СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2015 года по МПК B01D17/25 B01D19/00 E21B43/34 

Заявляемое изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду.

Известна сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода водонефтяной эмульсии и отвода нефти, воды и газа, при этом колонна выполнена наклонной, подводящий трубопровод соединен с наклонной колонной на расстоянии, равном 0,2-0,25 длины колонны, а нижняя ее часть снабжена трубопроводом для сброса свободной воды, соединенным с газоотводящим коллектором, колонна расположена на поверхности (Авторское свидетельство СССР №1482932, МПК⁷ B01D 19/00, опубл. 23.06.1989 г.).

Недостатком данной установки является недостаточная интенсивность процесса сепарации газожидкостной смеси, так как она способна разделять водонефтяную эмульсию на нефть и воду при сравнительно небольшом содержании воды.

Известна сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, при этом колонна выполнена наклонной и содержит нефтеотстойную и водоотстойную секции, трубопровод подвода газожидкостной смеси оснащен успокоителем потока и газоотделителем, нефтеотстойная секция в месте подвода газожидкостной смеси установлена под углом к водоотстойной секции, причем угол наклона первой больше угла наклона второй, трубопровод подвода газожидкостной смеси выполнен с возможностью двухпоточного ввода газожидкостной смеси в виде распределителя потоков, входные концы которого размещены в водоотстойной и нефтеотстойной секциях (Патент РФ №2119372, МПК B01D 19/00, опубл. 27.09.1998 г.).

Недостатком данной установки является недостаточная интенсивность процесса сепарации газожидкостной смеси, так как в ней не предусмотрена полость для сбора и отвода газа, и поэтому нефтеотстойная секция не полностью заполнена сырой нефтью, что уменьшает эффективность ее использования для сепарации.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому объекту является сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, при этом колонна выполнена составной из соединенных между собой двух и более секций, каждая из которых содержит прямолинейный участок трубы, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды соединены с секциями патрубками подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды, а выводы патрубков отвода нефти и воды соединены соответственно с нефтеотстойными и водоотстойными участками секций, нижний конец каждой секции заглушен, при этом диаметры секций выполнены равными или неравными, углы наклона секций выполнены равными или неравными, у которой колонна выполнена составной из соединенных между собой секций, секции соединены между собой вершинами напрямую или через рабочую камеру (Патент РФ №2285555, МПК B01D 19/00, опубл. 20.06.2006 г.).

Недостатком данной установки является недостаточная интенсивность процесса сепарации газожидкостной смеси, так как не обеспечивается гиброфобный слой большой толщины и требование обогрева в холодный период, и значительная занимаемая площадь, так как сепарационная установка полностью расположена на поверхности.

Заявляемое изобретение направлено на повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси, путем создания гиброфобного слоя большой толщины, размещения основной части секций под землей, чем обеспечивается практически постоянная температура процесса сепарации в течение года.

Это достигается тем, что в сепарационной установке, содержащей колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, при этом колонна выполнена составной из соединенных между собой двух и более секций, каждая из которых содержит прямолинейный участок трубы, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды соединены с секциями патрубками подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды, а выводы патрубков отвода нефти и воды соединены соответственно с нефтеотстойными и водоотстойными участками секций, нижний конец каждой секции заглушен, при этом диаметры секций выполнены равными или неравными, углы наклона секций выполнены равными или неравными, секции выполнены в виде шурфов, оси секций расположены перпендикулярно или наклонно к горизонтальной поверхности, длины секций равные или неравные, гидравлические сопротивления патрубков подвода газожидкостной смеси равные или неравные, патрубки отвода воды расположены внутри секций, патрубки отвода нефти подсоединены к боковым стенкам секций, патрубки отвода нефти выполнены с возможностью изменения длины, расстояние между осями секций равное или неравное, оси секций расположены в одной или разных вертикальных плоскостях, стенки секций контактируют или не контактируют между собой, верхний конец каждой секции заглушен. Кроме того, в некоторых случаях на выходе трубопровода подвода газожидкостной смеси расположено устройство для деления газожидкостного потока, причем число выходов из устройства для деления газожидкостного потока не меньше числа секций. Кроме того, в некоторых случаях патрубок подвода газожидкостной смеси может быть частично расположен внутри секции.

Выполнение секций в виде шурфов позволяет повысить интенсивность процесса сепарации газожидкостной смеси, так как в них происходит более эффективное разрушение водонефтяной эмульсии с использованием гидродинамических эффектов и флотации, чем в случае ее (эмульсии) отстоя.

Расположение осей секций перпендикулярно или наклонно к горизонтальной поверхности позволяет в зависимости от количества поступающей на сепарацию сырой нефти и газа, их физико-химических свойств и параметров рабочего процесса изменять в зависимости от угла наклона к горизонтальной поверхности площадь поперечного сечения секции, параллельной горизонтальной поверхности, и толщины гидрофобного слоя, что обеспечивает повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси.

Выполнение диаметров секций равными или неравными позволяет в зависимости от количества поступающей на сепарацию сырой нефти и газа, их физико-химических свойств и параметров рабочего процесса изменять в зависимости от диаметра площадь поперечного сечения секции, параллельной горизонтальной поверхности, и толщину гидрофобного слоя, что обеспечивает повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси.

Выполнение углов наклона секций равными или неравными позволяет в зависимости от количества поступающей на сепарацию сырой нефти и газа, их физико-химических свойств и параметров рабочего процесса изменять в зависимости от угла наклона к горизонтальной поверхности площадь поперечного сечения секции, параллельной горизонтальной поверхности, и толщины гидрофобного слоя, что обеспечивает повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси.

Выполнение длин секций равными или неравными позволяет повысить интенсивность процесса сепарации газожидкостной смеси в зависимости от качества поступающей жидкости, например путем использования части секции для сбора отложений механических примесей.

Выполнение гидравлических сопротивлений патрубков подвода газожидкостной смеси равными или неравными позволяет изменять количество проходящей через них газожидкостной смеси в зависимости от условий эксплуатации и геометрических размеров секций, что обеспечивает повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси.

Расположение патрубков отвода воды внутри секций позволяет обеспечить повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси за счет увеличения площади контакта с водонефтяной эмульсией и упростить ее изготовление.

Подсоединение патрубков отвода нефти к боковым стенкам секций позволяет организовать отвод по ним нефти и газа, что обеспечивает повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси.

Выполнение патрубков отвода воды с возможностью изменения длины позволяет осуществить отвод воды из оптимального места водоотстойной части, что обеспечивает повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси.

Выполнение расстояния между осями секций равным или неравным позволяет в зависимости от количества поступающей на сепарацию сырой нефти и газа, их физико-химических свойств и параметров рабочего процесса изменять в зависимости от расстояний между секциями длин патрубков подвода газожидкостной смести и отвода нефти и воды, что ведет к изменению гидравлических сопротивлений, площади теплообмена наружной поверхности патрубков с окружающей средой и зоны агрессивной коррозии в патрубках, чем обеспечивается повышение интенсивности процесса сепарации газожидкостной смеси.

Расположение осей секций в одной или разных вертикальных плоскостях позволяет оптимизировать расположение секций сепарационной установки на местности.

Выполнение стенок контактирующими или неконтактирующими между собой позволяет оптимизировать расположение секций сепарационной установки на местности.

Выполнение верхнего конца каждой секции заглушенным позволяет использовать сепарационную установку в герметизированных системах сбора.

Расположение на выходе трубопровода подвода газожидкостной смеси устройства для деления газожидкостного потока, причем число выходов из устройства для деления газожидкостного потока не меньше числа секций, позволяет повысить интенсивность процесса сепарации газожидкостной смеси в зависимости от условий эксплуатации и геометрических размеров секций.

Расположение части патрубка подвода газожидкостной смеси внутри секции позволяет осуществить ввод газожидкостной смеси в секцию и отвод из нее нефти с газом с разных уровней, что повысит эффективность сепарации газожидкостной смеси.

Заявляемая сепарационная установка показана на фигуре 1.

Сепарационная установка состоит из секций 1 с трубопроводами подвода газожидкостной смеси 2 и патрубками подвода газожидкостной смеси 3, отвода нефти 4 и воды 5, а также трубопроводами отвода нефти 6 и воды 7. В некоторых случаях в трубопроводе подвода газожидкостной смеси 2 может быть установлено устройство для отбора части газа 8, например емкость, с патрубком отвода газа 9.

Сепарационная установка работает следующим образом. Скважинная продукция поступает в устройство для отбора части газа 8, где происходит ее деление на эмульсию и нефтяной газ. Из устройства для отбора части газа 8 эмульсия с остаточным нефтяным газом по трубопроводу подвода газожидкостной смеси 2 поступает в патрубки подвода газожидкостной смеси 3, из которых она попадает в секции 1. В секциях 1 под действием гравитационных сил происходит деление поступающей эмульсии на частично обезвоженную нефть и воду, которые отводятся соответственно по патрубкам отвода нефти 4 и воды 5 в трубопроводы отвода нефти 6 и воды 7.

Нефтяной газ из устройства для отбора части газа 8 по патрубку отвода газа 9 поступает в трубопровод отвода нефти 6.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить интенсивность процесса сепарации газожидкостной смеси.

Изобретение относится к области оборудования для нефтедобывающей промышленности, а именно к установкам для разделения продукции нефтяных скважин на нефть и воду. Сепарационная установка содержит колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, при этом колонна выполнена составной из соединенных между собой двух и более секций, каждая из которых содержит прямолинейный участок трубы, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды соединены с секциями патрубками подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды, а выводы патрубков отвода нефти и воды соединены, соответственно, с нефтеотстойными и водоотстойными участками секций. Нижний конец каждой секции заглушен. При этом диаметры секций выполнены равными или неравными, углы наклона секций выполнены равными или неравными. Секции выполнены в виде шурфов. Оси секций расположены перпендикулярно или наклонно к горизонтальной поверхности, длины секций равные или неравные, гидравлические сопротивления патрубков подвода газожидкостной смеси равные или неравные. Патрубки отвода воды расположены внутри секций. Патрубки отвода нефти подсоединены к боковым стенкам секций. Патрубки отвода воды выполнены с возможностью изменения длины. Расстояние между осями секций равное или неравное, оси секций расположены в одной или разных вертикальных плоскостях. Стенки секций контактируют или не контактируют между собой, верхний конец каждой секции заглушен. Техническим результатом является повышение интенсивности процесса сепарации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сепарационная установка, содержащая колонну с трубопроводами подвода газожидкостной смеси и отвода нефти, воды и газа, при этом колонна выполнена составной из соединенных между собой двух и более секций, каждая из которых содержит прямолинейный участок трубы, трубопроводы подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды соединены с секциями патрубками подвода газожидкостной смеси и отвода нефти и воды, а выводы патрубков отвода нефти и воды соединены, соответственно, с нефтеотстойными и водоотстойными участками секций, нижний конец каждой секции заглушен, при этом диаметры секций выполнены равными или неравными, углы наклона секций выполнены равными или неравными, отличающаяся тем, что секции выполнены в виде шурфов, оси секций расположены перпендикулярно или наклонно к горизонтальной поверхности, длины секций равные или неравные, гидравлические сопротивления патрубков подвода газожидкостной смеси равные или неравные, патрубки отвода воды расположены внутри секций, патрубки отвода нефти подсоединены к боковым стенкам секций, патрубки отвода воды выполнены с возможностью изменения длины, расстояние между осями секций равное или неравное, оси секций расположены в одной или разных вертикальных плоскостях, стенки секций контактируют или не контактируют между собой, верхний конец каждой секции заглушен.

2. Сепарационная установка по п.1, отличающаяся тем, что на выходе трубопровода подвода газожидкостной смеси расположено устройство для деления газожидкостного потока, причем число выходов из устройства для деления газожидкостного потока не меньше числа секций.