Сепарационная установка Советский патент 1986 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к нефтяной промьппленности и может быть использовано для разделения нефти, газа и воды в системе сбора и подготовки продукции нефтяных скважин, преимущественно вязких и пенящихся нефтей. Известна ;сепарационная установка содержащая успокоительный участок, депульсатор, цилиндрическую горизонтальную емкость для разделения газонефтяной смеси и коллектор для отвода газа. Недостатком сепарационных устано вок данной конструкции является. то что продукция сктважин в технологическую емкость вводится под слой жидкости. Такая конструкция ввода не обеспечивает необходимой глубины сепарации, способствует-пенообразованию, разбрызгиванию и повышенному уносу капельной жидкости (нефти) с потоком газа. Известны серийно выпускаемые сепарационные установки типа НГС (ТП-1633), содержащие сепарационную емкость с внутренним каплеотбойным устройством и устройство для сепара ции газо-нефтяной смеси, в котором депульсатор выполнен в виде 1) -образного трубопровода, размещенного под подводящим трубопроводом, распо ложенного ниже уровня стабилизации потока. Однако при подаче смеси на .-нефте сливные полки происходит вспенивани разбрызгивание, диспергирование и вторичное перемешивание с образованием в некоторых случаях стойкой эмульсии. Кроме того, происходит неполное отделение газа от жидкости в результате подачи смеси на сливные полки, вследствие чего такие сепарационные установки имеют низкую удель ную производительность. Известна сепарационная установка содержащая успокоительный коллектор депульсатор с распределительным патрубком, технологическую емкость и га зовый коллектор. Ввод продукции скважин в них осуществляется в йижнюю часть сепарационной емкости под слой жидкости высотой 1-1,5 м. Вследствие этого часть газовых пузырьков находится d течение всего времени пребывания в горизонтальном аппарате под избыточным давлением, равным весу этого сто ба .жидкости. В результате в жидкости остается излишне растворенный газ, количество которого может достигать яя 0,5-1 м на 1 м нефти. Этот газ выделяется в последующих аппаратах (насосах, отстойниках, открытых резервуарах и т.п.) и снижает эффективность их работы. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является сепарационная установка, содержащая успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком, которьй размещен внутри технологической емкости на уровне раздела газ-нефть, тарелку с отражателем, газовый коллектор., причем тарелка выполнена конусной со спиральными перегородками и установлена на. торце патрубка. Недостатком такой сепарационной установки является то, что конусная тарелка со спиральными перегородками жестко закреплена на торце распределительного патрубка, а так как уровень жидкости поддерживать в сепараторе постоянным практически не удается, то возможны случаи затопления тарелки жидкостью. В результате получается вариант ввода газо-водонефтяной смеси под слой жидкости. Кроме того, такая конструкция исполнения распределительного патрубка вполне приемлема для разделения маловязких нефтей. При разделении же вязких пенящихся нефтей особенно трудно поддерживать границу раздела постоянной, поэтому в случае затопления тарелки при вводе смеси под слой жидкости скорости всплывания газовых пузырьков в вязкой среде значительно медленнее, чем в маловязкой, мелкие пузырьки практически зависают и не могут всплыть, т.е. процесс разделения смеси происходит неполно, тем самым значительно уменьшая производительность установки. Целью изобретения является повышение эффективности процесса сепарации вязких и пенящихся нефтей при изменяющемся уровне жидкости в сепараторе. Поставленная цель достигается тем, что в установке, включающей успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком, размещенным внутри емкости, тарелку с отражателем и газовый коллектор, распределительньм патрубок снабжен коаксиально расположенным по отношению к нему дополнительным патрубком с ограничительными кольцами, установленным с возможностью вертикального перемещения, а тарелка при реплена к дополнительному патрубку и жестко соединена с отражателем , В предлагаемой установке плавающий козырек-отражатель с жестко соединенной тарелкой всегда будет находиться только на границе раздела, т.е. будет или подниматься, или опу каться вместе с уровнем жидкости в сепараторе. В данной конструкции плавающий козырек-отражатель вьтолняет роль поплавка, так как в его полости находится воздух или газ, а жестко соединенная с ним тарелка, заполненная жидкостью, способствует сглаживанию пульсаций. На чертеже показана предлагаемая сепарационная установка. Сепарационная установка содержит депульсатор 1 с нисходящим трубопро водом., технологическую емкость 2, соединенную с газовым коллектором 3 распределительньй патрубок 4, сколь зящий патрубок 5 с ограничительными кольцами 6, тарелку 7, жестко соединенную с плавающим козырьком-отражателем 8. Сепарационная установка работает следующим образом. Расслоенная в подводящем трубопроводе продукция скважин - -нефть, газ, вода на входе в депульсатор 1 разделяется в соответствии с плотностью фаз на два потока: нефть с нефтяным газом и пластовую воду. При прохождении депульсатора 1 нефтяной газ отводится в газовьм коллектор 3, а нефть с оставшимся в ней распоренным газом и пластовая вода через распределительный патрубок 4 поступает в скользящий патрубок 5 и в технологическую емкость ,2, где продолжается выделение растворенного газа из нефти. Весь поток .жидкости выводится постоянно только на границу раздела фаз газ-нефть независимо от уровня жидкости в сепараторе равномерным слоем, чем и обеспечиваются лучшие условия вьщеления и коалесценции пузырьков газа Возвратно-поступательное перемещени скользящего патрубка ограничивается ограничительными кольцами .6. Тарелка 7 служит для сглаживания пульсаций, а для отражения крупных брызг 524 и капель нефти в случае большого газового фактора предназначен плавающий козырек-отражатель 8, который также .вьшолняет еще и роль поплавка. На лабораторной установке были проведены сравнительные экспериментальные исследования по определению эффективности сепарации с различным вводом газо-жидкостной смеси. Сепаратор представляет собой горизонтальную емкость, вьтолненную из оргстекла диаметром 400 мм, состоящую из четырех секций, длиной 500 мм каждая. Емкость снабжена устройствами ввода, приборами для определения капельной жидкости в потоке газа, устройством для замера свободного газа в жидкости на выходе аппарата. В процессе исследований производили замер расходов как жидкости, так и газа. В качестве рабочего агента были использованы смесь вазелинового масла, трансформаторного и нефти, склонной к ценообразованию. Воздух в систему подавался с помощью компрессо- . ра после его предварительной очистки от механических примесей и капельной жидкости. Эффективность процесса сепарации оценивалась по уносу капельной жидкости и свободного газа. Результаты экспериментов приведены в таблице. Из анализа полученных данных приведенных в таблице, видно, что эффективность процесса сепарации при вводе газо-жидкостной смеси по предлагаемому изобретению улучшается на 30% по сравнению с вводом смеси через патрубок на конусную тарелку со спиральными перегородками. . Использование предлагаемой установки имеет следующие преимущества: исключается процесс эмульгирования, которьй имеет место при вводе продукции скважин под водяную подушку (в случае затопления конусной тарелки); исключен процесс образования пенного слоя вследствие барботажа, приводящий к дополнительному уносу капельной жидкости; исключается флотирование глобул воды пузырьками газа; обеспечивается минимально возможный путь для всплывающих пузырьков осаждающихся капель воды; уменьшается количество оклюдированного газа в нефти, отводимой из сепаратора, особенно при высоковязких

нефтях; улучшаются условия отстоя и сброса воды, что ведет к увеличению межремонтного периода работы насосов откачки и трубопроводов системы сбора; улучшаются показатели сепарации: снижается содержание газа с 0,4 до 0,15 м/м и содержание капель нефти с 0,А5 до 0,15 г /м.

Предлагаемая установка улучшает процесс сепарации, снижает потери нефти и газа, увеличивает удельную производительность сепаратора 5 и способствует защите окружающей среды от загрязнения углеводородными газами и сероводородом.

СЕПАРАЦИОННАЯУСТАНОВКА, включающая успокоительный коллектор, депульсатор с распределительным патрубком размещенным внутри емкости, тарелку с отражателем и газовый коллектор, отличающаяся тем, что, с целью повьшения эффективности процесса сепарации вязких и пенящихся нефтей при изменяющемся уровне жидкости в сепараторе, распределительный -патрубок снабжен коаксиально расположенным по отношению к нему дополнительным патрубком с ограничительными кольцами,установленным с возможностью вертикального перемещения, а тарелка прикреплена к дополнительному патрубку и жестко соединена с отражателем.

Ввод газо-жидкостной смеск через диффузорный насадок под уровень жидкости

Ввод газо-жидкостной смеси через патрубок на тарелку со спиральными перегородками

Ввод газо-жидкостной смеси по предлагаемому изобретению