Отстойник для подготовки нефти Советский патент 1988 года по МПК B01D17/04 

Изобретение относится к подготовке нефти на промыслах, в частности к устройствам для обезвоживания и обессоливания нефти.5

Цель изобретения - интенсификация процесса отделения воды от нефти, .

На фиг,1 изображен отстойник,общий вид; на фиг.2 - то же, горизон- 10 тальный разрез; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1 .

Отстойник для подготовки нефти содержит горизонтальную емкость 1, патрубок 2 для ввода нефтяной эмуль- 15 сии, горизонтальный коллектор 3 с инжекторами 4 и 5, расположенными напротив отверстий, выполненных на боковых и нижних образующих, коллектора, вертикальную перегородку 6, 20 верхняя кромка которой находится на уровне горизонтальной оси емкости 1, а нижняя кромка - выше нижней образующей емкости 1, горизон- Фальную трубу 7 с продольными окна- 25 ми на верхней образующей,установлен- ную в верхней зоне поперек про- дольной оси емкости 1, патрубок 8, горизонтальную трубу 9 с продольными окнами на нижней образующей, уста- зо новленную в нижней зоне поперек продольной оси емкости 1 и патрубок 10. Инжекторы 4 на боковых образующих горизонтального коллектора 3 установлены горизонтально и с углом между ними 30-45, а инжекторы 5 на нижних образующих горизонтального коллекто- ра 3 - под углом 10-30° к горизон- тальной плоскости и под углом 30-45 к вертикальной плоскости..„

Отстойник работает следующим образом.

Обработке подвергают промысловую эмульсию девонской нефти обводненностью 85% с . содержанием солей . 60000 мг/л и сульфида железа 241 мг/л, стабилизированную природными эмульгаторами (парафин, смолы, асфальте- ны, мех.примеси и др.) и различными физико-механическими высоковязкими образованиями. Вязкость эмульсии при 20 С составляет 158 сП. Такая эмульсия является стойкой и трудноразрушаемой.

Эмульсию (500 ) вместе с введенным дезмульгатором Дипроксамин 157-65М (70 г/т нефти) и теплой дре- водой (температура 45 С, расход 13% от объема нефти) поступает

35

55

0

5 0 5 о .„

5

55

в резервуар для предварительного сброса пластовой воды (не показан). Нефть с остаточным содержанием воды до 10% в количестве 300 из резервуара после нагрева в теплообменниках до направляют в отстойник для подготовки нефти. Обрабатываемую нефть в емкость 1 вводят через патрубок 2 и горизонтальный коллектор 3, изготовленный из трубы диаметром 250 мм и длиной 15 м и установленный в промежуточном слое вьппе уровня раздела фаз на 0,5 м до оси. В емкости 1 уровень раздела фаз нефть - вода поддерживают на высоте 0,6 м с целью сброса из стойника относительно чистой воды.

Малообводнениую часть эмульсии из коллектора 3 через инжекторы 4 вводят с большой скоростью (v 3 м/с) в промежуточный слой в противоположную сторону от патрубков вывода нефти и воды. Инжекторы 4 изготовлены из труб диаметром 50 мм и длиной 200 мм, выходные концы которых выполнены сплющенными для более равномерно-направленного рассеивания струй вводимой эмульсии в горизонтальной плоскости промежуточного слоя. Высота живого сечения, выходного конца инлсекторов равна 15 мм, длина 70 мм. За счет достаточно большой кинетической энергии струй происходит интенсивное движение и возмущение промежуточного слоя в горизонтальной плоскости, в результате чего осуществляется эффективное дробление высоковязких образований, разрушение прочных бронирующих оболочек на глобулах воды, снижение вязкости и плотности промежуточного эмульсионного слоя , интенсивное слияние, ук- .рупнение и оседание капель воды на дно емкости 1.

Угол наклона инжектора 4 к боковой образующей горизонтального коллектора 3 выбирают с учетом обеспечения интенсивного возмущения промежуточного слоя по всему его сечению. Предварительными лабораторными исследованиями установлено, что при значениях угла наклона инжекторов менее 30° к горизонтальной плоскости периферийная зона променсуточного слоя скоростного движения не получает и находится в состоянии покоя, а при значениях угла наклона более 45 остается в состоян1-ш покоя

31

центральная зона промежуточного слоя Наиболее оптимальными значениями угла наклона являются 30-45°. : Одновременно более высокообводненная часть эмульсии с содержанием свободной водной фазы через инжекторы 5 из нижней зоны коллектора 3 с большой скоростью (v 3 м/с) вводят непосредственно на границу раздела фаз нефть-вода.Инжекторы 5 выполнены такими же, как и инжекторы 4. Под действием кинетической энергии струй вводимой эмульсии граница раздела фаз нефть-вода приходит в интенсивное возмущение и движение. При этом свободная водная фаза сразу переходит в объем водной подушки, разрушаются прочные бронирующие оболочки на каплях воды, капли воды сталкиваются, укрупняясь и оседают н дно емкости 1. Значения углов наклона инжекторов 5 выбирают также из условий оптимального режима возмущения и движения всей площади граничной зоны промежуточного слоя.

При значениях углов наклона инжекторов к горизонтальной плоскости менее 10 пограничная зона промежуточного слоя не получает интенсивного движения и возмущения по горизонтали, т.е. струи эмульсии, выходящие из инжекторов, в основном проскальзывают по поверхности границы раздела фаз. При значениях углов наклона инжекторов к горизонтальной плоско- сти более 30° струи эмульсии, выходящие из инжекторов, в основном только пронизывают граничный слой в отдельных точках касания и промежуточный слой интенсивного движения и возмущения не получает. При этом происходит постепенное накопление и уплотнение промежуточного слоя.

При значениях углов наклона инжекторов в вертикальной плоскости менее 30 периферийная зона промежуточного слоя вблизи к границе раздела фаз интенсивного движения и возмущения не получает и находится в состоянии покоя, а при значениях-углов наклона инжекторов более 45 центральная зона промежуточного слоя вблизи к границе раздела фаз не получает интенсивного движения и воз- мущения и находится в состоянии покоя. При этом происходит постепенное накопление и уплотнение дромежуточ- ного слоя. Процесс отделения воды

110014

от нефти ухудшается, затем практически прекращается.

Введение обрабатываемой нефтяной эмульсии в противоположном направле- НИИ движению отбираемой нефти и воды, а также наличие вертикальной перегородки 6 способствуют увеличению времени движения эмульсии в ем

кости 1 и исключает возможность попадания нефти в водную фазу, а воды в нефтяную фазу. Нефтяная эмульсия после введения через инжекторы в промежуточный слой двигается по

длине емкости 1 к ее торцовой части, где расположен патрубок 2, разворачивается в обратную сторону и направляется к нефтесборному патрубку 8. При этом происходит отделение воды

от нефти и оседание ее на дно аппарата.

Обезвоженная нефть с содержанием воды 0,03-0,4%, проходя через верхнее сечение емкости 1 над перегородкой

6 и через верхние продольные окна

нефтесборной трубы 7, отбирается через патрубок 8. Отделивщаяся от нефти вода с содержанием нефти 120 мг/л и механических примесей 130 мг/л, проходя через нижнее сече ние емкости 1 под перегородкой 6 и водоотборную трубу 9, отбирается через патрубок 10 и направляется для окончательной очистки.

Отстойник испытан в промысловых

условиях на ступени обезвоживания. Испытания показьшают, что в предлагаемом отстойнике стойкие промежуточные слои не образуются и не накапливаются. Качество подготовленной нефти характеризуется содержанием воды 0,03-0,4% при производитель- , ности отстойника 300 . В предлагаемом отстойнике создаются благоприятные условия для интенсивного механического дробления и разрушения высоковязких образований и прочных бронирующих оболочек на глобулах воды с использованием высокоскоростной кинетической

энергии струй вводимой эмульсии. Введение малообводненной части эмульсии с высокой скоростью через инжекторы на боковых образующих коллектора способствует интенсивному движеПИЮ и возмущению промежуточного слоя и увеличению длины пути движения нефти к точке отбора из отстойника. Введение высокообводненной части эмульсии с высокой скоростью через

инжекторы на нижних образующих на поверхность раздела фаз нефть-вода способствует интенсивному движению и возмущению эмульсии на границе раздела фаз и быстрому переходу и оседа- нию пластовой воды в объем водной iподушки. За счет интенсивного движения и возм5 щения эмульсии в зоне ее ввода существенно изменяется структура и резко снижается вязкость и плотность промежуточного слоя. Промежуточньй слой становится рыхлым, капли воды, находящиеся в нем, становятся подвижными и способными к взаимному столкновению, слиянию и укрупнению, а также оседанию на дно емкости, легко преодолевая сопротивление поверхности раздела фаз нефть- вода. Одновременно значительно интенсифицируется процесс отделения и оседания механических примесей.

Предлагаемый отстойник может быть использован как на ступени предварительного обезвоживания нефти, так и на ступенях глубокого обезвожива- jния и обессоливания.

i -

I Применение предлагаемого отстой- : ника позволяет исключить образование и накопление стойкого промежуточного эмульсионного слоя, повысить глубину обезвоживания и обессоливания нефти, т.е. снизить остаточное содержание воды с 1-5 до 0,03-0,4%. повысить единичную производительность отстойного аппарата с 80 до 300 , полностью исключить накопление в амбарах, резервуарах и емкостях ловушёчных нефтей.

Формула изобретения

1.Отстойник для подготовки нефти, включающий емкость с патрубками для ввода эмульсии и вывода нефти

и воды, горизонтальный коллектор с от верстиями по боковым и нижним образующим для ввода эмульсии и вертикальную перегородку, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса отделения воды от нефти, коллектор установлен в промежуточном слое и снабжен инжекторами, расположенными напротив отверстий и направленными в противо положную сторону от патрубков вывода нефти и воды.

2.Отстойник по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что инжекторы напротив боковых отверстий установлены горизонтально с углом между ними 30-45°.

3.Отстойник ПОП.1, отлича

против нижних отверстий установлены под углом 10-30° к горизонтальной плоскости и под углом 30-45 к вертикальной плоскости.

4. Отстойник по П.1, отличающийся тем, что инжекторы напротив боковых отверстий расположены в шахматном порядке по отношению к инжекторам напротив нижних отверстий.

Изобретение относится к отстойникам для подготовки нефти и может использоваться при подготовке нефти на промыслах. Целью изобретения является интенсификация процесса отделения воды от нефти. Отстойник для подготовки нефти содержит горизонтальную емкость 1, патрубок 2 для ввода нефтяной эмульсии, горизонтальный коллектор 3 с инжекторами 4 и 5, вертикальную перегородку 6, верхняя кромка которой находится на уровне горизонтальной оси емкости 1 и нижняя кромка - вьше нижней образующей емкости 1, горизонтальную трубку 7 с продольными окнами на верхней образующей, установленную в верхней зоне поперек продольной оси емкости 1, патрубок 8, горизонтальную трубку 9 с продольными окнами на нижней образующей, установленную в нижней зоне поперек продольной оси емкости, патрубок 10. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё (Л

да-w

f

iX

V/ 5/

w-ts°

Фиг.г