УСТАНОВКА ТРУБНАЯ ДЛЯ СБРОСА ПЛАСТОВОЙ ВОДЫ Российский патент 2023 года по МПК B01D17/22 B01D17/12 

Изобретение относится к емкостному оборудованию системы нефтесбора в нефтедобывающей промышленности и предназначено для сброса пластовой воды из скважинной продукции нефтяного месторождения.

Известны установки трубные для сброса воды в виде труб диаметром 1020-1420 мм и длиной до 100 м, имеющих угол наклона к горизонту в пределах 4-15°, нашедшие широкое применение в системах сбора и подготовки скважинной продукции нефтяных месторождений. Характеристики таких установок в виде одной разделительной трубы приведены в статье «Решение проблемы сброса попутно добываемых пластовых вод в НГДУ «ЮжАрланнефть» авторов Н.Г. Хохлов, Р.Р. Вагапов, 3.М. Шагитов (журнал «Нефтяное хозяйство», 2004 год, №5, стр. 126-27). В дальнейшем такие установки с названием «трубные водоотделители» конструктивно менялись и совершенствовались согласно имеющимся патентов РФ на изобретения.

Известно устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод (патент РФ №2243167 опубл. 27.12.2004, бюл. 36), по которому в средней части установки установлена коалесцирующая секция, заполненная гранулами гидрофобного материала на 0,5-0,7 объема коалесцирующей секции с возможностью свободного перемещения гранул в процессе очистки воды от частиц нефти.

Недостатком устройства является то, что со временем коалесцирующая секция забивается тяжелыми компонентами нефти: асфальтенами, смолами и парафинами. Для восстановления работоспособности секции необходимы большие объемы органических растворителей и значительные затраты времени для организации промывочных работ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является установка трубная для сброса воды по патенту РФ №2302279 (опубл. 10.07.2007, бюл. 19). Выбранное в качестве прототипа устройство имеет одну горизонтальную трубу повышенного диаметра и две трубы также повышенного диаметра, имеющие наклон к горизонту и предназначенные для доочистки соответственно воды и нефти. Верхние части наклонных труб соединены и служат для отвода нефти, также соединены нижние части этих труб и служат для отвода отделенной воды.

Недостатком установки является то, что при повышении объемов поступления пластовой воды в установку часть воды из трубы для доочистки воды может попасть в линию отвода нефти. При повышении объемов поступления пластовой нефти в установку часть нефти из трубы для доочистки нефти может попасть в линию отвода воды и снизить ее качество выше нормативных показателей (30-50 мг/л).

Технической проблемой изобретения является разработка установки с двумя наклонными трубами и предварительным разделением нефти и воды, в которой будет невозможным поступление нефти в линию отвода отделенной воды и будет исключено поступление воды в линию отвода нефти.

Технический результат достигается тем, что в установке трубной для сброса пластовой воды, содержащей горизонтальную сепарационную трубу с функцией предварительного разделения нефти и воды, две наклонные трубы для подготовки нефти и доочистки воды, соединительные трубопроводы для перемещения нефти и воды, согласно изобретению нижняя часть наклонной трубы для подготовки нефти и верхняя часть наклонной трубы для доочистки воды снабжены датчиками межфазного уровня с вертикальной высотой, равной диаметру наклонных труб, низ наклонной трубы для подготовки нефти соединен трубопроводом через насос откачки с нижней частью начала сепарационной трубы, а верх наклонной трубы для доочистки воды соединен трубопроводом через насос откачки с верхней частью начала сепарационной трубы, верхняя часть конца сепарационной трубы соединена трубопроводом со средней частью наклонной трубы для подготовки нефти, а нижняя часть конца сепарационной трубы соединена трубопроводом со средней частью наклонной трубы для доочистки воды.

Схема установки трубной для сброса пластовой воды приведена на фигуре, где обозначены позициями: 1 - горизонтальная сепарационная труба, 2 - наклонная труба для подготовки нефти, 3 - наклонная труба для доочистки воды, 4 - трубопровод для ввода в установку водонефтяной эмульсии, 5 - трубопровод для ввода нефти в среднюю часть наклонной трубы 2 для подготовки нефти, 6 - трубопровод для ввода воды в среднюю часть наклонной трубы 3 для доочистки воды, 7 - линия отбора нефти потребителю, 8 - линия отбора воды потребителю, 9 - трубопровод для откачки нефти на вход в горизонтальную трубу 1, 10 - трубопровод для откачки воды на вход в горизонтальную трубу 1, 11 - насос откачки воды, 12 - насос откачки нефти, 13 - линия управления работы насоса 11 датчиком 14 межфазного уровня, 15 - линия управления работы насоса 12 датчиком 16 межфазного уровня.

Установка эксплуатируется следующим образом.

1. Скважинная продукция в виде водонефтяной эмульсии по трубопроводу 4 подается на горизонтальную сепарационную трубу 1, где под действием силы гравитации происходит предварительное разделение эмульсии на нефть и воду.

2. С верхней части конца трубы 1 нефть по трубопроводу 5 поступает в среднюю часть наклонной трубы 2 для удаления из нефти остаточной воды.

3. С нижней части конца трубы 1 вода по трубопроводу 6 поступает для доочистки в среднюю часть наклонной трубы 3.

4. Датчик 14 межфазного уровня расположен в нижней части наклонной трубы 2 и поддерживает границу нефти и воды на одном уровне, не допуская попадания нефти в трубопровод 10 для откачки воды. При достижении уровня воды верхнего положения межфазного датчика 14 по линии 13 на насос 11 подается команда на откачивание воды на вход сепарационной трубы 1.

5. Такой же датчик 16 поддерживает границу нефти и воды на одном уровне, не допуская воды в трубопровод 9 для откачки нефти. При достижении уровня нефти нижнего положения межфазного датчика 16 по линии 15 на насос 12 подается команда на откачивание нефти на вход сепарационной трубы 1.

6. Вода без частиц нефти под избыточным давлением по линии 8 подается потребителю, например кустовой насосной станции системы поддержания пластового давления.

7. Нефть по линии 7 с верхней части наклонной трубы 2 подается в установку комплексной подготовки для доведения качества нефти до товарных кондиций.

В отличие от прототипа отбор нефти и воды производится раздельно по наклонным трубам: нефть отбирается только с наклонной трубы 2 для подготовки нефти, а вода - с нижней части наклонной трубы 3 для доочистки воды. Во-вторых, в наклонных трубах по прототипу трубопроводы для подачи и отбора жидкостей в наклонных трубах расположены примерно в одной зоне: в трубе для подготовки нефти - в нижней части, а в трубе для доочистки воды - в верхней части. Это снижает качество разделения нефти и воды, поэтому по заявленному изобретению ввод жидкостей для разделения находится в средней части наклонных труб 2 и 3. Предложенная по изобретению значительная по высоте разница между точками ввода и отбора нефти обеспечивает дополнительный положительный эффект - в наклонной трубе 2 возрастает время подъема вверх нефти с остаточной водой. Мелкие глобулы воды в результате хаотичного теплового движения сталкиваются и коалесцируют, становятся крупными и седиментируют вниз. С трубы отводится нефть с меньшим содержанием воды.

Существенным, по мнению авторов, является наличие в составе установки двух датчиков межфазного уровня. Они поддерживают межфазную поверхность в установленных пределах, обеспечивая должное качество нефти и воды в наклонных трубах.

Изобретение относится к емкостному оборудованию системы нефтесбора в нефтедобывающей промышленности и предназначено для сброса пластовой воды из скважинной продукции нефтяного месторождения. Установка содержит горизонтальную сепарационную трубу с функцией предварительного разделения нефти и воды, две наклонные трубы для подготовки нефти и доочистки воды, соединительные трубопроводы для перемещения нефти и воды. Нижняя часть наклонной трубы для подготовки нефти и верхняя часть наклонной трубы для доочистки воды снабжены датчиками межфазного уровня с вертикальной высотой, равной диаметру наклонных труб. Низ наклонной трубы для подготовки нефти соединен трубопроводом через насос откачки с нижней частью начала сепарационной трубы. Верх наклонной трубы для доочистки воды соединен трубопроводом через насос откачки с верхней частью начала сепарационной трубы. Верхняя часть конца сепарационной трубы соединена трубопроводом со средней частью наклонной трубы для подготовки нефти, а нижняя часть конца сепарационной трубы соединена трубопроводом со средней частью наклонной трубы для доочистки воды. Техническим результатом является повышение качества разделения нефти и воды. 1 ил.

Установка трубная для сброса пластовой воды, содержащая горизонтальную сепарационную трубу с функцией предварительного разделения нефти и воды, две наклонные трубы для подготовки нефти и доочистки воды, соединительные трубопроводы для перемещения нефти и воды, отличающаяся тем, что нижняя часть наклонной трубы для подготовки нефти и верхняя часть наклонной трубы для доочистки воды снабжены датчиками межфазного уровня с вертикальной высотой, равной диаметру наклонных труб, низ наклонной трубы для подготовки нефти соединен трубопроводом через насос откачки с нижней частью начала сепарационной трубы, а верх наклонной трубы для доочистки воды соединен трубопроводом через насос откачки с верхней частью начала сепарационной трубы, верхняя часть конца сепарационной трубы соединена трубопроводом со средней частью наклонной трубы для подготовки нефти, а нижняя часть конца сепарационной трубы соединена трубопроводом со средней частью наклонной трубы для доочистки воды.