СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2004 года по МПК B01D19/00 

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

Известна трубная наклонная установка для сброса воды, включающая наклонную колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси, успокоитель потока и отвода газа, нефти и воды. При поступлении продукции на установку газ по перемычкам из успокоителя потока и наклонной колонны поступает в газовый трубопровод, вода отводится из нижней части колонны, нефть - из верхней части в нефтепровод, где вновь соединяется с газом. (Нефтяное хозяйство, №4, 1992, с.35-36).

Недостатком установки является то, что в ней отсутствуют условия для четкого разделения трех фаз: газа, нефти и воды, т.к. изначально предусматривается частичный отбор свободной воды (60-80%) от потенциального ее количества, выделившегося из эмульсии, а также возврат газа в нефть на выходе разделителя.

Наиболее близкой к заявляемой является 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. Внутри колонны установлены датчики уровня газ - нефть и нефть - вода. (Патент РФ №2119372, кл. B 01 D 19/00, 1998).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании установки, относится 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 отделению воды.

Недостатком является также то, что вместе с газожидкостной смесью в сепарационную установку попадают твердые частицы - мехпримеси, которые затем поступают в товарную нефть.

Технический результат - повышение эффективности разделения продукции нефтяных скважин за счет снижения скорости течения газожидкостной смеси, предотвращения пульсации и вторичного перемешивания фаз и предотвращение попадания мехпримесей в товарную нефть.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная сепарационная установка, включающая наклонную колонну, снабженную в верхней части газосборником и разделенную на нефтеотстойную и водоотстойную секции трубопроводом подвода газожидкостной смеси, распределитель потока, трубопроводы отвода газа, нефти и воды, при этом трубопровод подвода газожидкостной смеси состоит из восходящего трубопровода, успокоительного горизонтального трубопровода, расположенного выше верхней точки наклонной колонны с фильтром, размещенным вдоль ее оси и снабженного газосборником, нисходящего трубопровода и горизонтального трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, который размещен над распределителем потока, выполненным в виде просечно-вытяжного листа с бортами и установленным горизонтально, дополнительно снабжена трубным расширителем, который соединен с восходящим трубопроводом и содержит газосборник, кроме того, трубный расширитель, горизонтальный участок ввода газожидкостной смеси и наклонная колонна снабжены пескоуловителями, соединенными с единым сборным коллектором мехпримесей. Пескоуловители снабжены трубкой для размыва мехпримесей и оснащены завихрителями.

Расположение успокоительного горизонтального трубопровода выше верхней точки колонны позволяет создать напорный режим газожидкостной смеси в наклонной колонне и тем самым предотвратить пульсацию и снизить скорость газожидкостного потока.

Выполнение трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну после нисходящего трубопровода горизонтальным способствует снижению скорости водонефтяной смеси и создает благоприятные условия для ее расслоения, предотвращает пульсацию и вторичное перемешивание фаз. Это позволит повысить эффективность разделения газожидкостной смеси на газ, нефть и воду.

Выполнение распределителя потока в виде просечно-вытяжного листа и установление его горизонтально способствует равномерному распределению воды на его поверхности и плавное перетекание ее через просечки в водоотстойную секцию наклонной колонны.

Снабжение установки трубным расширителем и соединение его с восходящим трубопроводом подвода газожидкостной смеси предотвратит возможные пробковые формы течения газа и жидкости, которые вызывают наведенные пульсации и возмущения потока в подводящем трубопроводе. Отсутствие пульсации обеспечит спокойные условия отвода газа из трубного расширителя, а наличие пескоуловителей предотвратит попадание мехпримесей в разделяемый газожидкостной поток.

На чертеже показана сепарационная установка.

Сепарационная установка включает наклонную колонну 1, снабженную в верхней части газосборником 2 и разделенную на водоотстойную 3 и нефтеотстойную 4 секции трубопроводом подвода газожидкостной смеси. Трубопровод подвода газожидкостной смеси состоит из восходящего трубопровода 5, успокоительного горизонтального трубопровода 6, расположенного выше верхней точки наклонной колонны 1 и снабженного газосборником 7, нисходящего трубопровода 8 и трубопровода ввода газожидкостной смеси 9 в наклонную колонну. Трубопровод ввода газожидкостной смеси 9 выполнен горизонтально и размещен над распределителем потока 10, выполненным в виде просечно-вытяжного листа с бортами 11 и установленным горизонтально. Установка дополнительно снабжена трубным расширителем 12, который соединен с восходящим трубопроводом 5 подвода газожидкостной смеси и содержит газосборник 13. Верхняя точка наклонной колонны 1 расположена выше уровня нефти в буферной емкости 14. Колонна 1 оснащена датчиком уровня раздела фаз нефть - вода 15 и клапаном 16 на трубопроводе отвода воды 17. Колонна 1 снабжена фильтром 18, расположенным вдоль ее оси, а также трубопроводом отвода нефти 19 из наклонной колонны 1, выполненным в виде вертикального стояка, входной конец которого размещен в нефтеотстойной секции 4, а выход соединен с буферной емкостью 14. Нефть из буферной емкости 14 выводится по трубопроводу 20. На линии отвода газа 21 установлен датчик давления 22, соединенный с клапаном 23, а на уровне раздела фаз нефть-газ в буферной емкости 14 размещен датчик 24, соединенный с клапаном 25, установленным на трубопроводе отвода нефти 20. Трубный расширитель 12, горизонтальный участок трубопровода 9 ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну 1 и наклонная колонна 1 снабжены пескоуловителями 26, которые соединены патрубками с единым сборным коллектором мехпримесей 27. Для обеспечения прохождения мехпримесей через патрубки пескоуловителей 26 каждый из них снабжен трубками для размыва 28 и оснащен завихрителем 29.

Установка работает следующим образом.

Продукция нефтяных скважин - газожидкостная смесь - поступает в трубный расширитель 12, где отводится значительная часть газового потока, скопившегося в газосборнике 13. После отвода основной части свободного газа скорость течения водостойкой эмульсии снижается, вследствие чего создаются условия для ее выравнивания и расслоения. Расслоившаяся водонефтяная смесь после успокоительного горизонтального 6 и нисходящего 8 трубопроводов поступает в горизонтальный трубопровод 9 ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну 1, где смесь попадает на распределитель потока 10, выполненный в виде просечно-вытяжного листа с бортами 11 и размещенный горизонтально, и разделяется на газ, нефть и воду. Положение границы раздела фаз нефть - вода контролируется датчиком 15 и регулируется клапаном 16 на линии отвода воды 17. Отстоявшаяся нефть выводится из наклонной колонны 1 по трубопроводу, выполненному в виде вертикального стояка 19, входной конец которого размещен в нефтеотстойной секции 4, а выход соединен с буферной емкостью 14. Отвод нефти по трубопроводу контролируется датчиком 24 и регулируется клапаном 25. Газовый поток, отводимый из газосборников 13, 7 и 2, соединяется с газом, выделившимся из буферной емкости 12, и отводится по линии отвода газа 21 к потребителю. Вода, отстоявшаяся от частиц нефти и мехпримесей, проходит через фильтр 18 и выводится через трубопровод 17 из нижней части колонны 1. Давление на трубопроводе отвода газа контролируется датчиком 22 и регулируется клапаном 23. Через пескоуловитель 26 трубного расширителя 12 и пескоуловители 26, расположенные на горизонтальном участке трубопровода подвода 9 газожидкостной смеси и наклонной колонне 1, отводятся мехпримеси. Мехпримеси, выведенные из пескоуловителей 26, собираются в единый сборный коллектор отвода мехпримесей 27 и затем удаляются. Для обеспечения прохождения мехпримесей, уловленных в пескоуловителях 26, в трубку для размыва 28 подают воду, этот размытый поток проходит завихритель 29, предотвращая забивание пескоуловителей 26.

Установка промышленно применима, так как все узлы и детали выпускаются промышленностью.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для разделения продукции нефтяных скважин на газ, нефть и воду. Установка содержит наклонную колонну, снабженную в верхней части газосборником и разделенную на нефтеотстойную и водоотстойную секции трубопроводом подвода газожидкостной смеси, состоящим из восходящего трубопровода, успокоительного горизонтального трубопровода, расположенного выше верхней точки наклонной колонны и снабженного газосборником, нисходящего трубопровода и трубопровода ввода газожидкостной смеси в наклонную колонну, который выполнен горизонтально и размещен над распределителем потока в виде горизонтального просечно-вытяжного листа с бортами. Установка дополнительно снабжена трубным расширителем, который соединен с восходящим трубопроводом и содержит газосборник, и пескоуловителями, соединенными с единым сборным коллектором мехпримесей. Технический результат состоит в повышении эффективности разделения продукции нефтяных скважин. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сепарационная установка, содержащая наклонную колонну, снабженную в верхней части газосборником и разделенную на нефтеотстойную и водоотстойную секции трубопроводом подвода газожидкостной смеси, распределитель потока, трубопроводы отвода газа, нефти и воды, отличающаяся тем, что трубопровод подвода газожидкостной смеси состоит из восходящего трубопровода, успокоительного горизонтального трубопровода, расположенного выше верхней точки наклонной колонны с фильтром, размещенным вдоль ее оси, и снабженного газосборником, нисходящего трубопровода и горизонтального трубопровода ввода газожидкостной смеси, при этом горизонтальный трубопровод размещен над распределителем потока, выполненным в виде просечно-вытяжного листа с бортами и установленным горизонтально, дополнительно установка снабжена трубным расширителем, который соединен с восходящим трубопроводом и содержит газосборник, кроме того, трубный расширитель, горизонтальный участок трубопровода подвода газожидкостной смеси и наклонная колонна снабжены пескоуловителями, соединенными с единым сборным коллектором мехпримесей.2. Сепарационная установка по п.1, отличающаяся тем, что пескоуловители снабжены трубкой для размыва мехпримесей и оснащены завихрителями.