Сепарационная установка Советский патент 1988 года по МПК B01D19/00 

Изобретение относится к нефтяной промьшшенности, в частности к устройствам для разделения газоводонеф- тяной смеси при сборе и подготовке продукции скважин на промыслах.

Цель изобретения - увеличение извлечения нефти из газоводонефтяной смеси и повышение качества очистки отобранной пластовой воды.

На фиг. 1 схематично изображена сепарационная установка; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Установка включает успокоительный участок 1 с расширительной камерой 2 и размещенным под ней вертикальным отстойником 3, депульсатор 4 с .коллектором 5 для отвода газа и капле- уловителем 6, соединяющий успокоительный участок с горизонтальной цилиндрической емкостью 7 с размещенной в средней нижней ее части вертикальной цилиндрической емкостью 8, и трубопровод 9 предварительного отбора из успокоительного участка Горизонтальная цилиндрическая емкость разделена на три секции: вибродействия, отстоя воды и отбора нефти, которые отделены одна от другой вертикальными перегородками 10 и 11 с выполненными в них отверстиями. В сек ции вибродействия установлены гидравлические вибраторы 12, состоящие, . например, из упругих пластин с выступами. В секции отстоя воды размещены два коалесцирующих фильтра 13 и 14, верхний ИЗ которых установлен под . первой по ходу движения смеси верти- кальной перегородкой 10 и образует с ней угол 45-55 с возможностью образования прохода между верхним концом фильтра 13 и вертикальной перегородкой 10, Нижний фильтр 14 полностью перекрывает поперечное сечение вертикальной емкости 8.

Верхний коалесцирующий фильтр может быть выполнен из металлической или капроновой сетки, а нижний например, в виде концетрически расположенных металлических обечаек, обтянутых, например, капроновыми нитями, образуя с соседними стенками обечаек зазор 15размер которого равен среднему диаметру мелкодисперсной структуры.

Секции отстоя воды и отбора нефти снабжены регуляторами уровня раздела нефть-вода 16 и нефть-газ 17.

25

10

15

20 30 5 дО д5

5

Емкость 8 соединена с расширительной камерой 2 патрубком 18 с лучевым распределителем 19, размещенным между коалесцирующими фильтрами, и трубопроводом 9, вертикальньй конец которого, заходящий в расширительную камеру 2, жестко прикреплен к перекрывающей его отверстие металлической перегородке 20, которая может быть ..приварена к внутренним стенкам расширительной камеры, и снабжен поплавком 21, сл ужащим регулятором уровня раздела фаз и одновременно регулято- ром расхода буйкового типа прямого действия. Поплавок может быть в ыпол- нен в виде втулки, скользящей по вер- тикальному концу трубопровода, перекрывая выполненные в нем в пределах отстойника 3 щелевые отверстия 22, . служащие для поступления водяной фазы в трубопровод 9. При этом поплавок должен быть выполнен из материала, удельньш вес которого больше удельного веса нефти, но меньше удельного веса воды, или пустотелым из легированной листовой стали с заранее рассчитанным весом, позволяющим сохранить устойчивое равновесие в межфазной среде, а площадь отверстий 22 равна или больше площади кольцевого сечения, образованного внутренней стенкой отстойника 3 и наружной стенкой поплавка 21, или площади поперечного сечения трубопровода 9 для снижения гидравлических сопротивлений и равномерного расхода воды на участке от расширительной камеры 2 до вертикальной емкости при полностью открытых щелевых отверстиях. При этом высота отверстий не должна превьш1ать высоты поплавка.

Установка работает следующим образом.

Газоводонефтяная смесь, предварительно обработанная деэмульгатором, поступает в успокоительный участок 1, где происходит ее расслоение на нефть, газ и пластовую воду. Из ycnoKo i- тельного участка жидкость попадает в расширительную камеру 2, где скорость движения ее уменьшается и всплывшая наверх эмульгированная нефть с находящейся над ней газовой фазой и частью пластовой воды поступает в депульсатор 4, при этом газ отводится в коллектор 5, а нефтеводяная смесь с остаточным содержанием газа поступает в секцию вибродействия.

Основной объем пластовой воды с содержащиися в ней малым количеством эмульгированной нефти из расширительной камеры 2 поступает в вертикальный отстойник 3, диаметр которого равен или больше диаметра успокоительного участка 1, где проходя через щелевые отверстия 22, поступает в трубопровод 9 предварительного отбора воды. При движении воды из расширительной камеры в отстойник 3 происходит дополнительное всплытие нефтяной эмульсии, которая по мере ее накопления над поплавком (под разделительной перегородкой) способствует перемещению его вниз, постепенно перекрывая отверстия, тем самым предотвращая попадание нефтяной фазы и

13, при прохождении через который происходит дополнительная ее очистка от нефти, так как частицы нефтяной

g эмульсии задерживаются на его поверхности, коалесцируются и всплывают, перемешиваясь с нефтью, отделившейся в секции вибродействия.

Вода, прошедшая через фильтр 13,

10 смешивается с водой, поступающей в емкость 8 из лучевого распределителя трубопровода 9, равномерно распределяющего жидкость по всему ее сечению, образуя в месте распределения жид15 костной фильтр, над которым происходит концентрация нефтяных глобул вследствие разности плотностей воды и нефти, которые, укрупняясь, всплывают наверх. Далее вода поступает

эмульсии в трубопровод 9 и цилиндри- 20 на фильтр 14, на капроновых волокнах ческую емкость 8. По мере возрастания которого происходит окончательное

13, при прохождении через который происходит дополнительная ее очистка от нефти, так как частицы нефтяной

эмульсии задерживаются на его поверхности, коалесцируются и всплывают, перемешиваясь с нефтью, отделившейся в секции вибродействия.

Вода, прошедшая через фильтр 13,

смешивается с водой, поступающей в емкость 8 из лучевого распределителя трубопровода 9, равномерно распределяющего жидкость по всему ее сечению, образуя в месте распределения жидкостной фильтр, над которым происходит концентрация нефтяных глобул вследствие разности плотностей воды и нефти, которые, укрупняясь, всплывают наверх. Далее вода поступает

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к устройствам для,разделения газоводонеф- тяных смесей. Цель изобретения - увеличение извлечения нефти из газоводо- нефтяной смеси и повышение качества очистки отобранной пластовой воды. Установка включает успокоительный участок 1 с расширительной камерой 2 и установленным в нижней ее части отстойником 3, депульсатор 4 с коллектором для отвода газа и емкость 7, 1 разделенную вертикальными перегородками 10 и 11 на секции вибродействия, отстоя воды и отбора нефти. В нижней части емкости установлена вертикальная ци/ЕИндрическая емкость 8 с двумя коалесцирукицими фильтрами 13 и 14. Верхний из них установлен под углом 45-55°к перегородке 10. Фильтр 14 перекрывает поперечное сечение емкости 8. Между фильтрами размещен патрубок с лучевым распределителем, ко- торьш трубопроводом 9 соединяет ее с расширительной камерой 2, откуда производят предварительньш отбор nrtaQTo- вой воды в емкость 8. Вертикальный конец трубопровода 9, заходящий в расширительную камеру 2, прикреплен к разделительной перегородке и снабжен поплавком с возможностью перемещения его вдоль расширительной камеры 2 и вертикального отстойника 3. На вертикальном конце трубопровода 9 выполнены продольные щелевые отверстия для прохода воды из отстойника 3 в трубопровод. 9, которые время от времени перекрываются поплавком. 3 ил. (Л / ЗР 00 со о ел а Фи9.1

расхода свободной воды в успокоительном участке 1 происходит ее накопление в нижней части отстойника 3, уровень ее там поднимается, вытесняя за перегородку образовавшуюся нефтяную фазу. При этом поплавок перемещается вверх, приоткрывая щелевые от- верстия, и подача воды в отстойник 3

30

з.адержание нефтяньгх частиц, оставшихся в воде, которые, укрупняясь, также всплывают наверх, где, проходя 25 через проходное сечение, образованное фильтром 13 и перегородкой 11, смешиваются с основной нефтяной массой, которая затем через отверстия, вьшолненные в перегородке 11, поступает в секцию отбора нефти и через установленньй в нижней части горизонтальной емкости 7 патрубок - в нефтепровод. Вода же, прошедшая окончательную очистку, отводится через развозобновляется.

Поступившая в секцию вибродействия жидкость направляется на гидравлический вибратор 12, состоящий, например, из упругих пластин с выступами. При движении вдоль пластин, расходящихся „ мещенньй ниже фильтра 14 патрубок веером, жидкость, воздействуя на вы- в систему Ш1Д (поддержания пластового ступы, приводит пластины в колебатель- давления), а скопившийся в нижней ное движение. Колеблющиеся пластины части емкости 8 шлам в виде песка и действуют на жидкость, в результате окалины периодически выводится, на- чего происходит дальнейшее разрушение JQ пример, в амбар.

эмульсии и вторичное выделение газа. Пример. При суточном расходе который поступает в коллектор 5, где, водонефтяной смеси 8800 с газосодержанием 60 и обводненностью 80-90% необходима горизонталь- 45 ная цилиндрическая емкость объемом 200 м . На конце нефтесборного кол лектора диаметром 300 мм находится успокоительный участок длиной 35 м, выполненный из трубы диаметром 700 мм.

50

соединяясь с газом, поступающим из

депульсатора 4, поступает в капле- уловитель 6, где дополнительно очищается от капельной нефти и направляется в-газопровод. Капельки нефти стекают в горизонтальную цилиндрическую емкость 7.

Отсепарированная в секции вибродействия нефть через выполненное в средней части перегородки 10 отверстие поступает в секцию отстоя воды, а отделившаяся в нижней части секции

Конец успокоительного участка снабжен расширительной камерой диаметром 1000 мм. Отстойник, закрепленный с помощью фланца к низу расширительной камеры, имеет диаметр 700 мм, вибродействия вода с частицами нефтя- с ° высота составляет 1000 мм. На . ной эмульсии перетекает в секцию от- дне отстойника имеется патрубок с стоя воды через нижнее отверстие пере- фланцем для крепления трубопровода городки 10 и поступает на наклонно диаметром 300 мм. На расстоянии установленный коалесцирующий фильтр 350 мм от нижней образующей расшири

з.адержание нефтяньгх частиц, оставшихся в воде, которые, укрупняясь, также всплывают наверх, где, проходя через проходное сечение, образованное фильтром 13 и перегородкой 11, смешиваются с основной нефтяной массой, которая затем через отверстия, вьшолненные в перегородке 11, поступает в секцию отбора нефти и через установленньй в нижней части горизонтальной емкости 7 патрубок - в нефтепровод. Вода же, прошедшая окончательную очистку, отводится через размещенньй ниже фильтра 14 патрубок в систему Ш1Д (поддержания пластового давления), а скопившийся в нижней части емкости 8 шлам в виде песка и окалины периодически выводится, на- пример, в амбар.

тельной камеры приваривается горизонтальная перегородка. Поплавок выполнен в виде пустотелой втулки из нержавеющей стали, внутренний диаметр которой 300 + 0,5 мм. Вертикальный конец трубопровода, упирающийся в перегородку, выполнен также из нержа веющей стали диаметром 300 - 0,5 мм. Во избежание прилипания смолистых и парафинистых веществ и для изменения коэффициента трения сопрягаемые поверхности отполированы. Длина поплавка составляет 950 мм, а его диаметр - 400 +0,5 мм. Свободный ход поплавка составляет 350 +0,5 мм, в том числе рабочий - 300 - 0,5 мм. На высоте 50 мм от днища отстойника равномерно по всей окру;кности вертикального конца трубопровода выфрезерованы двенадцать продольных щелевых отверстий длиной 300 мм и шириной 5 мм. Длина депульсатора составляет 15 м, угол наклона восходящего участка 40 . Диаметр вертикальной цилиндрической емкости равен 1400 мм, а ее длина - 1200 мм без учета длины конического основания. Патрубок подвода предварительно отобранной воды находится на расстоянии 200 мм от нижней образующей горизонтальной .цилиндрической емкости, а. патрубок отвода - в ниясней части вертикальной цилиндрической емкости,

Использование предлагаемого устройства позволяет разгрузить по водяной фазе не только депульсатор, но и саму емкость, тем самы увеличивая пропускную способность сепарационно- го узла и улучшая качество очистки нефти иводы за счет увеличения времени пребывания фаз в аппарате, улучшения условий отделения (меньшего возмущения во входной зоне аппарата и секции отстоя) и доочистки в ко- алесцирующем фильтре, что достигается, в частности, благодаря дополнительно установленным вертикальной емкости, позволяющей снизить скорости течения водной фазы в 4-5 раз, и отстойнику с регулятором расхода водной фазы, препятствующим попаданию нефти из успокоительного участка в вертикальную емкость.

Выполнение в нижней части цилиндрической горизонтальной емкости дополнительной установленной вертикальной емкости с коалесцирующими фильтрами позволяет увеличить время пребыва

ния фаз в аппарате, улучшить процесс отделения водной и нефтяной фаз, снизить скорость течения -водной фазы и производить дополнительную очистку пластовой воды, значительно улучшая ее качество.

Наличие отстойника с регулятором расхода водной фазы позволяет ограничить попадание нефти из успокоительного участка в трубопровод предварительного отбора воды, а подсоединение трубопровода к вертикально . установленной емкости между размещен- ны ми в ней фильтрами позволяет произвести окончательную очистку отобранной воды от нефтепродуктов и других

механических примесей, I

Предложенная установка позволяет

извлечь максимальное количество нефти из газоводонефтяной смеси и одновременно значительно повысить качество очистки пластовой воды.

25 Ф.ормулаизобретения

Сепарационная установка, включающая успокоительный участок с рашири- тельной камерой, и трубопроводом предварительного отбора воды, депульсатор и цилиндрическую горизонтальную емкость с секциями вибродействия, отстоя воды и отбора нефти, которые резделены между собой вертикальными перегородками, отличающая- с я тем, что, с целью увеличения извлечения нефти из газоводонефтяной смеси и повышения качества очистки отобранной пластовой воды, секция отстоя воды в нижней части дополнительно снабжена вертикальной цилиндрической емкостью с двумя коалесци- рующими фильтрами, верхний из которых установлен под первой по ходу движения вертикальной перегородкой и образует с ней угол 45-55° с возможностью образования проходного сечения между верхним концом фильтра и второй вертикальной перегородкой, а нижний фильтр полностью перекрывает поперечное сечение емкости, при этом установка снабжена патрубком с лучевым распределителем, размещенным между фильтрами и соединенным с трубопроводом предварительного отбора воды, расширительная камера снабжена вертикально установленным под ней отстойником с диаметром, равным или большим диаметра успокоительного

0

5

0

5

0

5

участка, а другой конец трубопроводаотстойника с продольными отверстиями предварительного отбора воды размещени снабжен поплавком, установленным вертикально в отстойнике и расшири-с возможностью вертикального переметельной камере, выполнен в пределах jщения.

-/

Фи9.1

5-5

18

Фмг.З