ГИДРОЦИКЛОННАЯ СЕПАРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОДУКТА СКВАЖИНЫ Российский патент 2023 года по МПК B04C9/00 B01D17/38 B01D17/05 

Изобретение относится к системам сбора и подготовки нефти на промыслах.

Известна гидроциклонная сепарационная установка ([1] Муравьев И.М. и др. Разработка и эксплуатация нефтегазовых и газовых месторождений. М.:Недра, 1970, с. 342-344, рис. 180), содержащая технологическую емкость с гидроциклоном для ввода продукции скважин, решетками и отбойниками для улавливания капельной жидкости. Шнековый цилиндрический гидроциклон установлен вне емкости, а газожидкостная смесь из нижнего патрубка гидроциклона через изогнутый отвод подается на наклонную полку, расположенную в емкости. Газ отводится из гидроциклона и технологической емкости.

Недостатком установки является то, что значительная часть газа попадает в технологическую емкость и снижает ее пропускную способность. Кроме того, значительная часть жидкости в виде капель уносится газом из гидроциклона.

Наиболее близкой к заявляемой конструкции и достигаемому результату, выбранной за прототип, является гидроциклонная сепарационная установка ([2] RU 2196642 С1, МПК B04C 9/00, дата публикации 20.01.2003), содержащая технологическую емкость, конический гидроциклон и трубопровод для подачи газожидкостной смеси и отвода газа и жидкости, гидроциклон выполнен конусным и установлен на технологическую емкость вертикально, выход из конуса расположен в полости емкости, при этом трубопроводы для отвода газа из гидроциклона и технологической емкости подключены в общий коллектор, в котором установлен каплеуловитель с трубопроводом для возврата условленной жидкости в технологическую емкость, чем обеспечивается повышение производительности гидроциклонной сепарационной установки.

Недостатком установки, является низкая эффективность, обусловленная отсутствием конструктивных элементов для более глубокого разделения смеси (продукта скважины) нефть + вода + газ.

Задачей изобретения является устранение недостатков аналогов.

Техническим результатом является повышение эффективности разделения водо-нефтегазовой смеси продукта скважины.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается заявленной гидроциклонной сепарационной установкой, содержащей технологическую емкость, гидроциклон, трубопровод для подачи газожидкостной смеси, трубопровод для отвода жидкой фазы из гидроциклона, трубопровод для отвода газовой фазы на линию сбора, подключенный к каплеуловителю, имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость, причем технологическую емкость содержит трубопроводы отвода нефти и воды, гидроциклон выполнен цилиндроконическим и является первой ступенью разделения, при этом установка дополнительно содержит последовательно установленные и соединенные между собой узел подачи деэмульгатора, в который поступает жидкая фаза цилиндроконического гидроциклона, центробежный насосный агрегат, цилиндрический прямоточный гидроциклон второй ступни разделения, с трубопроводами для отвода жидкой фазы и трубопроводом для отвода газа на линию сбора, подключенный к каплеуловителю, имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость.

Технический результат также достигается тем, что во внутренней стенке и в приосевой зоне цилиндроконического гидроциклона установлены датчики давления, а внутри технологической емкости установлены датчики уровня фаз.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показана схема заявленной гидроциклонной сепарационной установки, где:

1 - технологическая емкость; 2 - цилиндроконический гидроциклон; 3 - трубопровод для подачи газожидкостной смеси; 4 - трубопровод для отвода жидкой фазы из гидроциклона; 5 - трубопровод для отвода газовой фазы на линию сбора; 6 - каплеуловитель первой ступени разделения; 7 - трубопровод отвода нефти из технологической емкости; 8 - трубопровод отвода воды из технологической емкости; 9 - узел подачи деэмульгатора; 10 - центробежный насос; 11 - цилиндрический прямоточный гидроциклон; 12- трубопровод для отвода воды из гидроциклона; 13 - трубопровод для отвода нефти из гидроциклона; 14 - трубопровод для отвода газовой фазы на линию сбора; 15 - каплеуловитель второй ступени разделения; 16 - датчик давления, установленный во внутренней стенки цилиндроконического гидроциклона; 17 - датчик давления, установленный в приосевой зоне цилиндроконического гидроциклона; 18 и 19 - датчики уровня фаз (нефти и воды); 20 - трубопровод подачи деэмульгатора; 21 - трубопровод подачи газожидкостной смеси; 22 - трубопровод для отвода технологических примесей.

Гидроциклонная сепарационная установка состоит из технологической емкости (1) с трубопроводами отвода нефти (7) и воды (8), гидроциклона (2), выполненного цилиндроконическим и являющимся первой ступенью разделения, трубопровода (3) для подачи газожидкостной смеси из скважины в цилиндроконический гидроциклон (2), трубопровода (4) для отвода жидкой фазы из гидроциклона (2), трубопровода (5) для отвода газовой фазы на линию сбора, подключенного к каплеуловителю (6), имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость.

Установка дополнительно содержит последовательно установленные и соединенные между собой узел подачи деэмульгатора (9), в который поступает жидкая фаза цилиндроконического гидроциклона (2) и деэмульгатор по трубопроводу (20) подачи деэмульгатора. После узла (9) подачи деэмульгатора установлен центробежный насосный агрегат (10), подключенный трубопроводом (21) к цилиндрическому прямоточному гидроциклону (11) второй ступни разделения, с трубопроводами (12 и 13) для отвода жидкой фазы и трубопроводом (14) для отвода газа на линию сбора, подключенным к каплеуловителю (15), имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость. Во внутренней стенке и в приосевой зоне цилиндроконического гидроциклона (2) установлены датчики давления (16 и 17). Внутри технологической емкости установлены датчики (18 и 19) уровня фаз (нефти и воды). Технологическая емкость (1) также содержит трубопровод (22) для отвода технологических примесей.

Установка работает следующим образом.

Продукт скважины в виде водонефтегазовой эмульсии поступает тангенциально в цилиндроконический гидроциклон первой ступени разделения, где, получив интенсивную закрутку происходит центробежное разделение на жидкую (нефть + вода) и газовую фазы. Газовая фаза, образующая в приосевой области закрученного потока, направляется через трубопровод и соответствующий каплеуловитель в линию сбора газа. Жидкая фаза направляется в нижнюю область конической части гидроциклона и через нижний патрубок (трубопровод) поступает в узел смешивания с деэмульгатором и в последующем подается насосным агрегатом в цилиндрический гидроциклон, где в сильнозакрученном потоке происходит разделение на воду в периферийной области и на нефть в области центра низа цилиндрического гидроциклона. Остаточная газовая фаза из приосевой области верха гидроциклона отводится через трубопровод и соответствующий каплеуловитель в линию сбора газа. При этом нефтяная фракция отводится в верх жидкостной зоны технологической емкости, а водная фракция в низ емкости.

Центробежная сепарация в гидроциклонах первой и второй ступени и расслоение в технологической емкости происходит из-за разности плотностей (ρ_в>ρ_н>ρ_г), где ρв - плотность воды; ρн - плотность нефти; ρг - плотность газа. Кроме того, во внутренней стенке цилиндрической обечайки и в приосевой зоне цилиндроконического гидроциклона установлены интеллектуальные датчики давления, сигналы которых поступают в контроллер, позволяющий определить массовый расход продукта скважины (G=K*V*ΔPt), где G - массовый расход; K - поправочный коэффициент; V - объёмный расход; ΔPt - разность давлений на стенке и в средней части гидроциклона.

В технологической емкости установлены датчики уровня фаз, сигналы которых также поступают в контроллер для управления откачкой нефти и воды в соответствующие линии сбора. Заявленные признаки позволяют повысить эффективность разделения водо-нефтегазовой смеси продукта скважины.

Изобретение относится к системам сбора и подготовки нефти на промыслах. Гидроциклонная сепарационная установка содержит технологическую емкость, гидроциклон, трубопровод для подачи газожидкостной смеси, трубопровод для отвода жидкой фазы из гидроциклона, трубопровод для отвода газовой фазы на линию сбора, подключенный к каплеуловителю, имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость. Технологическая емкость содержит трубопроводы отвода нефти и воды. Гидроциклон выполнен цилиндроконическим и является первой ступенью разделения. Установка дополнительно содержит последовательно установленные и соединенные между собой узел подачи деэмульгатора, в который поступает жидкая фаза цилиндроконического гидроциклона, центробежный насосный агрегат, цилиндрический прямоточный гидроциклон второй ступни разделения с трубопроводами для отвода жидкой фазы и трубопроводом для отвода газа на линию сбора, подключенный к каплеуловителю, имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость. Во внутренней стенке и в приосевой зоне цилиндроконического гидроциклона установлены датчики давления. Внутри технологической емкости установлены датчики уровня фаз. Технический результат: повышение эффективности разделения водо-нефтегазовой смеси продукта скважины. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидроциклонная сепарационная установка, содержащая технологическую емкость (1), гидроциклон (2), трубопровод (3) для подачи газожидкостной смеси, трубопровод (4) для отвода жидкой фазы из гидроциклона (2), трубопровод (5) для отвода газовой фазы на линию сбора, подключенный к каплеуловителю (6), имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость, отличающаяся тем, что технологическая емкость (1) содержит трубопроводы отвода нефти (7) и воды (8), гидроциклон (2) выполнен цилиндроконическим и является первой ступенью разделения, при этом установка дополнительно содержит последовательно установленные и соединенные между собой узел (9) подачи деэмульгатора, в который поступает жидкая фаза цилиндроконического гидроциклона (2), центробежный насосный агрегат (10), цилиндрический прямоточный гидроциклон (11) второй ступни разделения с трубопроводами (12 и 13) для отвода жидкой фазы и трубопроводом (14) для отвода газа на линию сбора, подключенный к каплеуловителю (15), имеющему трубопровод для возврата уловленной жидкости в технологическую емкость.

2. Гидроциклонная сепарационная установка по п.1, отличающаяся тем, что во внутренней стенке и в приосевой зоне цилиндроконического гидроциклона установлены датчики давления (16 и 17), а внутри технологической емкости установлены датчики уровня фаз (18 и 19).