти. Сбор выделившегося газа и отстоявшейся нефти в верхней части отстойного водяного отсека производится в колпаке 6. Сюда же по газоуравнительной линии 7 отводится свободный газ из отсека гидрофобного слоя. Для поддержания одинакового уровня газа и нефти первый и второй отстойные водяные отсеки соединены между собой трубопроводом 9. Уровень раздела фаз "нефть - вода" и "газ - нефть" в колпаке контролируется датчиком 10, соединенным с регулирующим клапаном 11. Отбор нефти и газа осуществляется через трубопровод 8, а очищенная вода перетекает по наклонным трубам, где, проходя пакет параллельных пластин 12, подвергается очистке от мехпримесей и отводится через трубопровод 15. Мехпримеси удаляются с помощью поворотного механизма 13 через трубопровод 14.

Использование предлагаемой конструкции отстойника позволит:
- значительно повысить эффективность очистки нефтесодержащих пластовых вод за счет конструктивного исполнения отстойника в виде двух наклонных цилиндрических труб, расположенных одна к другой под углом и соединенных в верхней части горизонтальной трубой, что обеспечивает повышение скорости очистки пластовой воды от нефти;
- обеспечить отвод свободного газа и уловленной нефти за счет установки колпака в верхней части отстойного водяного отсека;
- сохранять уровень гидрофобного слоя постоянным;
- упростить удаление мехпримесей;
- улучшить условия движения очищенной воды и тем самым повысить скорость очистки;
- обеспечить равномерное распределение потока очищаемой от нефти воды при движении через поверхность раздела за счет выполнения распределителя потока в виде перфорированной трубы с прорезями в верхней ее части;
- уменьшить металлоемкость, громоздкость конструкции отстойника и тем самым снизить капитальные затраты на его изготовление.

Конструкция отстойника промышленно применима, т.к. все узлы и детали его выпускаются промышленностью.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для очистки от нефти пластовой воды, извлекаемой вместе с добываемой нефтью. Отстойник содержит корпус, снабженный перегородками, ограничивающими гидрофобный слой, трубопровод с распределителем воды, трубопроводы для отвода отделенной нефти и очищенной воды, регулятор уровня раздела фаз "нефть - вода". Корпус выполнен в виде двух наклонных цилиндрических труб, расположенных под углом и соединенных в верхней части горизонтальной трубой. Посередине горизонтальной трубы установлен трубопровод с распределителем воды в виде перфорированной трубы с прорезями. На конечном участке отстойного водяного отсека установлен колпак для сбора выделившегося газа и отстоявшейся нефти, газоуравнительная линия соединена с отсеком гидрофобного слоя и служит для отвода свободного газа в колпак. Внутри обеих наклонных труб параллельно их стенкам размещен пакет параллельных горизонтальных пластин, установленный на шарнирах с возможностью их поворота. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Отстойник для очистки нефтесодержащей пластовой воды, включающий корпус, снабженный вертикальными перегородками, ограничивающими гидрофобный слой, трубопровод с распределителем воды для ввода нефтесодержащей пластовой воды, трубопроводы для отвода отделенной нефти и очищенной воды, регулятор уровня раздела фаз "нефть - вода", отличающийся тем, что корпус отстойника выполнен в виде двух наклонных цилиндрических труб, расположенных одна к другой под углом и соединенных в верхней части горизонтальной трубой, посередине горизонтальной трубы установлен трубопровод с распределителем потока, который выполнен в виде перфорированной трубы с прорезями и помещен в отсек, ограниченный двумя вертикальными перегородками, причем в верхней части отстойного водяного отсека установлен колпак для сбора выделившегося газа и отстоявшейся нефти, который соединен газоуравнительной линией с отсеком гидрофобного слоя и снабжен трубопроводом для отвода нефти и газа, а первый и второй отстойные водяные отсеки соединены между собой трубопроводом, колпак оснащен датчиком уровня раздела фаз "нефть - вода" и "газ - нефть", кроме того, внутри обеих наклонных труб параллельно их стенкам размещен пакет параллельных пластин, установленный на шарнирах с возможностью их поворота с помощью поворотного механизма и снабженный трубопроводом для удаления мехпримесей. 2. Отстойник по п. 1, отличающийся тем, что в перфорированной трубе прорези расположены в верхней ее части.