СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2007 года по МПК E21B43/38 

Изобретение относится к области газонефтедобычи, в частности к разделению эмульсии из двух несмешивающихся жидкостей с различной плотностью, и может найти применение для разделения воды и нефти в сепарационной камере, установленной в не эксплуатируемой на данный момент скважине, и очистки воды для закачки ее в пласт.

Известна сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода водонефтяной эмульсии и отвода воды и нефти, при этом колонна расположена в скважине, трубопровод подвода водонефтяной эмульсии подсоединен тангенциально к верхней части колонны, нижняя часть колонны открыта, трубопровод отвода нефти, выполненный в виде трубы меньшего диаметра, чем колонна, расположен внутри колонны, а трубопровод отвода воды присоединен к устью скважины. Оси колонны и трубопровода отвода нефти выполнены совпадающими или параллельными, трубопровод отвода воды и отвода нефти оснащены регулирующими устройствами [Патент РФ №2252312, кл. Е 21 В 43/38, опубл. Бюл. №14, 2005 г.].

Недостатком устройства является то, что не обеспечивается эффективное разделение водонефтяной эмульсии, в частности, не обеспечивается достаточно эффективная очистка воды - часть капель нефти увлекается с водой. Разделение происходит в ограниченном кольцевом пространстве, вследствие чего нет условий для очистки воды, а именно для выпадения мехпримесей.

Наиболее близкой к заявляемой является сепарационная установка, содержащая расположенную скважине открытую снизу колонну (сепарационную камеру) с трубопроводом подвода газоводонефтяной эмульсии, подсоединенным тангенциально к верхней части колонны, с трубопроводом отвода нефти, выполненным в виде трубы меньшего диаметра, чем колонна, и расположенным внутри колонны соосно с ней, и трубопроводом отвода второй фазы - воды, присоединенным к устью скважины. При этом скважина заглушена башмаком с цементной заглушкой для исключения притока пластовой воды в скважину (Патент GB №2203062, кл. В 01 Д 19/00, 12.10.1988).

Недостатком устройства является невысокая степень очистки воды при разделении водонефтяной эмульсии в сепарационной камере, так как при тангенциальном вводе водонефтяной эмульсии эффект закручивания не поддерживается по всей кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью сепарационной камеры и поверхностью трубопровода отвода воды. Недостатком является также то, что при разделении водонефтяной эмульсии используется ограниченное кольцевое пространство, в котором не обеспечиваются условия для окончательного разделения нефти и воды, а высокая скорость подъема воды в кольцевой полости при отводе воды по трубопроводу, присоединенному к устью скважины, не обеспечивает выпадение мехпримесей из воды.

Технический результат - повышение степени очистки воды, отводимой из скважины, подготовка воды в сепарационной камере для закачки в пласт, снижение затрат на перекачку балластной воды, добываемой с нефтью.

Указанный технический результат достигается тем, что в сепарационной установке, содержащей установленную в скважине открытую снизу сепарационную камеру с трубопроводом подвода водонефтяной эмульсии, подсоединенным к верхней части камеры, трубопроводы отвода нефти и воды, особенность заключается в том, что по высоте камеры, на расстоянии, равном 8-10 диаметрам камеры, размещен ряд завихрителей, выполненных в виде лопастей, при этом лопасти последующего ряда завихрителя размещены со смещением относительно лопастей завихрителя предыдущего ряда, трубопровод отвода нефти присоединен к устью скважины, а трубопровод отвода воды установлен внутри камеры соосно с ней по длине, соответствующей длине скважины, кроме того, нижний конец трубопровода отвода воды выполнен конусом, на поверхности которого выполнены щелевые прорези.

Размещение по высоте камеры, на расстоянии, равном 8-10 диаметрам камеры, ряда завихрителей, выполненных в виде лопастей, при котором лопасти последующего ряда размещены со смещением относительно лопастей завихрителя предыдущего ряда, способствует интенсивному закручиванию потока, и действию центробежных сил, вследствие чего происходит разделение потока на нефть и воду. Вода проходит через образовавшийся гидрофобный слой, в котором происходит укрупнение капель нефти и задержка их в слое нефти, и попадает в кольцевую полость, объем которой увеличивается в десятки раз на всю длину скважины. При этом после предварительного разделения увеличивается время для окончательного разделения нефти и воды и гравитационного осаждения мехпримесей, содержащихся в отделенной воде.

Выполнение на конической поверхности трубопровода отвода воды щелевых прорезей обеспечивает плавный отбор очищенной воды и предотвращает попадание мехпримесей с водой.

На чертеже изображена предлагаемая сепарационная установка.

Сепарационная установка содержит расположенную в скважине 1 открытую снизу сепарационную камеру 2. К верхней части камеры 2 присоединен трубопровод подвода водонефтяной эмульсии 3. По высоте камеры 2, на расстоянии, равном 8-10 диаметрам камеры, размещен ряд завихрителей, выполненных в виде лопастей 4, при этом лопасти последующего завихрителя размещены со смещением относительно лопастей завихрителя предыдущего ряда. Трубопровод отвода нефти 5 присоединен к устью скважины. Внутри камеры 2 соосно с ней расположен трубопровод отвода воды 6 по длине, соответствующей длине камеры 2. Нижний конец трубопровода отвода воды 6 выполнен конусом, на поверхности которого выполнены щелевые прорези 7. Скважина заглушена снизу пакером 8 для исключения притока пластовой воды в скважину.

Сепарационная установка работает следующим образом.

Водонефтяная эмульсия по трубопроводу подвода 3 поступает в верхнюю часть сепарационной камеры 2, в которой эмульсия закручивается по кольцевой полости, образованной внутренней поверхностью камеры 2 и наружной поверхностью трубопровода отвода воды 6 за счет завихрителей, выполненных в виде лопастей, размещенных по высоте камеры 2. Под действием центробежных сил происходит разделение эмульсии на нефть и воду. Вода движется вниз внутри камеры, мехпримеси оседают на дно скважины, а очищенная вода проходит через щелевые прорези и выводится из скважины для дальнейшей закачки в пласт.

Установка применима на промыслах для очистки воды от нефти и мехпримесей и последующей закачки ее в пласт.

Изобретение относится к области газонефтедобычи, в частности к разделению эмульсии из двух несмешивающихся жидкостей с различной плотностью, и может найти применение для разделения воды и нефти в сепарационной камере, установленной в не эксплуатируемой на данный момент скважине, и очистки воды для закачки ее в пласт. Обеспечивает повышение степени очистки воды, отводимой из скважины, подготовку воды в сепарационной камере для закачки в пласт, снижение затрат на перекачку балластной воды, добываемой с нефтью. Сущность изобретения: сепарационная установка содержит установленную в скважине открытую снизу сепарационную камеру с трубопроводом подвода водонефтяной эмульсии, присоединенным к верхней части камеры, трубопроводы отвода воды и нефти. Согласно изобретению по высоте камеры, на расстоянии, равном 8-10 диаметрам камеры, размещен ряд завихрителей, выполненных в виде лопастей. Лопасти последующего ряда завихрителя размещены со смещением относительно лопастей завихрителя предыдущего ряда. Трубопровод отвода нефти присоединен к устью скважины. Трубопровод отвода воды установлен внутри камеры соосно с ней по длине, соответствующей длине скважины. Нижний конец трубопровода отвода воды выполнен конусом, на поверхности которого выполнены щелевые прорези. 1 ил.

Сепарационная установка, содержащая установленную в скважине открытую снизу сепарационную камеру с трубопроводом подвода водонефтяной эмульсии, присоединенным к верхней части камеры, трубопроводы отвода воды и нефти, отличающаяся тем, что по высоте камеры на расстоянии, равном 8-10 диаметрам камеры, размещен ряд завихрителей, выполненных в виде лопастей, при этом лопасти последующего ряда завихрителя размещены со смещением относительно лопастей завихрителя предыдущего ряда, трубопровод отвода нефти присоединен к устью скважины, трубопровод отвода воды установлен внутри камеры соосно с ней по длине, соответствующей длине скважины, кроме того, нижний конец трубопровода отвода воды выполнен конусом, на поверхности которого выполнены щелевые прорези.